Regulējams dubultās izejas lineārais barošanas avots: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Iespējas:

• Maiņstrāvas - līdzstrāvas pārveidošana Divkāršs izejas spriegums (pozitīvs - zemējums - negatīvs)
• Regulējamas pozitīvās un negatīvās sliedes
• Tikai vienas izejas maiņstrāvas transformators
• Izejas troksnis (20MHz-BWL, bez slodzes): aptuveni 1,12 mVpp
• Zems trokšņa līmenis un stabila izeja (ideāli piemērots opampu un priekšpastiprinātāju barošanai)
• Izejas spriegums: +/- 1,25V līdz +/- 25V Maksimālā izejas strāva: 300mA līdz 500mA
• Lēti un viegli lodējami (visi komponentu iepakojumi ir DIP)

Divkāršas izejas zema trokšņa barošanas avots ir būtisks instruments jebkuram elektronikas entuziastam. Ir daudz apstākļu, kad nepieciešama divkāršas izejas barošana, piemēram, iepriekšēju pastiprinātāju projektēšana un OPAMP barošana. Šajā rakstā mēs izveidosim lineāru barošanas avotu, lai lietotājs varētu neatkarīgi pielāgot savas pozitīvās un negatīvās sliedes. Turklāt ieejā tiek izmantots parasts vienas izejas maiņstrāvas transformators.

[1] Ķēdes analīze

1. attēlā parādīta ierīces shematiskā shēma. D1 un D2 ir taisngriežu diodes. C1 un C2 veido pirmo trokšņu samazināšanas filtra posmu.

1. darbība: 1. attēls, zema trokšņa līmeņa barošanas bloka shematiska shēma

R1, R2, C1, C2, C3, C4, C5 un C6 izveido zemas caurlaidības RC filtru, kas samazina troksni gan no pozitīvajām, gan negatīvajām sliedēm. Šī filtra darbību var pārbaudīt gan teorētiski, gan praksē. Osciloskops ar bodes diagrammas funkciju var veikt šos mērījumus, piemēram, Siglent SDS1104X-E. IC1 [1] un IC2 [2] ir šīs ķēdes galvenie regulēšanas komponenti.

Saskaņā ar IC1 (LM317) datu lapu: “LM317 ierīce ir regulējams trīs terminālu pozitīvā sprieguma regulators, kas spēj piegādāt vairāk nekā 1,5 A izejas sprieguma diapazonā no 1,25 V līdz 37 V. Tam nepieciešami tikai divi ārējie rezistori. iestatiet izejas spriegumu. Ierīcei ir tipisks līnijas regulējums 0,01% un tipisks slodzes regulējums 0,1%. Tas ietver strāvas ierobežošanu, aizsardzību pret pārslodzi un drošu darbības zonas aizsardzību. Aizsardzība pret pārslodzi paliek funkcionāla pat tad, ja ADJUST terminālis ir atvienots”.

Kā skaidrs, šis regulators ievieš labus līnijas un slodzes regulēšanas rādītājus, tāpēc mēs varam sagaidīt stabilu izejas sliedi. Tas ir identisks IC2 (LM337). Vienīgā atšķirība ir tāda, ka šo mikroshēmu izmanto, lai regulētu negatīvo spriegumu. D3 un D4 tiek izmantoti aizsardzībai.

Diodes nodrošina zemas pretestības izlādes ceļu, lai novērstu kondensatoru (C9 un C10) izlādi regulatoru izejā. R4 un R5 tiek izmantoti, lai pielāgotu izejas spriegumu. C7, C8, C9 un C10 tiek izmantoti, lai filtrētu atlikušos izvades trokšņus.

[2] PCB izkārtojums

2. attēlā parādīts ķēdes PCB izkārtojums. Tas ir veidots uz viena slāņa PCB plates, un visas komponentu paketes ir DIP. Ikvienam ir diezgan viegli pielodēt komponentu un sākt lietot ierīci.

2. darbība: 2. attēls, barošanas avota PCB izkārtojums

IC1 [3] un IC2 [4] izmantoju SamacSys komponentu bibliotēkas. Šīs bibliotēkas ir bezmaksas un vēl svarīgāk atbilst rūpnieciskajiem IPC pēdas standartiem. Es izmantoju Altium, tāpēc es tieši instalēju bibliotēkas, izmantojot Altium spraudni [5]. 3. attēlā parādīti atlasītie komponenti. Līdzīgus spraudņus var izmantot KiCad un citai CAD programmatūrai.

3. darbība: 3. attēls, SamacSys komponentu bibliotēkas (AD spraudnis) IC1 (LM137) un IC2 (LM337)

4. attēlā parādīts PCB plates 3D skats.

4. solis: 4. attēls, galīgās PCB plates 3D skats

[3] Montāža un pārbaude 5. attēlā parādīta samontētā plāksne. Es nolēmu izmantot 220V līdz 12V transformatoru, lai pie izejas iegūtu maksimālo +/- 12V. 6. attēlā parādīta nepieciešamā elektroinstalācija.

5. solis: 5. attēls, samontēta shēmas plate

6. darbība: 6. attēls, Transformatora un ķēdes elektroinstalācijas shēma

Pagriežot R4 un R5 daudzapgriezienu potenciometrus, jūs varat patstāvīgi pielāgot spriegumu uz pozitīvajām un negatīvajām sliedēm. 7. attēlā parādīts piemērs, kur esmu noregulējis izeju pie +/- 9V.

7. solis: 7. attēls, +/- 9V sliedes pie izejas

Tagad ir pienācis laiks izmērīt izvades troksni. Es izmantoju osciloskopu Siglent SDS1104X-E, kas ievada 500uV/div jutību pie ieejas, kas padara to ideāli piemērotu šādiem mērījumiem. Es ievietoju pirmo kanālu 1X, maiņstrāvas savienojumam, joslas platuma ierobežojumam 20 MHz, pēc tam iestatīju uztveršanas režīmu maksimālās noteikšanas režīmā.

Tad es noņēmu zemējuma vadu un izmantoju zondi ar zemi-atsperi. Ņemiet vērā, ka šim mērījumam nav izejas slodzes. 8. attēlā parādīts osciloskopa ekrāns un testa rezultāts. Trokšņa Vpp skaitlis ir aptuveni 1,12 mV. Lūdzu, ņemiet vērā, ka, palielinot izejas strāvu, palielināsies trokšņa/pulsācijas līmenis. Šis ir patiess stāsts par visiem barošanas avotiem.

8. solis: 8. attēls, barošanas avota izvades troksnis (zem slodzes)

R1 un R2 rezistoru jaudas ātrums nosaka izejas strāvu. Tāpēc es izvēlējos 3W rezistorus. Tāpat, ja jūs plānojat izmantot lielas strāvas vai sprieguma starpība starp regulatora ieeju un izeju ir liela, neaizmirstiet uzstādīt piemērotus dzesētājus uz IC1 un IC2. Jūs varat sagaidīt 500mA (maks.), Izmantojot 3W rezistorus. Ja izmantojat 2W rezistorus, šī vērtība dabiski samazinās līdz kaut kur 300 mA (maks.).

[4] Materiāli

9. attēlā parādīts materiālu saraksts.

9. solis: 9. attēls, materiālu saraksts

10. darbība: atsauces

Avots:

[1] LM317 datu lapa:

[2] LM337 datu lapa:

[3]: shematisks simbols un PCB pēdas nospiedums LM317:

[4]: shematisks simbols un PCB pēdas nospiedums LM337:

[5]: Altium spraudnis: