Bekalan Kuasa Linear Keluaran Boleh Laras: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Ciri-ciri:

• Tegangan output berganda Penukaran AC - DC (Positif - Tanah - Negatif)
• Rel positif dan negatif boleh laras
• Hanya pengubah AC Output Tunggal
• Bunyi output (20MHz-BWL, tanpa beban): Sekitar 1.12mVpp
• Bunyi rendah dan output stabil (sesuai untuk menguatkan Opamps dan Pra-penguat)
• Voltan Keluaran: +/- 1.25V hingga +/- 25V Arus output maksimum: 300mA hingga 500mA
• Murah dan senang dipateri (semua pakej komponen adalah DIP)

Bekalan kuasa rendah dengan output dua kali ganda adalah alat penting bagi peminat elektronik. Terdapat banyak keadaan yang memerlukan bekalan kuasa output berganda seperti merancang pra-penguat dan mengaktifkan OPAMP. Dalam artikel ini, kita akan membina bekalan kuasa linier yang pengguna dapat menyesuaikan rel positif dan negatifnya secara bebas. Lebih-lebih lagi, hanya transformer AC keluaran tunggal biasa yang digunakan pada input.

[1] Analisis Litar

Rajah 1 menunjukkan gambarajah skematik peranti. D1 dan D2 adalah diod penerus. C1 dan C2 membina tahap penapis pengurangan kebisingan pertama.

Langkah 1: Rajah 1, Diagram Skematik Bekalan Kuasa Bising Rendah

R1, R2, C1, C2, C3, C4, C5, dan C6 membina saringan RC lulus rendah yang mengurangkan bunyi dari rel positif dan negatif. Tingkah laku penapis ini dapat diperiksa baik secara teori dan praktik. Osiloskop dengan ciri plot bode dapat melakukan pengukuran ini, seperti Siglent SDS1104X-E. IC1 [1] dan IC2 [2] adalah komponen peraturan utama litar ini.

Menurut lembar data IC1 (LM317): “Perangkat LM317 adalah pengatur voltan positif tiga terminal yang dapat disesuaikan yang mampu membekalkan lebih dari 1.5 A pada julat voltan keluaran 1.25 V hingga 37 V. Ia hanya memerlukan dua perintang luaran untuk tetapkan voltan keluaran. Peranti ini mempunyai peraturan garis tipikal 0,01% dan peraturan beban khas 0,1%. Ini merangkumi had semasa, perlindungan muatan termal, dan perlindungan kawasan operasi yang selamat. Perlindungan beban berlebihan tetap berfungsi walaupun terminal ADJUST terputus”.

Seperti yang jelas, pengatur ini memperkenalkan angka peraturan garis dan beban yang baik, oleh itu kita dapat mengharapkan untuk mendapatkan rel output yang stabil. Ini sama dengan IC2 (LM337). Satu-satunya perbezaan adalah bahawa cip ini digunakan untuk mengatur voltan negatif. D3 dan D4 digunakan untuk perlindungan.

Dioda menyediakan jalur pelepasan impedans rendah untuk mencegah kapasitor (C9 dan C10) melepaskan ke output pengatur. R4 dan R5 digunakan untuk menyesuaikan voltan keluaran. C7, C8, C9, dan C10 digunakan untuk menyaring bunyi output yang tersisa.

[2] Susun atur PCB

Rajah 2 menunjukkan susun atur litar PCB. Ia direka pada papan PCB satu lapisan dan semua pakej komponen adalah DIP. Cukup mudah untuk semua orang menyolder komponen dan mula menggunakan peranti.

Langkah 2: Rajah 2, Susun atur PCB Bekalan Kuasa

Saya menggunakan perpustakaan komponen SamacSys untuk IC1 [3] dan IC2 [4]. Perpustakaan ini percuma dan yang lebih penting mengikuti standard jejak IPC industri. Saya menggunakan Altium, jadi saya secara langsung memasang perpustakaan menggunakan plugin Altium [5]. Rajah 3 menunjukkan komponen yang dipilih. Plugin serupa boleh digunakan untuk KiCad dan perisian CAD lain.

Langkah 3: Rajah 3, Perpustakaan Komponen SamacSys (AD Plugin) untuk IC1 (LM137) dan IC2 (LM337)

Rajah 4 menunjukkan paparan 3D papan PCB.

Langkah 4: Gambar 4, Paparan 3D Papan PCB Akhir

[3] Pemasangan dan Ujian Rajah 5 menunjukkan papan yang dipasang. Saya memutuskan untuk menggunakan transformer 220V hingga 12V untuk mendapatkan maksimum +/- 12V pada output. Rajah 6 menunjukkan pendawaian yang diperlukan.

Langkah 5: Rajah 5, Papan Litar Berkumpul

Langkah 6: Rajah 6, Diagram Pengubah dan Pendawaian Litar

Dengan memutar potensiometer multiturn R4 dan R5, anda boleh menyesuaikan voltan pada rel positif dan negatif secara bebas. Gambar 7 menunjukkan contoh, di mana saya telah menyesuaikan output pada +/- 9V.

Langkah 7: Rajah 7, +/- 9V Rel di Output

Sekarang masanya untuk mengukur bunyi output. Saya menggunakan osiloskop Siglent SDS1104X-E yang memperkenalkan kepekaan 500uV / div pada input yang menjadikannya sesuai untuk pengukuran tersebut. Saya meletakkan saluran-satu pada 1X, gandingan AC, had lebar jalur 20MHz, kemudian menetapkan mod pemerolehan pada puncak-mengesan.

Kemudian saya mengeluarkan plag tanah dan menggunakan spring-spring probe. Perhatikan bahawa pengukuran ini tidak mempunyai beban output. Rajah 8 menunjukkan skrin osiloskop dan hasil ujian. Angka kebisingan Vpp sekitar 1.12mV. Harap diperhatikan bahawa meningkatkan arus keluaran akan meningkatkan tahap kebisingan / riak. Ini adalah kisah benar untuk semua bekalan kuasa.

Langkah 8: Gambar 8, Kebisingan Keluaran Bekalan Kuasa (di bawah Tanpa Beban)

Kadar kuasa perintang R1 dan R2 menentukan arus keluaran. Oleh itu, saya memilih perintang 3W. Juga, jika anda berhasrat untuk menarik arus tinggi atau perbezaan voltan antara input dan output pengatur tinggi, jangan lupa untuk memasang heatsink yang sesuai pada IC1 dan IC2. Anda boleh mendapatkan 500mA (maksimum) dengan menggunakan perintang 3W. Sekiranya anda menggunakan perintang 2W, nilai ini secara semula jadi menurun hingga 300mA (maksimum).

[4] Bahan

Rajah 9 menunjukkan bil bahan.

Langkah 9: Gambar 9, Bil Bahan

Langkah 10: Rujukan

Sumber:

[1] Lembar Data LM317:

[2] Lembar Data LM337:

[3]: Simbol Skematik dan Jejak PCB untuk LM317:

[4]: Simbol Skematik dan Jejak PCB untuk LM337:

[5]: Altium Plugin: