0-30V可調穩(wěn)壓電路可以通過以下幾個方案來實現(xiàn):
1) 采用運放加大功率管來實現(xiàn)(市面上很多批量生產(chǎn)的可調穩(wěn)壓電源都采用這種方案),該方案使用的材料非常低廉,但線路復雜不適合手工搭板;
2) 采用LM723專用電源穩(wěn)壓IC加大功率管來實現(xiàn),該方案比較成熟,線路也比較簡單,但LM723比較難買,需要到電子市場去找或郵購;
3) 采用LM317/338電源穩(wěn)壓IC,該方案線路非常簡單,但按其典型應用電路接法,輸出最低只能調到1.25V,要想0V起調必須加一個穩(wěn)定的負電壓基準來修正,一些電子雜志上也有人在LM317輸出端串聯(lián)2個二極管來降壓,達到調“0V”的目的,這是初學的菜鳥們討論的問題,大家心知肚明就行了;
4) 采用TL431電源穩(wěn)壓IC加大功率管來實現(xiàn),該方案也具有線路簡單的優(yōu)點,但也同樣遇到LM317不能調“0V”的問題;
5) 采用LM2576-ADJ開關型穩(wěn)壓IC來實現(xiàn),該方案也具有線路簡單、效率高等優(yōu)點,但也同樣遇到輸出不能調“0V”的問題和電感線圈比較難加工;通過一番權衡利弊后,決定采用LM317的方案,剛好手頭還有幾個閑置的LM317T,“量身”設計的完整電路如圖2所示。
主要元氣件參數(shù)資料:
盡管LM317我們已經(jīng)非常熟識了,但還是翻閱一下LM317的PDF資料比較穩(wěn)妥,其中幾個比較重要的參數(shù)如下:
1、 輸入與輸出端最高壓差為:40V(很多人誤認為是輸入最高電壓為40V);
2、 輸入與輸出端最小工作壓差:3V;
3、 輸出電壓范圍:1.25V-37V范圍內連續(xù)可調(其實只要保證前一項條件,其輸出范圍的上限是可以擴展的);
4、 最大輸出電流:1.5A(LM317T TO-220封裝);
5、 輸出最小負載電流:5mA;
6、 基準電壓VREF:1.25V;
7、 工作溫度范圍為:0-70℃;
8、LM317T
工作原理:
如圖2所示,220V市電通過S1和F1連接到變壓器的輸入端,經(jīng)過變壓后分別輸出:18V、8V、10V、3V(其中10V和3V繞組是自己以手工穿線的方式加繞的)四組電壓,為了降低LM317T的功耗提高電源效率,采用了2個繼電器的3級換檔電路,換檔電路如圖6所示,電源輸出電壓V+加在W2的兩端,當W2的滑動觸片上獲得的分壓低于U4的VREF(2.5V)電壓時,U4的K、A之間只有微弱的維持電流,J1因得不到足夠高的工作電壓,其常開觸點斷開,8 VAC繞組通過J1和J2的常閉觸點對后級電路供電;當W2的滑動觸片上獲得的分壓高于U4的VREF(2.5V)電壓時,U4的陰極電流劇增使J1得到足夠工作電壓,其常開觸點吸合,18 VAC繞組通過J1常開觸點和J2的常閉觸點對后級電路供電。由W3、J2和 U5構成的另一級換檔電路工作原理類同(可能有人會說換檔電路也可以用運放來實現(xiàn),當然是可以的,只是電路要復雜一點,要是做產(chǎn)品需要考慮成本我會用運放。
經(jīng)過換檔輸出依次得到8VAC、18 VAC、26 VAC電壓,經(jīng)過D1-D4整流,C1、C2濾波后對應得到:11.3V、25.5V、36.8V三檔電壓。由U1、R1、R2、W1組成LM317T的典型穩(wěn)壓電路,D5、D6構成LM317T防短路保護電路。其輸出電壓計算公式為:
Vo≈VREF{1+(W1+R2)/R1}-2.5V
式中減2.5V是因為W1的低端沒有接V-上,而是接在由U3(TL431)和R6構成的-2.5V基準上。變壓器3V繞組經(jīng)過DB2和C6整流濾波后得到4.2V左右的直流電壓,該電壓正端與地相連形成負電壓,該電壓通過限流電阻R6加在U3上,這里U3(TL431)接成了圖5中第一種典型應用電路,故VKA=VREF=-2.5V基準。圖2中Q1、U2A、R3、R4、R5、W2等構成恒壓至恒流自動轉換電路,其工作原理如下,W2與R7串聯(lián)后連接在V-與-2.5V基準上,W2的滑動觸片經(jīng)過分壓后向U2A(LM358)的同相輸入端提供一個可設定的基準電壓,當電源輸出端連接負載后,通過R3對電流進行取樣,由R5送至U2A(LM358)的反相輸入端,當輸出電流↑時,R3上的電壓降↑,U2A(LM358)的反相輸入端電壓↓,當U2A(LM358)反相輸入端電壓低于U2A(LM358)同相輸入端的設定電壓時(即電流超出設定值),U2A(LM358)輸出高電平通過R4加到Q1的基極上,使Q1的ICE↑,則流過W1的電流↓W1兩端的電壓↓,對應LM317T的輸出電壓↓,流過負載的電流↓,這時電源由原來的恒壓狀態(tài)轉換為恒流狀態(tài),并且保持輸出電流等于設定電流,調節(jié)W2可設定輸出的恒定電流值,其最大輸出恒定電流計算公式為:
IoMAX≈{2.5[W2/(W2+R7)]}/R3
在本列的實際應用中,因為變壓器功率有限,另LM317T也沒有增加擴流電路,故可設定的最大輸出恒定電流為1.6A左右(若需要增大輸出電流請自己修改參數(shù))。
組裝:
電路設計好了,接下來就要動手用實踐來驗證我的設計了。