Reguliuojamas dvigubo išėjimo linijinis maitinimo šaltinis: 10 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Funkcijos:

• Kintamosios srovės - nuolatinės srovės konvertavimas Dviguba išėjimo įtampa (teigiama - įžeminta - neigiama)
• Reguliuojami teigiami ir neigiami bėgeliai
• Tiesiog vieno išėjimo kintamosios srovės transformatorius
• Išvesties triukšmas (20MHz-BWL, be apkrovos): apie 1,12 mVpp
• Mažas triukšmas ir stabilus išėjimas (idealiai tinka maitinti „Opamps“ir išankstinius stiprintuvus)
• Išėjimo įtampa: +/- 1,25V iki +/- 25V Maksimali išėjimo srovė: 300mA-500mA
• Pigus ir lengvai lituojamas (visi komponentų paketai yra DIP)

Dvigubo išėjimo mažo triukšmo maitinimo šaltinis yra būtina priemonė bet kuriam elektronikos entuziastui. Yra daug aplinkybių, dėl kurių reikalingas dvigubo išėjimo maitinimas, pavyzdžiui, suprojektuoti išankstinius stiprintuvus ir maitinti OPAMP. Šiame straipsnyje mes sukursime linijinį maitinimo šaltinį, kad vartotojas galėtų savarankiškai reguliuoti savo teigiamus ir neigiamus bėgius. Be to, įėjime naudojamas tik įprastas vieno išėjimo kintamosios srovės transformatorius.

[1] Grandinių analizė

1 paveiksle parodyta įrenginio schema. D1 ir D2 yra lygintuvo diodai. C1 ir C2 sukuria pirmąjį triukšmo mažinimo filtro etapą.

1 žingsnis: 1 paveikslas, mažo triukšmo maitinimo šaltinio schema

R1, R2, C1, C2, C3, C4, C5 ir C6 sukuria žemo dažnio RC filtrą, kuris sumažina tiek teigiamų, tiek neigiamų bėgių keliamą triukšmą. Šio filtro veikimą galima išnagrinėti tiek teoriškai, tiek praktiškai. Osciloskopas su bode diagramos funkcija gali atlikti šiuos matavimus, pvz., „Siglent SDS1104X-E“. IC1 [1] ir IC2 [2] yra pagrindiniai šios grandinės reguliavimo komponentai.

Pagal IC1 (LM317) duomenų lapą: „LM317 įrenginys yra reguliuojamas trijų gnybtų teigiamos įtampos reguliatorius, galintis tiekti daugiau nei 1,5 A esant 1,25 V-37 V išėjimo įtampos diapazonui. Tam reikia tik dviejų išorinių rezistorių. nustatyti išėjimo įtampą. Įrenginio tipinis linijos reguliavimas yra 0,01% ir tipinis 0,1% apkrovos reguliavimas. Tai apima srovės ribojimą, apsaugą nuo perkaitimo ir saugią veikimo zonos apsaugą. Apsauga nuo perkrovos išlieka veiksminga, net jei ADJUST terminalas yra atjungtas “.

Kaip aišku, šis reguliatorius pateikia gerus linijos ir apkrovos reguliavimo rodiklius, todėl galime tikėtis gauti stabilų išėjimo bėgį. Tai identiška IC2 (LM337). Skirtumas tik tas, kad ši mikroschema naudojama neigiamoms įtampoms reguliuoti. D3 ir D4 naudojami apsaugai.

Diodai užtikrina mažos varžos iškrovos kelią, kad kondensatoriai (C9 ir C10) neišsikrautų į reguliatorių išvestį. R4 ir R5 naudojami išėjimo įtampai reguliuoti. C7, C8, C9 ir C10 naudojami likusiems išvesties triukšmams filtruoti.

