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安定化電源装置のプリント配線板パターンを描いてみた

トランス式安定化電源装置のプリント配線板パターンを描いてみました。
1-P4-10019_POWER_SUPPLY_PCB.jpg
トランスの存在感が半端じゃないです(笑)。
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安定化電源回路の解析

安定化電源回路につかう部品の耐圧や容量を決定するために、安定化電源回路の動作解析をしました。
安定化電源特性

注目すべきは「波形率(form factor)」で、これが高い値になっています。
波形率とは、取り出す電流の平均値に対して実効値がどれだけあるかを示します。
実効値というのは実際に消費される電力にほぼ比例する値なので、実効値を調べればその部品で消費される電力、すなわち熱がどれだけ発生するかを調べることができます。これが定格の値を超えてしまうと、その部品は異常な発熱をすることになるので壊れてしまいます。ですから、この実効値が部品の定格値を超えないようにしなくてはいけません。
(部品によっては最大値を規定するものもあります。それも定格の範囲内に収まるようにする必要があります)

ここで調べている波形率は、トランスの出力電流のものを指しています。これがおおよそ1.5~3あるということは、取り出す電流の1.5倍から3倍の電流がトランスに流れていることを示します。
ですから、トランスを安定化電源に使用するときは、取り出せる電流はトランスの定格電流の3分の1から65%程度までしかないということになります。
特性表からトランスに流れる電流ITR(rms)を調べてみると、定格の450mA以内に収まる出力電流は280mAと、トランスに表示された容量よりもかなり小さい値になっていることがわかります。
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安定化電源の部品を選定してみた

安定化電源の部品を選定して、予算を組んでみました。
P4-10019_部品表

トランスと基板のコスト比率が高い(汗)。この2点で8割を占めてます。
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安定化電源の回路図をひいてみた。

トランスを使った安定化電源の回路図を引いてみました。
P4-10019_POWER_SUPPLY.jpg
LM317を使った手抜き電源です(笑)。
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トランス式 安定化電源を作ってみようと思い立った。

秋葉原で、こんな可愛いトランスを見つけました。
KIMG0119.jpg
製造元は、その可愛らしさには似つかわしくない名前でした(笑)。
1-KIMG0117_201407201508455a5.jpg
このトランスで、安定化電源を作ってみようと思います。
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【謹告】7月の電子工作ワークショップは全て取消となりました。

 7月に予定していました「電子工作ワークショップ」は、全日程が取消となりました。
 皆様にはご迷惑をお掛けし申し訳ございません。
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【謹告】NT金沢2014にて「真空管アンプ基板」を販売します。

来る2014年7月12・13日に開催される『NT金沢2014』にて「真空管アンプ基板」を販売します。
TUBE_AMP_3.jpg

基本の「シングルA級アンプ」が簡単に構成できる基板です。
カソードバイアス抵抗と電源電圧を変更することで、多くの「双3極管」に対応できます。
※ピン配置が「9A」および「9AJ」の双3極管に対応。12AT7・12AU7・12AV7など。
TUBE_AMP_schema.jpg

特徴は、シャーシ取り付けタイプの真空管ソケットを基板に取り付けできることです。
基板用ピンソケットよりもはるかに強度が高くなりました。
TUBE_AMP_4.jpg

基板上には真空管のほか「入力トランス」「カソードバイアス抵抗」「バイパスコンデンサ」が搭載されます。
※但し、これらは付属しません。同梱される説明書に、使用する真空管の一覧とそれに対応する使用部品が掲載されていますので、それをご参考のうえ別途ご購入ください。
1-DSC04276.jpg

近日中に、電源基板キット(下記写真左奥)も発売の予定です。
※電源基板キットは発売時とは仕様が異なる場合があります。
1-DSC04256.jpg
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正負トラッキングレギュレータを作ってみました。

ボリウムひとつで正負2つの電圧が同時に変えられる「正負トラッキングレギュレータ」を作って見ました。
1-KIMG0078.jpg
なかなかサマになってるかも。

P4-10017_TRACK_REG.jpg
(上図の部品の定数は変更されている場合があります)
入力はACアダプタです。正電源用と負電源用の2つが必要です。
使うACアダプタは電圧が同一でなくてもかまいません(但し欲しい電圧よりも2V以上高い電圧が出力できることが条件です)。もし電圧の違うACアダプタを使用する場合、正電源側の電圧が高いほうがよいです(LM317の動作電圧の関係)。
出力電流は正負ともに1.5Aとりだせますが、使用する放熱器の容量にも制限されます。正負とも損失が3Wまでの範囲で使用できます。たとえばACアダプタに24V出力のものを使用して、15Vを取り出した場合、約330mAまで取り出せます。
なお、正電源のみで使用することはできますが、負電源のみで使用することはできません(動作しません)。
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プロフィール

@ぽっけ

Author:@ぽっけ
底辺Makerを自負する@ぽっけが日々製作している「初歩の電子工作」の記録です。
自分で「あっ、あれ欲しい!」と思ったものを猪突猛進、地で製作しています。

★略歴

電子工作は中学のとき、授業でやるよりも早く自分で始めました。・・・といっても小遣いも少なく技術も未熟だったので、ラジオを作るのさえもやっとでした。

高校・大学でも工作を続け、大学在学中にようやくトランジスタ回路の基礎が理解できるようになってきました。

大学卒業後はメーカーに就職し設計職で忙しい毎日を過ごす中で工作からは遠ざかっていましたが、事務職に配転となり時間に余裕ができてまた工作を始めました。そんな中で2011年のCP+(カメラショー)併設展の「Business Meets」に出展していたテキサス・インスツルメンツのブースで「MSP430 Launchpad」に出会ってから、マイコンを使った電子工作を始めました。

また、鉛フリーはんだに興味を持って、10数種類のはんだをリールで購入。個人で使うには約1200年分の在庫を持つという暴挙を成し遂げ(?)ました。

★イベント出展実績
●Make: Tokyo Meeting 07
●Make: Ogaki Meeting 2012
●Maker Faire Tokyo 2012
●ニコニコ超会議「作ってみタワー ワークショッププロジェクト」
●NT金沢2013
●Maker Faire Tokyo 2013
●ポタアン自作er展示会 atポタ研2014冬
○NT金沢2014(予定)

☆TwitterID:
  @pokke_yamada

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