あらゆる電源の保護装置の図。 過負荷保護機能付き安定化電源

すでに、4.5、9、12 V など、さまざまな電源電圧を備えた自家製製品を構築する必要があり、そのたびに、適切な数のバッテリーまたは要素を購入する必要がありました。 しかし、必要な電源が常に利用できるとは限らず、その耐用年数には限りがあります。 そのため、家庭実験室には、アマチュア無線の練習のほぼすべてのケースに適した汎用ソースが必要です。 これは、AC 電源で動作し、0.5 ～ 12 V の DC 電圧を供給する、以下で説明する電源です。ユニットから消費される電流量は 0.5 A に達することがありますが、出力電圧は安定しています。 そして、このユニットのもう 1 つの利点は、実際に構造のテストや調整中に頻繁に遭遇するショートを恐れないことです。これは初心者のアマチュア無線家にとって特に重要です。

電源図を以下に示します。 米。 1。 主電源電圧は、プラグ XI、ヒューズ FX、スイッチ S1 を介して降圧変圧器 T1 の一次巻線に供給されます。 二次巻線からの交流電圧は、ダイオード VI ～ V4 で組み立てられた整流器に供給されます。 整流器の出力はすでに定電圧になっており、コンデンサ C1 によって平滑化されます。

次に、抵抗 R2 ～ R5、トランジスタ V8、V9、およびツェナー ダイオード V7 を含む電圧安定器が続きます。 可変抵抗器 R3 を使用すると、ブロックの出力 (ソケット X2 および X3) で 0.5 ～ 12 V の任意の電圧を設定できます。

からの防御 短絡トランジスタV6に実装されています。 負荷の短絡が解消されるとすぐに、再起動することなく、以前に設定された電圧が出力に再び表示されます。

降圧変圧器の二次巻線には 13 ～ 17 ボルトがあります。

ダイオードは、D226 シリーズ (D226V、D226D など) のいずれかです - コンデンサ C1 タイプ K50-16。 固定抵抗 - MLT、可変抵抗 - SP-1。 D814D ツェナー ダイオードの代わりに D813 を使用できます。 トランジスタ V6、V8 には、可能な限り高い電流伝達係数を備えた MP39B、MP41、MP41A、MP42B タイプを選択できます。 トランジスタ V9 - P213、P216、P217、任意の文字インデックス付き。 P201～P203も適合します。 トランジスタはラジエーターに取り付ける必要があります。

残りの部品 (スイッチ、ヒューズ、プラグ、ソケット) は任意の設計です。

いつものように、設置が完了したら、まずすべての接続が正しいことを確認してから、電圧計を用意して電源のチェックを開始します。 ユニットのプラグを電源ソケットに挿入し、スイッチ S1 で電源をオンにした後、すぐにコンデンサ C1 の電​​圧を確認します - 15 ～ 19 V であるはずです。次に、可変抵抗器 R3 スライダーを上の位置に設定します。図を参照して、ソケット X2 と X3 の電圧を測定します。約 12 V であるはずです。電圧がはるかに低い場合は、ツェナー ダイオードの動作を確認します。電圧計を端子に接続し、電圧を測定します。 これらの点での電圧は約 12 V になるはずです。異なる文字インデックスを持つツェナー ダイオード (D814A など) の使用や、トランジスタ V6 の端子が正しく接続されていない場合、その値は大幅に低くなる可能性があります。または故障しています。 このトランジスタの影響を排除するには、そのコレクタ端子をツェナー ダイオードのアノードから外し、ツェナー ダイオードの電圧を再度測定します。 この場合、電圧が低い場合は、抵抗 R2 をチェックして、その値が指定された値 (360 オーム) と一致していることを確認します。 電源の出力で希望の電圧 (約 12 V) に達したら、回路内で抵抗スライダーを動かしてみてください。 ユニットの出力電圧は徐々に減少し、ほぼゼロになります。
次に、負荷がかかった状態でのユニットの動作を確認します。 抵抗値が 40 ～ 50 オームで電力が少なくとも 5 W の抵抗器を端子ソケットに接続します。 たとえば、抵抗が 160 ～ 200 オームの 4 つの並列接続された MLT-2.0 抵抗器 (電力 2 W) で構成できます。 抵抗器と並行して、電圧計の電源を入れ、図に従って可変抵抗器 R3 のスライダーを一番上の位置に設定します。 電圧計の針は少なくとも 11 V の電圧を示すはずです。電圧がさらに低下する場合は、抵抗 R2 の抵抗を減らしてみてください (代わりに 330 または 300 オームの抵抗を取り付けてください)。