[2] PCB išdėstymas

2 paveiksle parodytas grandinės PCB išdėstymas. Jis suprojektuotas ant vieno sluoksnio PCB plokštės ir visi komponentų paketai yra DIP. Visiems gana paprasta lituoti komponentą ir pradėti naudoti įrenginį.

2 žingsnis: 2 paveikslas, maitinimo šaltinio PCB išdėstymas

IC1 [3] ir IC2 [4] naudojau „SamacSys“komponentų bibliotekas. Šios bibliotekos yra nemokamos ir, svarbiausia, atitinka pramoninius IPC pėdsakų standartus. Aš naudoju „Altium“, todėl tiesiogiai įdiegiau bibliotekas naudodamas „Altium“papildinį [5]. 3 paveiksle pavaizduoti pasirinkti komponentai. Panašius papildinius galima naudoti „KiCad“ir kitai CAD programinei įrangai.

3 žingsnis: 3 paveikslas, „SamacSys“komponentų bibliotekos (AD papildinys) IC1 (LM137) ir IC2 (LM337)

4 paveiksle pavaizduotas trimatis PCB plokštės vaizdas.

4 žingsnis: 4 paveikslas, galutinės PCB plokštės 3D vaizdas

[3] Surinkimas ir bandymas 5 paveiksle parodyta surinkta plokštė. Aš nusprendžiau naudoti 220V iki 12V transformatorių, kad išvestyje gautumėte maksimalų +/- 12V. 6 paveiksle pavaizduotas reikalingas laidas.

5 žingsnis: 5 paveikslas, surinkta plokštė

6 žingsnis: 6 pav., Transformatoriaus ir grandinės laidų schema

Pasukdami R4 ir R5 daugiafunkcinius potenciometrus, galite savarankiškai reguliuoti teigiamų ir neigiamų bėgių įtampą. 7 paveiksle parodytas pavyzdys, kai aš sureguliavau išėjimą +/- 9V.

7 žingsnis: 7 pav., +/- 9V bėgeliai išvestyje

Dabar atėjo laikas išmatuoti išėjimo triukšmą. Aš naudoju „Siglent SDS1104X-E“osciloskopą, kuris įvestyje įveda 500uV/div jautrumą, todėl jis idealiai tinka tokiems matavimams. Aš įdėjau kanalą 1 į 1X, kintamosios srovės jungtį, 20MHz pralaidumo ribą, tada nustatiau gavimo režimą, kad nustatytume piką.

Tada nuėmiau įžeminimo laidą ir panaudojau zondo įžeminimo spyruoklę. Atminkite, kad šis matavimas neveikia išėjimo apkrovos. 8 paveiksle parodytas osciloskopo ekranas ir bandymo rezultatas. Triukšmo Vpp skaičius yra apie 1,12 mV. Atminkite, kad padidinus išėjimo srovę padidės triukšmo/pulsavimo lygis. Tai tikra istorija apie visus maitinimo šaltinius.

8 veiksmas: 8 paveikslas, maitinimo šaltinio triukšmas (esant apkrovai)

R1 ir R2 rezistorių galios greitis apibrėžia išėjimo srovę. Taigi pasirinkau 3W rezistorius. Be to, jei ketinate traukti dideles sroves arba įtampos skirtumas tarp reguliatoriaus įėjimo ir išėjimo yra didelis, nepamirškite IC1 ir IC2 įrengti tinkamų radiatorių. Naudodami 3 W rezistorius, galite tikėtis gauti 500 mA (maks.). Jei naudojate 2 W rezistorius, ši vertė natūraliai sumažėja iki kažkur 300 mA (maks.).

[4] Medžiagos

9 paveiksle parodyta medžiagų sąrašu.

9 veiksmas: 9 paveikslas, medžiagų sąrašas

10 žingsnis: nuorodos

Šaltinis:

[1] LM317 duomenų lapas:

[2] LM337 duomenų lapas:

[3]: LM317 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas:

[4]: LM337 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas:

[5]: „Altium“papildinys: