2005/09/25(日)少し進展しました 直流安定化電源装置制作
2017/10/11 22:17
・何故か主電源に異常な大電流が流れ、ヒューズ(2A) が飛んでしまう
・何故かコントロール回路の電源電圧が 5V のレギュレータ通しているのに 4V になる
・何故か、主電源をＯＮにしていないのに、主電源側に 2.2V 程度の電圧が現れ、
変な動作をすることがある
これに加え、
・28V 補助電源のＩＣが直接さわれないくらいに異常発熱（よく壊れなかったもんだorz）
・電圧制御がそもそもできない
という問題もあってのですが、上記２つは、結局、
5V レギュレータＩＣのＧＮＤが断線しかかっていたことによる悪影響、
（線ひっぱったら簡単に外れた状態orz）が根本原因だった模様。。
上記の３つ目の問題は、設計ミスが２箇所あり、その修繕で完全に解決しましたorz
上記の一番最後の問題は、配線ミス１箇所。その修繕で解決orz
残る、上記４つ目の問題は、これも設計ミスでしたorz。
※図中の電圧は、内部抵抗 50kΩ/V のテスターで実測したもの
この回路図は、制作中の直流安定化電源回路のごく一部です。27～28V の電源が内部的に必要なので、それを生成する部分です。
IC02 TA76431S は、定番のシャント・レギュレータというもので、
簡単に言うと、好きな電圧(36V max)を確保する機能があります。
R9 と R10 を図中の値にすることで、27.5V が得られます。
最初、Tr06 はなく、R8 は 120Ωにしていました。
その状態では、IC02 には最大で 62.5mAの電流が流れ、その時のIC02 での損失は単純に 27.5V × 62.5mA ＝ 1719mW となります。
このIC は 800mW まで損失が最大規格で定まっており、異常に発熱するのは必然的と判ったのです。
これを回避するには、IC02 に流れる電流を減らし、中電力タイプのトランジスタで電流ブーストする方法を採るのが一番確実です。
それで Tr06 を図中のような接続で追加したわけです。
Tr06 ではコレクタ損失が発生しますが、その値は、最大100mA 流すとして、 (35V-26.9V) × 100mA ＝ 810mW となり、手持ちの 2SD526 が適当、ということでこうなっています。
これで、IC02 の異常発熱は治まると思ったら、相変わらず。 R8 も変更しないといけなかったorz
R8 は IC02 に流れ込む電流を制限する役割があることを忘れてましたorz
Tr06 の hFE は 40とあります。
100mA まで流すと先ほど仮定したので、このIC には、最大で 100mA の 40分の1、すなわち 2.5mA 流れればいい訳です。
最適な抵抗値の算出は、(35V-27.5V) ÷ 2.5mA ＝ 3kΩ となります。
ここでは、安定動作させるために、少し低い値 2.7kΩ としています。（計算値より 10% 多く電流が流れるはず）
このときのIC02 での損失は 2.5mA × 27.5V ＝ 68.8mW となり、異常発熱は回避しました。
そのかわり、Tr06 が生暖かくなる程度になるはずで、実際にそうなっています。