プロ養成基礎講座 こういう のが欲し 大切なパソコンを壊さない保護回路付き! かった ± 12 V のアナログ回路評価にも 出力 3.3 ∼ 24 V/0 ∼ 0.3 A の ハンディ USB 実験用電源 電力変換回路とトランスの設計 並木 精司 ● USB バスの 5 V を降圧&昇圧して 3.3 ∼ 24 V まで 出力する ● 電流を 0 ∼ 0.3 A で制御できるので,パソコンも 接続する回路も破壊することなく安心して電源を 入れられる 5V LHL08NB470K CN1 USB-B C-00161 47μH 1.2A C3 470μ 25V R6 4.7kJ 1/6W R 13 2.2kJ 1/6W R 14 R A C 12 0.1μ 50V K 4.7kJ 1/6W VR 2 20k C7 R2 C C SW1 ERD216RSZ (Excel Cell Ele -ctronic Co. Ltd) 8421 R 16 1.5kF 1/6W R 18 R 17 3kF 6.1kF 1/6W 1/6W 10 4 7 9 10k 1S6 6 C 14 出力電圧の微調整用 R 9 100J 1/6W R7 1kJ 1/6W R5 12kF 1/6W D1 0.01μ 50V R 4 10kF 1/6W VR 1 1kJ 1/6W 220p 50V 2 D2 1N4148 C 10 100n 50V 出力設定用スイッチ U3 TL431A テキサス・ インスツル メンツ IC1 LT1172 (リニアテクノロジー) 5 4 V NC 6 in 3 E1 FB 7 2 VSW VC 8 1 E2 GND R 2 1kJ 1/6W スナバ回路 T2 EPC13_10P サージ・クランパ回路 100n 50V 1 2 3 4 5 6 2次整流回路 出力電圧エラー・アンプと基準電圧源,パワー素子を内蔵 C 8 470n 50V パソコン から 5V 前回 (本誌 2014 年 12 月号 pp.151 ∼ 156)では,電源 の回路方式を検討して,3 ∼ 24 V の全出力範囲におい て,動作が安定しているフライバック・コンバータを 採用することに決めました. 今回は,図 1 の回路に示した上段にあたる「電力変 換部」,「入力ノイズ・フィルタ」,「出力リプル・フィ ルタ」,「スナバ回路」を設計します.電力変換部の回 路を図 2 に示します. 電力変換部 (フライバック・コンバータ) L1 C 6 1μ 50V 入力保護用のポリスイッチ AC100 V から電源供給ではないので感電の心配 もない C5 入力ノイズ・ フィルタ C 2 1μ 50V PTC1 RUSBF090 タイコ エレクトロニクス 部品は全部リード・タイプだから手作りできる ● 150μ 35V 【製作したハンディ USB 実験用電源の特徴】 ● C1 ● 前回は回路方式をフライバックに決定 出力電圧を 3.3 ∼ 24 V,出力電流を 0 ∼ 0.3 A に可変 できる USB を入力とするハンディな実験用電源を製 作 し ま し た.USB か ら 取 れ る 電 圧 + 5 V と 電 流 500 mA に最適化して,設計します. Seiji Namiki 5 6 R 10 8 + − + 7 6.8kF 1/6W − 4 C 13 D3 BAT43 U2a LM358 3+ 2 1 − 0.1μ R 15 60V 22J 1/6W U2b LM358 (テキサス・インスツルメンツ) (a)全回路 図 1 製作したハンディ USB 実験用電源の全回路 (出力 3.3 ∼ 24 V,0 ∼ 0.3 A 可変) 回路の上の部分にあたる入力ノイズ・フィルタ,電力変換部,出力リプル・フィルタについて解説する 170 昇降圧も OK! スイッチング電源の基本「フライバック」を採用 2015 年 2 月号
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