收发器主电源 - 自己动手。方案、说明

收发器主电源 - 自己动手。无线电电子电气工程百科全书

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购买昂贵的进口收发器通常会产生大量的材料成本。通常没有钱购买电源。在这里，快乐的无线电爱好者面临着自制电源设备的问题。它必须满足什么要求？

首先，除了必要的电源，自制电源还必须具有良好的可靠性，以便将连接的收发器损坏的可能性降到最低。众所周知，可靠性取决于所有结构元件的总可靠性及其功能重要性。在市电供电单元中，稳压器起着重要的作用。本文介绍了一款国产网络电源，其中主要的“亮点”就是稳压电路。该模块与建伍 TS-570D 收发器一起工作了大约六个月，没有任何备注。最近，在炎热的夏天，他通过了额外的测试，在额定电流的假负载下工作了大约一天。

电源参数：

输出电压 - 13,8 V（可调）
额定负载电流 - 25 A
短路保护电流 - 27 A
额定负载电流下的输出电压降 - 不超过 0,5 V
尺寸 - 130 x 140 x 350 毫米

与选择稳定器电路同样重要的问题是电源变压器的计算和制造。这项任务几乎总是伴随着很多困难——你需要得到合适尺寸的铁、所需横截面的电线，最重要的是，要费力地绕线。所有这些时刻都使无线电爱好者对独立制造变压器产生了充耳不闻的反感，并渴望将其做好准备。这反过来又将在全新收发器上播出的时刻推到了后面。

其实自制变压器并不是那么难的事情。在你尝试之前，你永远不知道你能做什么！根据我的经验，我更喜欢使用 W 形板作为核心。尽管变压器所需的尺寸比具有环形铁芯的变压器要大一些，但技术上的便利性占了上风。

首先，有必要评估现有核心的适用性或找出要寻找的核心。然后计算线径和绕组匝数，最后正确评估结果。查看旧的参考书，您可以在那里找到以下近似公式：

网络电源收发器——自己动手

应该记住，与计算出的相比，初级绕组的匝数实际上要小一些，而次级绕组的匝数要大。但是，初级绕组应先绕制 20% 至 30% 的余量。余量有助于进一步调整匝数以实现变压器的最佳运行。绕线时，最好计算匝数，以便随后对计算的参数“N”进行校正。

完成网络绕组的粗绕后，需要将七匝固定，组装磁路，并在空闲时测量初级绕组的电流。此测量将提供有关此阶段所执行工作质量的相当完整的信息。测得的电流值取决于变压器的总功率，或者更简单地说，取决于其磁芯的尺寸。对于功率为 200 - 1000 W 的变压器，空载电流可以具有 100 - 150 mA 数量级的值。如果测得的电流小于这个值，这意味着变压器的效率将低于标准，无法从中获得预期的功率。在这种情况下，部分匝数必须从绕组上解开，并且必须再次重复电流测量。

为避免与意外匝间短路相关的意外故障，建议通过打开与绕组串联的功率至少为 100 W 的电源灯泡进行首次测量。如果你建立一个空载电流对匝数的依赖关系图，那么在这张图上你可以看到一个相当急剧的中断，这表明对于一定的匝数，即使它们的轻微减少也会导致电流急剧增加。因此，当电流图稍微 ns 向上到达断裂点时，可以认为匝数是最优的。完成初级绕组质量的一般标准可以认为是在无负载运行几个小时期间变压器铁芯没有明显发热。

我想指出，尝试使用“线圈对线圈”方法缠绕变压器是一项非常费力的任务。很有可能“批量”缠绕初级绕组。现代绕组线及其可靠的清漆绝缘允许这种绕组方法。只需监测绕组表面匝数分布的均匀性，以免产生匝间电位差增加的区域。这样，初级绕组就完成了。线圈是固定的，做出灵活的结论，并在线圈上铺设非熔化材料的绝缘层，可以用作从 FT-3 电容器中取出的氟塑料胶带。

现在我们需要对网络绕组进行屏蔽。最好用薄铜箔来做，在新制作的网络绕组表面包一层。屏蔽绕组只有一个输出。然后将其连接到公共（接地）电源总线。在任何情况下都不应关闭屏蔽绕组，否则会导致变压器死亡。在箔片的重叠端之间，必须铺设可靠的绝缘层。隔离屏蔽绕组后，您可以进行同样负责的业务 - 绕组次级大电流绕组。其设计取决于整流电路的选择。如果计划使用桥式整流器，则缠绕一个简单的无抽头绕组。如果变压器窗口中有足够的自由空间，则希望使用双二极管、双二极管全波整流电路，并相应地使用带有中间端子的双次级绕组。在这种情况下，绕组和整流器上的损耗将小于第一种情况。

对于强大的次级绕组，通常使用直径为几毫米的粗铜线或铜条。这使得手动绕线变得困难，并可能损坏底层匝的绝缘。在我的设计中，我使用了一种“利兹线”——一束几根线折叠在一起，直径约为 0,8 毫米。使用这种绕线方法，重要的是监控该束的单根线的平行布置，以免在绕线的单根线之间引起失配电流。