サーキットブレーカーの動作を確認する時が来ました。 1 ～ 2 A の電流計が必要ですが、最大 750 mA の直流電流を測定するために接続される Ts20 のようなテスターを使用することもできます。 まず、電源の可変抵抗器を使用して出力電圧を 5 ～ 6 V に設定し、電流計のプローブをユニットの出力ソケットに接続します。マイナスのプローブは X2 ソケットに、プラスのプローブは X3 ソケットに接続します。 最初の瞬間、電流計の針は最終目盛り分だけ急激にずれ、その後ゼロに戻ります。 そうであれば、機械は正常に動作しています。

本機の最大出力電圧はツェナーダイオードの安定化電圧のみで決まります。 また、図に示されている D814D (D813) の場合は、11.5 ～ 14 V になります。したがって、最大電圧をわずかに上げる必要がある場合は、必要な安定化電圧を持つツェナー ダイオードを選択するか、別のダイオード (D815E など) に交換してください。 (安定化電圧15Vあり)。 ただし、この場合、抵抗R2を変更し（抵抗値を下げ）、整流電圧が0.5Aの負荷で少なくとも17Vになる変圧器を使用する必要があります（コンデンサの端子で測定）。

最後は可変抵抗器の目盛の目盛りです。あらかじめケースの前面パネルに貼り付けておく必要があります。 もちろん、DC 電圧計が必要です。 ユニットの出力電圧を監視しながら、可変抵抗器のスライダーをさまざまな位置に設定し、それぞれの電圧値をスケール上にマークします。

アジャスタブルブロックトランジスタ KT805 に短絡保護機能を備えた電源。

下図に簡易安定化電源の回路図を示します。 これには、降圧トランス (T1)、ブリッジ整流器 (VD1 ～ VD4)、コンデンサ フィルター (C1)、および半導体電圧レギュレーターが含まれています。 電圧安定化回路により、出力電圧を 0 ～ 12 ボルトの範囲でスムーズに調整でき、出力 (VT1) での短絡から保護されます。 低電圧はんだごての給電用、交流実験用 電気ショック追加のトランス巻線が提供されます。 定電圧（HL2 LED）と交流電圧（HL1 LED）の表示があります。 デバイス全体の電源をオンにするには、トグルスイッチ SA1 を使用し、はんだごて - SA2 を使用します。 負荷は SA3 によってオフになります。 AC 回路を過負荷から保護するために、ヒューズ FU1 および FU2 が提供されています。 出力電圧値は、出力電圧レギュレータノブ（ポテンショメータ R4）にマークされています。 必要に応じて、スタビライザーの出力にダイヤル電圧計を取り付けたり、デジタル ディスプレイ付きの電圧計を組み立てたりすることができます。

以下の図は、負荷の短絡を示す修正されたスタビライザーの回路の一部を示しています。 通常モードでは緑色のLEDが点灯し、負荷が閉じると赤色のLEDが点灯します。

特にすべてのデバイスを短絡や過負荷から保護することが非常に重要であるため、保護回路の実装は難しくありません。 何らかの理由でデバイス内で短絡が発生すると、修復不可能な結果が生じる可能性があります。 不必要なコストやデバイスの焼損から身を守るには、以下の図に従って小さな変更を加えるだけで十分です。

回路全体が相補的なトランジスタのペアで構築されていることに注意することが重要です。 理解するために、フレーズの意味を解読してみましょう。 相補ペアとは、パラメータは同じですが異なるトランジスタです。 方向 p-nトランジション。

