自動電圧調整プロジェクト:独自の回路の設計と構築

最新の電子機器のほとんどは、正しく機能するために操作された電流と電圧を必要とします。最新の電子機器のほとんどは、正しく機能するために電流と電圧を操作する必要があると主張する人もいるかもしれません。連続的な出力電流操作は、すべての回路の主な目的であると言えます。それにもかかわらず、電圧安定化の目標を達成するのに役立つさまざまなデバイスとコンポーネントがあります。これらのデバイスの 1 つが電圧レギュレータです。このガイドでは、自動電圧レギュレータ プロジェクトと、独自の自動電圧回路を構築する方法について説明します。

自動電圧レギュレーターの仕組み

回路電圧レギュレータ

電圧レギュレータは、定電圧を容易にする電気デバイスです。電圧レギュレーターには主に 3 つのタイプがあります。

• 電子電圧レギュレータ
• 機械式電圧調整器
• 電気機械式電圧レギュレータ

最新の電圧レギュレータのほとんどは、電子式または電気機械式です。自動電圧調整器が作成されるまで、人々はスイッチと物理的な遮断器を介して手動で電圧調整器を操作する必要がありました。

そのため、自動電圧レギュレーターを統合して、人間の介入を最小限に抑えて安定した出力電圧を確保しています。これが、主に発電所の発電機に使用する理由です。

電圧レギュレータの自動調整

自動電圧調整器の応用

発電所の発電機は、大量の電力を処理する傾向があります。そのため、機器の故障や損傷を防ぐために、この電源の電圧を安定させる必要があります。ここで自動電圧発生器の出番です。

AVR は、発電機が特定の電圧で電力を分散していることを確認します。一定の設定値を超えると、AVR はエラー信号を送信し、実際の出力電圧を調整します。

もちろん、それは平均入力電圧に依存します。ただし、複数の発電機が並行して動作している場合は、すべての発電機が安定した一定の電力出力を生成することを確認するために、一連の AVR が存在します。

それでも、AVR による電圧安定化を必要とするシステムは中央発電所の発電機だけではありません。また、電圧発生器を使用して、日常の電子機器の電圧変動から保護することもできます。たとえば、ラップトップ、医療機器、自動車のオルタネーター、自動車の電源システム、データ センター、その他の商用アプリケーションで使用できます。

ほとんどの電圧オペレータは、最大 1 キロワットの AC 動作電力の容量を許容します。さらに、デバイスの要件に応じて出力電圧の制御を変更できます。そのため、AVR には可変電圧に対応するためのさまざまなステップがあります。したがって、電圧レギュレータの目的は、安定した電圧を確保することです。電圧調整器は、交流電流を直流電流に調整することもできます。

自動電圧調整回路

フィードバック電圧レギュレータを備えた電気回路

このセクションでは、簡単な自動電圧レギュレータ回路設計について説明します。

電子部品は次のとおりです:

パーツ リスト

• 120V AC 入力電源
• 双方向スイッチ
• 10A ヒューズ
• 4 つの端を持つ双極双投 (DPDT) スイッチ
• 8 つの二次巻線 (7x 55 ターンと 1x 60 ターン) を備えた 220 ターン (6 層) のトランス
• 500mA 変圧器
• リレー
• 8 段階のロータリー スイッチ
• 赤いネオンランプ/ダイオード
• グリーン ネオン ランプ
• 100μ 25V コンデンサ x 2
• IN4007 ダイオード x 2
• 5KΩ 抵抗器
• 5K プリセット抵抗
• 5K プリセット可変抵抗器
• 2V ツェナー ダイオード
• BC547 トランジスタ
• 電圧計

自動電圧レギュレータ命令の構築

EMRI LXCOS 電圧レギュレータ

出典:ウィキメディア コモンズ

この回路には、ライブおよびニュートラル入力を備えた 120V 電源が必要です。ニュートラル ラインは標準スイッチに接続され、DPDT スイッチの最初の端まで実行されます。次に、120V ラインがヒューズに接続され、220 ターン トランスまで実行されます。

主電源からのライブ ラインは、220 ターン トランスの一次巻線に接続されます。最初の二次巻線 (60 ターン) は、ロータリー スイッチの最初のステップと DPDT スイッチの 3 番目の端に接続する必要があります。

次に、1 つおきの 2 次巻線がロータリー スイッチの対応するステップ番号に接続されていることを確認する必要があります。たとえば、巻線の 2 番目のセットは 2 番目のステップに結合し、3 番目のセットは 3 番目のステップに接続します。最後に、標準ロータリー スイッチを DPDT スイッチの第 2 端に接続する必要があります。

自動遮断回路への接続

次に、DPDT スイッチの端をリレーのコモンに接続する必要があります。リレーは、電圧調整回路の自動遮断を容易にします。

次に、幹線電源からのライブ接続は、リレーの N/O (ノーマル オープン) に接続するために通過する必要があります。したがって、これが主電源の最初の実際の出力になります。

リレーの N/C (ノーマル クローズ) は、赤いネオン ランプ/ダイオードの 1 つの端子に接続します。自動電圧調整器がオフになっていることを赤いランプで示します。

次に、赤いランプの主電源の隣接端子をライブ電源ラインに接続する必要があります。この接続は、リレーのコモンからオート カットオフ回路の 500mA トランスにも実行する必要があります。この場合、電圧レギュレータはそれを使用してアナログ電圧を検出し、自動電圧レギュレータをオフにします。

電圧レギュレーターがオンになっていることを示すために、緑色のネオンランプ/ダイオードを実装する必要があります。主電源の中性線と活線に接続する必要があります。さらに、電圧レギュレータに電力が存在することを検出するには、緑色のネオン ダイオードを電圧計と並列に接続する必要があります。これが一次回路全体の接続方法です。

自動遮断回路への接続の説明

負荷がかかった状態で回路変圧器を自動切断

出典:ウィキメディア コモンズ

リレーとトランスの間には、オートカット回路が組み込まれています。オートカットコースはトランスからの2入力を受け付けます。

最初の入力は、100μ 25V コンデンサの 1 つを通過し、最初の 1.5KΩ 抵抗 (R1) に到達します。両方のコンデンサが並列になっていることに注意してください。次に、最初の可変抵抗器を取得し、それを可変抵抗器に渡します。

次に、5Kのプリセット抵抗（R2）に接続し、トランジスタを通過して、最終的にリレーに送信します. 2 番目の入力は並列の 2 つのダイオードに関連し、2 番目のダイオードを通過してリレーに出力されます。

まとめ

上記のガイドでは、自動電圧調整器について説明しました。その機能と、独自のものを構築する方法を探りました。電圧レギュレータは、特に国全体に電力を供給できる発電機での使用方法を考えると、重要なコンポーネントです。したがって、安定した電圧が必要です。とはいえ、このガイドがお役に立てば幸いです。いつも読んでいただきありがとうございます。