直流安定化電源の作成(1)

今後電子工作をやるにあたって、いろいろなことをトライ&エラーなどを繰り返して、学習しながらノウハウを蓄積していくことになるはずである。その為には、安全に便利にいろいろな、目的の電源を発生させる電源があると、今後の作業がはかどる。そこで、いきなりではあるがまず電源装置を作成できないか検討する。

ただしモノがモノだけに感電・発火の危険性があるので注意する。ちなみに安定化電源の製品を検索すると、1,5000円〜数万円クラスのものまであるが、基本的にどれも高価。出力はエントリーモデルだと20V、1.5Aクラスのものが多い。ダイアルで電圧を可変で調整できて、アナログかデジタルで取り出した電圧と電流が確認できる仕様なのが一般的のようである。

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希望する電源装置の仕様

入力電圧AC100V(コンセント)
出力電圧DC0〜16Vぐらい
出力電流Max3Aぐらい
出力端子2~3系統
その他アナログメータ、固定電圧端子あり

とても参考になる電源回路に関しては、

ただ、知恵袋の回答や参考サイトのコメントを見ると以下の懸念点がある。

  1. 平滑コンデンサの容量が3300、4700uFじゃ足りないらしい。(理想は10倍!?)でも極端に容量を増やすと、ラッシュカレント(突入電流)が発生する。10000uF以下なら大丈夫?
    ラッシュカレントの検証しているサイト
    デジタル(D級)アンプの電源を自作
  2. レギュレータの入出力電圧の差が大きいと、小さな電流値でもレギュレータの定格損失を超えて、満足に電流が流せない。
  3. 上記の問題は実用電源のグレードアップでPNPトランジスタを追加し、電流ブースター回路を増設して解消している。
    電流ブースター回路は別の製品のFAQでも掲載されている一般的な手法らしいが、それでも損失が大きく発熱がものすごいらしい。
  4. 冷却ファンを増設する場合、その電源を出力電源から取っていてはよろしくない。どこから取るのか?

とりあえず、上記の対策&方針としては、(間違っているかもしれないが)

  1. 平滑化コンデンサの容量に関して、とりあえず財布と相談して、4700uFを2個程度からスタートして、リップルが目立つ場合はその後に同一コンデンサを並列で追加していく。この辺は勉強も兼ねて実験する。

  2. 最大電流値の問題は、ブースター回路は使わない。発熱も最小限にしたいので、損失を減らす為にトランスのタップ電圧をダイアルなどで切り替えられるようにする。マニュアル操作になるが、損失を最小限にすればブーストしなくても大電流とれる・・・と思っている。

  3. 冷却ファンは使わない。ただし、根元のコンセントから分岐させて、トランスごと分ける回路を作成している参考サイトがあった。

  4. ここにもいろいろな電源回路がまとめてある。電源以外のところの作りこみが特に参考になる。

ほかには、

  1. 使っているICとか異なるが、複数のトランスで構成されており、よく使う固定電圧可変電圧の端子が複数ある電源装置の設計されているサイトもあった。回路構成は理想に近い。

  2. 電気電子の基礎PDFの”083コイルの基礎2″にトランスの基礎・使い方が記載されている。

  3. TOYOZUMI製のトランス一覧