可変電圧電流電源回路 - 高品質可変安定出力
理想的な電源ユニットは、可変電圧および電流電源回路を備えている必要があります。この特性は、一般的な実験室での使用や、AC 電圧調整を必要とするさまざまなアプリケーションで最も重要です。
操作可能な電流制限を備えた電圧レギュレータにより、必要な出力電流の生成が容易になります。
このため、可変電源回路を作成する方法を検討します。さらに、出力電圧を調整する簡単な方法と回路の機能を見ていきます。
したがって、この回路の詳細と調整可能な電圧レギュレータのしくみについては、以下をお読みください。
サーキットの特徴
図 1:回路を接続する技術者
以下は、可変電圧制御システムの機能の一部のリストです。
- 調整可能な広い電源電圧範囲を備えています。 0 ～ 30V、0 ～ 60V、または 0 ～ 100V のいくつかの電圧範囲があります。負荷電流を 500mA から 10 Amp まで調整することもできます。したがって、最小出力電圧はユーザーの好みに依存します。
- また、特にヒートシンクを接続する場合に、回路が短絡する傾向がありません。
- リップルが 1Vpp 未満であるため、リップル電圧もありません。
- 出力段での安定した電流が特徴です。この回路は、AC 電源を直流にフィルタリングします。
- 回路は過負荷の影響を受けません。
- 最後に、LED 形式の短絡電力表示を備えています。
回路設計
図 2:電気用品
可変電圧レギュレータのさまざまな設計を見てみましょう。まず、電流レギュレータにはいくつかの設計があることは注目に値するため、標準的な電源システムのそれぞれについて詳しく見ていきます。
トランジスタ 2N3055 の使用
これがこの回路の回路図です。
図 3:可変電圧および電流電源回路図
上記の図からわかるように、通常、上記の機能を提供する安定した電源ユニットです。
回路内のプリセットは、電圧変動の作成に関与しています。コース内のトランジスタ、抵抗器、およびダイオードによるフィードバック構成を介してこれを促進します。
図から、D1 として示されているダイオードを特定できます。ダイオードは電流を 0.6V まで下げる役割を果たし、図はダイオードの順方向電圧降下です。
0.6V またはその他の値を下回る定電圧を探しているとします。このような場合、ダイオード D1 を推奨値を与えるツェナー ダイオードと交換する必要があります。したがって、理想ダイオードを選択することで電流制限を制御します。
この回路では、トランスの範囲は 0 ～ 40 V です。したがって、コースの調整可能な出力電圧は0.6Vから40Vになります。したがって、高品質の電源を得るには、電源トランスが目的の出力範囲を備えている必要があります。
また、この回路のトランジスタは電流制限器として動作することに注意してください。したがって、必要な最大出力電流を達成するためにも正しいものを使用する必要があります。
図 4:ブレッドボード上の DIY エレクトロニクス
PCB 基板設計の場合、回路を組み立てるために必要な電子デバイスの一部を以下に示します:
0-40V 変圧器
1000uF/50Vのコンデンサ2個
4 つの 1N5402 ダイオード
1N4007 ダイオード
2 つの BC547B トランジスタ
2N3055 トランジスタ
抵抗器
5 ワットのワイヤー
2N3055 および 2N2222 トランジスタの使用
図 5:トランジスタ
回路を改善するために、2N3055 と 2N2222 トランジスタを一緒に使用することもできます。この回路の基本的なハイライトの 1 つは、広範囲の出力を備えていることです。したがって、0.1 ～ 50 ボルトの範囲で定電流を供給することができます。したがって、効率的な負荷レギュレーションがあります。
また、この回路は最小限の出力障害を特徴としています。前述のように、単純な電源は広い出力範囲を持ち、集積回路はこの特性を促進します。
トランジスタを導入することで、出力範囲をさらに改善できます。この電気デバイスを IC および直列パス トランジスタと直列に配置します。
LTC3780 の使用
図 6:電源ユニット
この回路は、前の回路と同様に、0 ～ 30 V の間で調整可能な出力を提供します。また、コースには、供給可能な電流の範囲を制御する電子出力電流リミッターがあります。この特性により、この回路は現在の実験用電源システムで役立ちます。
コンポーネントの安全性を心配することなく、電流を最大値まですばやく増やすことができます。さらに、可変機能により、回路の電源仕様に沿った電流供給が容易になります。
回路の技術仕様の一部を以下に示します:
- 入力電圧は 24 VAC です。
- 最大入力電流は 3A です。
- ゼロから最大 30 V までの出力電圧範囲を備えています。