それらの。 電圧、電流、電力、その他のトランジスタのすべてのパラメータはまったく同じです。 違いは種類のみに現れます pnpトランジスタまたはn-p-n。 購入を容易にするために、補完的なペアの例も提供します。 ロシアの命名法より: KT361/KT315、KT3107/KT3102、KT814/KT815、KT816/KT817、KT818/KT819。 BD139/BD140は輸入品に最適です。 リレーは、少なくとも 12 V、10 ～ 20 A の動作電圧用に選択する必要があります。

動作原理：

特定のしきい値を超えると（実験的にしきい値は可変抵抗器によって設定されます）、トランジスタの相補ペアのスイッチが閉じます。 デバイス出力の電圧が消え、LED が点灯し、デバイスの保護システムが作動したことを示します。

トランジスタ間のボタンを使用すると、保護をリセットできます（定常状態では閉じられています。つまり、開くように機能します）。 別の方法で保護をリセットすることもできます。単にユニットの電源をオフにしてからオンにするだけです。 保護は電源またはバッテリーの充電に関連します。

定期的に電子機器を設計するアマチュア無線家は皆、自宅に安定化電源を持っていると思います。 これは本当に便利で便利ですが、一度実際に使ってみると、これなしではいられないでしょう。 実際、たとえば LED をチェックする必要がある場合、その動作電圧を正確に設定する必要があります。LED に供給される電圧を大幅に超えると、LED が単に焼き切れてしまう可能性があるためです。 また、デジタル回路の場合は、マルチメータの出力電圧を 5 ボルト、またはその他の必要な電圧に設定して先に進みます。

多くの初心者アマチュア無線家は、まず、出力電流の調整や短絡保護を行わずに、単純な安定化電源を組み立てます。 私も同様で、約 5 年前、出力電圧を 0.6 ボルトから 11 ボルトまで調整できるだけのシンプルな電源を組み立てました。 その図を次の図に示します。

しかし、数か月前、この電源をアップグレードし、その回路に小さな短絡保護回路を追加することにしました。 私はこの図をラジオ雑誌の 1 号で見つけました。 詳しく調べてみると、この図は多くの点で上の図と似ていることがわかりました。 回路図、以前に組み立てた電源。 電力が供給されている回路に短絡がある場合、短絡 LED が消灯してそれを知らせ、出力電流は 30 ミリアンペアになります。 この計画に参加し、それを私自身の計画で補うことが決定し、私もそうしました。 Radio 誌の元の図 (追加部分を含む) を次の図に示します。

次の図は、この回路の組み立てが必要な部分を示しています。

一部の部品、特に抵抗 R1 と R2 の値は、上方に再計算する必要があります。 この回路の出力線をどこに接続するかについてまだ質問がある場合は、次の図を提供します。

また、組み立てた回路では、最初の回路であろうとラジオ誌の回路であろうと、出力のプラスとマイナスの間に 1 kΩ の抵抗を配置する必要があることも付け加えておきます。 Radio マガジンの図では、これは抵抗 R6 です。 残っているのは、基板をエッチングして電源ケースにすべてを組み立てることだけです。 プログラム内のミラーボード スプリントレイアウト必要なし。 短絡保護回路基板の図:

約 1 か月前、この電源と組み合わせて使用​​できる出力電流レギュレータのアタッチメントの図を見つけました。 こちらのサイトからお借りしました。 次に、このセットトップ ボックスを別のケースに組み立て、バッテリーの充電や、出力電流の監視が重要な同様の操作に必要に応じて接続することにしました。 これはセットトップボックスの図で、その中のトランジスタKT3107がKT361に置き換えられています。

しかし、後になって、便宜上、これらすべてを 1 つの建物に統合するというアイデアが思いつきました。 電源ケースを開けて見てみると、スペースが足りず、可変抵抗器が入りません。 電流レギュレータ回路には、かなり大きな寸法を持つ強力な可変抵抗器が使用されています。 以下にその様子を示します。