一个重要的问题是次级绕组的计算电压是多少？这个问题的答案取决于许多因素。例如磁路的特性、整流滤波电容器的电容、电源电压可能波动的限制、稳压器的特性。其中许多问题通过实验比通过理论上的计算更容易回答。在任何情况下，都需要关注 20 伏量级的整流电压的大小。由于较大的稳定电压裕度，增加该数字对于提高输出电压的稳定性很有用。然而，这反过来又导致变压器和稳定器的热状态更严格，需要使用电解滤波电容器来获得更高的电压，即更昂贵和更大。

总之，这里要坚持“中庸之道”，不允许强制供电单元的模式达到不合理的高负载参数。二次绕组测试绕组后，一定不要忘记再次检查电源绕组的空载电流。它的增加不应超过 5 - 10 mA。此外，希望通过将功率器件装载到等效物上来检查组装功率器件的每个阶段的执行质量，该等效物可以是适当连接的白炽灯的花环。我使用旧的 12 伏远光灯汽车灯泡，将两条线并联。该包含物中的一盏灯“吃”了大约 6A。

将整流电路和滤波电容组装在一起后，我们测量额定负载电流下的负载容量、平均电压和纹波电压。最令人感兴趣的是脉动周期最小值处的电压值。用示波器测量，它应该比稳定器的输出电压高出不到三伏（最小稳定裕度），在我们的例子中，它将是 13,8 + 3 = 16,8 V。

选择正确的滤波电容容量很重要。通常选择100000微法左右。我在获得这种电容器时遇到了困难，并通过并联现有电容器获得了必要的容量。我设法通过用“热熔”胶将电容器粘合起来，将它们放置在块体的所有角落和缝隙中。相同极的端子必须在紧邻输出连接器的一点处用电线连接。您可以使用较小的电容器，但需要稍微增加次级绕组的电压，以控制负载下的纹波电压，如上所述。

当变压器和整流器的组装终于完成时，我面临选择稳压电路的现代难题。一方面，有很多电路以晶体管作为调节元件，另一方面，使用完全集成的稳定器会很诱人。如果不考虑价格，后一种选择将更可取，因为它的可制造性和由微电路保证的质量参数。

以前和现在，我在我的设计中广泛使用 KR142EN12 微电路。它们对每个人都有好处-价格，可用性及其参数，它们不怕短路。只有这里电流很小。只有大约两安培。我们的 LM317T 微电路的进口类似物更便宜、更稳定、功能更强大，可容纳 XNUMX 安培，但这仍远未满足需要。甚至更早的时候，为了增加稳定器的功率，我将两个这样的微电路的结论并联起来。最大电流也恰好增加了两倍。

在这种情况下，我进行了一项实验，将多达 XNUMX 个微电路并联，将它们均匀地放置在一个公共散热器上。根据标准方案，我将两个电阻连接到一个公共控制输出并打开一个简单的电路。负载测试结果完全证明了我的假设——电路的出色稳定性能与单独的微电路相同，最大电流与它们的数量成比例增加。

（点击放大）

稳定器中使用的微电路在安装前应单独测试。每个芯片的输出电压可能略有不同。但是我故意没有尝试选择具有相同参数的实例，理由如下 - 假设电流为 XNUMX 安培，九个微电路中只有一个工作。但是当电流增加到三安培以上时，加载的芯片会感到过载。内部短路保护电路将在其中开始工作，即其内阻逐渐增大，流过的电流将重新分配到下一个微电路。这将持续到所有微电路都包括在电压稳定过程中。

随着电流的进一步增加超过标称值，将观察到输出电压的快速下降 - 过载保护功能最终将起作用。这种方案除了极其简单和使用最少的元件外，还有一个优点 - 分布在散热器上的微电路更好的热传递。

在我的设计中，使用了来自 Elektronika 401 电视水平扫描的三个针形散热器，安装在一个普通的铝制底座上。以防万一，散热器下方安装了一个冷却风扇，但是，您不必打开它 - 即使在传输方面进行大量工作，散热器温度也很低。这种电路的输出电压可以在很宽的范围内调整——从两伏到几十伏。表1显示了调节电阻（3,3 kΩ可变电阻）阻值的平均值，取决于所需的输出电压。

表1

电压，V	电阻，欧姆	电压，V	电阻，欧姆
2	115	8	1057
3	276	9	1215
4	433	10	1368
5	586	11	1530
6	745	12	1686
7	903	13	1835

我注意到带有微电路的散热器必须与电源外壳隔离。最好不要将外壳本身连接到稳定器电路，而是将其连接到保护接地。最好在电源电压输入端安装一个简单的 LC 滤波器。它将保护收发器免受网络干扰。电源操作的指示由两盏灯 HL1 - 任何霓虹灯，HL2 - 白炽灯制成。它还充当放电电阻器。通过从网络关闭设备后其发光的持续时间，可以判断电容器 C5 的质量，并通过亮度 - 输出电压的稳定性。

综上所述，我会说，莫斯科一个LM317芯片的成本是3卢布多一点——几乎比我们国产的KR142EN12便宜两倍，但在可靠性上更胜一筹。

作者：S.Makarkin，RX3AKT；出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru

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