- 電流出力も調整可能で、2mA から 3A の範囲です。
- 出力電圧リップルは最大 0.01 % です。
- 最後に、理想的な PCB 寸法は 123mm x 85mm です。
LM317T の使用
図 7:いくつかの電気コンポーネント
この回路では、LM317T はさまざまな DC 電圧を供給できる正電圧レギュレータとして動作します。レギュレーターがなければ、コースは固定電源を供給します。それにもかかわらず、集積回路の追加により、広範囲の出力電圧の生成が容易になります。
したがって、電圧レギュレータは、1.25V から最大約 30V までの範囲の可変電圧を生成します。
レギュレータには電流制限機能もあり、サーマル シャットダウン機能もあります。したがって、すぐに短絡することはできません。そのため、低電圧電源に使用できます。
システムの出力電圧の決定も簡単です。必要なのは、システムの 2 つのフィードバック抵抗の電圧を取得することだけであり、抵抗は回路の出力で分圧器を作成します。
可変電圧・電流電源回路– 回路の作り方
図 8:プリント回路基板 (PCB)
可変電圧範囲の電子回路には、次のコンポーネントが必要です。
- 調整可能な電圧変換器。理想的には、LTC3780 が最適です。
- デジタル ポテンショメータまたは電流計
- 500k と 200k を備えた 2 つのリニア ポテンショメータ
- 7805 IC
- 12V 3A アダプター
- 静電容量が 100uF と 10uF の 2 つのコンデンサ
- 整流ダイオード
- 直流スイッチ
- ヒートシンク
- いくつかの木製ブロック
- PCB ボード
- 4mm アクリル シート
- 十分なワイヤー
- 2.1mm DC ジャック接続
回路を作成するためのツールもいくつか用意しておくと役立ちます。組み立てに必要な道具の一覧です。
- 強力な瞬間接着剤
- ハンドソー
- 好みの色のスプレー塗料
- はんだごて
- サンドペーパー
- グルーガン
- マスキングテープ
- 回転工具とドリル
可変電圧・電流電源回路– 回路の組み立て方
図 9:コンポーネントを搭載した可変電圧回路基板
いくつかの簡単な手順で、回路をすばやく組み立てることができます。それらのそれぞれを見てみましょう。
- まず、アクリル板にカットする位置に線を引きます。次に、描いた線に沿ってシートをカットします。
- 次に、ポテンショメータ、エア パス、ソケット、および DC ファンを配置する場所に印を付けます。各タスクに最適なツールを使用して、これらの領域をカットします。
- 次に、アクリル シートを研磨する必要があります。このステップでは、最初にシートの紙カバーをはがす必要があります。この後、平らな面が得られるまで効率的に研磨します。
- 次は端に沿ってシートを貼り付けます。まず、側面に接着剤を塗り、シートを隣り合わせに接続します。以前にシートに作成した図面が、このプロセスのガイドとなるはずです。
- パーツを取り付けたら、シートの塗装に入ります。お好みの色を薄く塗ります。黒が理想ですが、お好みで塗りたい色をお選びいただけます。
- 次に、余分なアクリル ピースをシステムに取り付ける必要があります。それらはネジの取り付けに不可欠です。
- この後、前面パネルと背面パネルを取り付けます。最初に瞬間接着剤を塗布する必要があります。次に、接着剤が乾く前に、パネルを接着剤のある領域にすばやく配置します。
- 次に、コンポーネントをマウントします。まず、DC スイッチを取り付け、次に DC ファンをネジで取り付けます。同様に、他のパーツも接続します。
可変電圧・可変電流電源回路 - 回路内温度制御
- また、電源の温度管理にも熱心でなければなりません。したがって、ヒートシンクとファンを接続する必要があります。 LTC3780電圧コンバータにはヒートシンクが内蔵されている必要があります。それにもかかわらず、その効率を向上させるために、1 つ追加することを検討してください。
- 内蔵ポテンショメータをリニア ポテンショメータに交換します。プロセスは簡単です。正確なポイントにはんだ付けすることにより、トリマー ポテンショメータをライナー ポテンショメータと交換するだけです。
- 最後に、ワイヤーを接続して回路を完成させます。
結論
一言で言えば、可変電圧および可変電流電源回路がどのように機能するかについての詳細な説明を提供しました。簡単に組み立てられるコンポーネントを使用して、簡単なコースを作成する方法についても詳しく説明しました。
また、サーキットに関してご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。コースの詳細については、ブログをご覧ください。
産業技術