そこで、両方のケースをネジで接続し、基板間の接続をワイヤーで行うことにしました。 また、トグル スイッチを 2 つの位置に設定します。電流を調整できる出力と無調整の出力です。 最初のケースでは、電源のメインボードからの出力が電流レギュレータの入力に接続され、電流レギュレータの出力が電源ケースのクランプに接続され、2 番目のケースではクランプに接続されました。電源のメインボードからの出力に直接接続されていました。 これらはすべて、2 つの位置にある 6 ピンのトグル スイッチで切り替えられました。 以下は、電流レギュレータのプリント基板の図です。

プリント基板の図において、R3.1、R3.3は可変抵抗器の左から1番目と3番目の端子を示します。 繰り返したい人のために、切り替え用のトグル スイッチを接続する図を次に示します。

アーカイブには電源、保護回路、電流制御回路のプリント基板が取り付けられています。 AKVが用意した素材。

トランジスタと電源の接続図を図1に、抵抗R1の抵抗値ごとのトランジスタの電流電圧特性を図2に示します。 これが保護の仕組みです。 抵抗器の抵抗がゼロ (つまり、ソースがゲートに接続されている) で、負荷が約 0.25 A の電流を消費する場合、電界効果トランジスタの両端の電圧降下は 1.5 V を超えず、実質的にはすべて整流された電圧が負荷にかかります。 負荷回路に短絡が発生すると、整流器を流れる電流が急激に増加し、トランジスタがない場合は数アンペアに達することがあります。 トランジスタは、両端の電圧降下に関係なく、短絡電流を 0.45 ～ 0.5 A に制限します。 この場合、出力電圧はゼロになり、電界効果トランジスタの両端の電圧はすべて降下します。 したがって、短絡が発生した場合、この例では電源から消費される電力は 2 倍以下に増加しますが、ほとんどの場合これはまったく許容範囲内であり、電源部品の「健全性」には影響しません。

米。 2

短絡電流は、抵抗 R1 の抵抗値を大きくすることで減らすことができます。 短絡電流が最大負荷電流の約2倍となるように抵抗を選定する必要があります。
このタイプの保護は、平滑化 RC フィルタを備えた電源に特に便利です。その場合、フィルタ抵抗の代わりに電界効果トランジスタがオンになります (そのような例を図 3 に示します)。
短絡時には、整流された電圧のほぼすべてが電界効果トランジスタの両端で降下するため、光または音声の信号伝達に使用できます。 ここでは、たとえば、光アラームをオンにするための図を示します - 図 7。 負荷がすべて正常である場合、緑色の HL2 LED が点灯します。 この場合、トランジスタの両端の電圧降下は、HL1 LED を点灯するには十分ではありません。 ただし、負荷に短絡が発生すると、HL2 LED は消えますが、赤色の HL1 が点滅します。

米。 3

抵抗 R2 は、上記の推奨事項に従って、必要な短絡電流制限に応じて選択されます。
音声アラームの接続図を図に示します。 4. HL1 LED のように、トランジスタのドレインとソースの間、またはドレインとゲートの間に接続できます。
信号装置に十分な電圧が現れると、単接合トランジスタ VT2 で作られた AF 発生器が動作し、ヘッドフォン BF1 で音が聞こえます。
単接合トランジスタは KT117A ～ KT117G にすることができ、電話機は低インピーダンスにすることができます (低電力ダイナミック ヘッドに置き換えることができます)。

米。 4

低電流負荷の場合は、電界効果トランジスタ KP302V を使用した短絡電流リミッタを電源に挿入できることを付け加えておきます。 他のブロックのトランジスタを選択する場合は、その許容電力とドレイン・ソース間電圧を考慮する必要があります。
もちろん、このような自動化は、負荷の短絡保護を持たない安定化電源にも導入できます。

これは、ネットワークでの使用を目的とした小型の汎用短絡保護ユニットです。 回路を再設計することなく、ほとんどの電源に適合するように特別に設計されています。 この回路は、超小型回路の存在にもかかわらず、非常に理解しやすいです。 より良いサイズで表示するには、コンピュータに保存します。

回路をはんだ付けするには、次のものが必要です。

  1. 1 - TL082デュアルオペアンプ
  2. 2 - 1n4148 ダイオード
  3. 1 - チップ122 NPNトランジスタ
  4. 1 - BC558 PNP トランジスタ BC557、BC556
  5. 1 - 抵抗 2700 オーム
  6. 1 ～ 1000 オームの抵抗器
  7. 1～10kΩの抵抗器
  8. 1 - 抵抗 22kΩ
  9. 1 - ポテンショメータ 10 kΩ
  10. 1 - コンデンサ 470 uF
  11. 1 - コンデンサ 1 μF
  12. 1 - 常閉スイッチ
  13. 1 - リレーモデル T74 "G5LA-14"

回路を電源に接続する

ここでは、低値の抵抗が電源の出力と直列に接続されています。 電流が流れ始めると小さな電圧降下が発生します。この電圧降下を使用して、電力が過負荷によるものなのか短絡によるものなのかを判断します。 この回路は、コンパレータとして含まれるオペアンプ (オペアンプ) に基づいています。

  • 非反転出力の電圧が反転出力の電圧よりも高い場合、出力は「ハイ」レベルに設定されます。
  • 非反転出力の電圧が反転出力の電圧よりも低い場合、出力は「ロー」レベルに設定されます。

確かに、これは従来のマイクロ回路の論理 5 ボルト レベルとは何の関係もありません。 オペアンプが「ハイ」のとき、その出力は電源電圧の正の電位に非常に近くなります。したがって、電源が +12V の場合、「ハイ」は +12V に近くなります。オペアンプが「ロー」のとき、 」の場合、出力はほぼマイナス電源電圧になり、したがって 0 V に近づきます。

オペアンプをコンパレータとして使用する場合、通常は入力信号と、その入力信号を比較する基準電圧が必要です。 したがって、抵抗器を流れる電流と基準電圧に従って決定される可変電圧を持つ抵抗器があります。 この抵抗は回路の最も重要な部分です。 出力電源と直列に接続されています。 過負荷電流が流れた場合、電圧降下が約 0.5 ～ 0.7 ボルトになる抵抗を選択する必要があります。 過負荷電流は、保護回路が動作し、損傷を防ぐために電源出力を閉じるときに発生します。

オームの法則を使用して抵抗を選択できます。 最初に判断するのは、電源の過電流です。 これを行うには、電源の最大許容電流を知る必要があります。

電源が 3 アンペアを出力できるとします (電源の電圧は関係ありません)。 したがって、P = 0.6 V / 3 A となります。P = 0.2 オームです。 次に行うべきことは、P=V*I という式を使用して、この抵抗の両端の電力損失を計算することです。 最後の例を使用すると、次のようになります。 P = 0.6 V * 3 A。P = 1.8 W - 3 または 5 W の抵抗で十分です。

回路を動作させるには、9 ～ 15 V の電圧を印加する必要があります。校正するには、オペアンプの反転入力に電圧を印加し、ポテンショメータを回します。 この張力は回す方向に応じて増減します。 この値は、入力段のゲイン 0.6 ボルト (アンプ段が私のようなものであれば、約 2.2 ～ 3 ボルト) に応じて調整する必要があります。 この手順には時間がかかりますが、校正に最適な方法は科学的ポーク法です。 さらに構成する必要がある場合があります 高電圧ポテンショメータに設定されているため、負荷ピーク時に保護が動作しません。 プロジェクトファイルをダウンロードします。


インターネット上で公開されている自動車バッテリー用の多くの充電器回路の中で、自動充電器は特に注目に値します。 このようなデバイスは、バッテリーを保守する際に多くの利便性をもたらします。 自動充電器に特化した出版物の中で、以下の著作に注目する必要があります。 これらのデバイスはバッテリーを充電するだけでなく、バ​​ッテリーをトレーニングして復元します。