Naaayos na Double Output Linear Power Supply: 10 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Mga Tampok:

• AC - DC Conversion Double output voltages (Positive - Ground - Negative)
• Naaayos na positibo at negatibong daang-bakal
• Isang Transformer ng Single-Output AC lamang
• Ingay ng output (20MHz-BWL, walang load): Sa paligid ng 1.12mVpp
• Mababang ingay at matatag na output (mainam sa power Opamp at Pre-amplifier)
• Output Boltahe: +/- 1.25V hanggang +/- 25V Maximum na kasalukuyang output: 300mA hanggang 500mA
• Mura at madaling maghinang (lahat ng mga package ng sangkap ay DIP)

Ang isang dobleng output na mababa ang supply ng kuryente sa ingay ay isang mahalagang tool para sa anumang mahilig sa electronics. Mayroong maraming mga pangyayari na kinakailangan ng isang supply ng kuryente na doble-output tulad ng pagdidisenyo ng mga pre-amplifier at pag-power ng OPAMP. Sa artikulong ito, magtatayo kami ng isang linear power supply na maaaring isaayos ng isang gumagamit ang positibo at negatibong daang-bakal nito. Bukod dito, isang ordinaryong solong-output AC transpormer lamang ang ginagamit sa pag-input.

[1] Pagsusuri sa Circuit

Ipinapakita ng Larawan 1 ang diagram ng eskematiko ng aparato. Ang D1 at D2 ay mga diode ng pagwawasto. Ang C1 at C2 ay bumuo ng unang yugto ng pag-filter ng pagbawas ng ingay.

Hakbang 1: Larawan 1, Diagram ng Skematika ng Mababang Pagkuha ng Lakas ng Ingay

Ang R1, R2, C1, C2, C3, C4, C5, at C6 ay bumuo ng isang mababang pass RC filter na binabawasan ang ingay mula sa parehong positibo at negatibong daang-bakal. Ang pag-uugali ng filter na ito ay maaaring suriin pareho sa teorya at kasanayan. Ang isang oscilloscope na may tampok na bode plot ay maaaring magsagawa ng mga pagsukat na ito, tulad ng isang Siglent SDS1104X-E. Ang IC1 [1] at IC2 [2] ang pangunahing sangkap ng regulasyon ng circuit na ito.

Ayon sa datasheet ng IC1 (LM317): Ang aparato ng LM317 ay isang madaling iakma na tatlong-terminal na positibong boltahe na regulator na may kakayahang magbigay ng higit sa 1.5 A sa isang saklaw ng output-boltahe na 1.25 V hanggang 37 V. Nangangailangan lamang ito ng dalawang panlabas na resistors upang itakda ang boltahe ng output. Nagtatampok ang aparato ng isang tipikal na regulasyon ng linya na 0.01% at isang karaniwang regulasyon ng pag-load na 0.1%. Kabilang dito ang kasalukuyang paglilimita, proteksyon ng labis na labis na karga, at ligtas na proteksyon ng lugar ng pagpapatakbo. Ang proteksyon ng labis na karga ay nananatiling gumagana kahit na naka-disconnect ang terminal ng ADJUST”.

Tulad ng malinaw, ipinakikilala ng regulator na ito ang mahusay na mga numero ng regulasyon ng linya at pagkarga, samakatuwid maaari nating asahan na makakuha ng isang matatag na output rail. Ito ay magkapareho sa IC2 (LM337). Ang pagkakaiba lamang ay ang chip na ito ay ginagamit upang makontrol ang mga negatibong boltahe. Ginagamit ang D3 at D4 para sa proteksyon.

Ang mga diode ay nagbibigay ng isang low-impedance debit path upang maiwasan ang mga capacitor (C9 at C10) mula sa pagpapalabas sa output ng mga regulator. Ginagamit ang R4 at R5 upang ayusin ang mga output voltages. Ang C7, C8, C9, at C10 ay ginagamit upang salain ang natitirang mga ingay ng output.

[2] Layout ng PCB

Ipinapakita ng Larawan 2 ang layout ng PCB ng circuit. Ito ay dinisenyo sa isang solong-layer PCB board at lahat ng mga sangkap na pakete ay DIP. Medyo madali para sa lahat na maghinang ng sangkap at simulang gamitin ang aparato.

Hakbang 2: Larawan 2, Layout ng PCB ng Power Supply

Ginamit ko ang mga sangkap na sangkap ng SamacSys para sa IC1 [3] at IC2 [4]. Ang mga aklatan na ito ay libre at mas mahalaga na sundin ang mga pamantayang pang-industriya na pamantayan ng bakas ng paa ng IPC. Gumagamit ako ng Altium, kaya direkta kong na-install ang mga aklatan gamit ang Altium plugin [5]. Ipinapakita ng Larawan 3 ang mga napiling sangkap. Maaaring gamitin ang mga katulad na plugin para sa KiCad at iba pang software ng CAD.

Hakbang 3: Larawan 3, SamacSys Component Library (AD Plugin) para sa IC1 (LM137) at IC2 (LM337)

Ipinapakita ng Larawan 4 ang isang pagtingin sa 3D ng board ng PCB.

Hakbang 4: Larawan 4, isang 3D View ng Final PCB Board

[3] Assembly at Test Ang Larawan 5 ay nagpapakita ng assemble board. Nagpasya akong gumamit ng isang 220V sa 12V transpormer upang makakuha ng maximum na +/- 12V sa output. Ipinapakita ng Larawan 6 ang kinakailangang mga kable.

Hakbang 5: Larawan 5, Assembled Circuit Board

Hakbang 6: Larawan 6, Diagram ng Transformer at Circuit Wiring

Sa pamamagitan ng pag-on ng R4 at R5 multiturn potentiometers, maaari mong ayusin ang mga voltages sa positibo at negatibong daang-bakal na nakapag-iisa. Ipinapakita ng Larawan 7 ang isang halimbawa, kung saan naayos ko ang output sa +/- 9V.

Hakbang 7: Larawan 7, +/- 9V Rails sa Output

Oras na upang sukatin ang output ingay. Ginamit ko ang Siglent SDS1104X-E oscilloscope na nagpapakilala sa 500uV / div pagiging sensitibo sa input na ginagawang perpekto para sa mga nasabing sukat. Inilagay ko ang channel-one sa 1X, AC pagkabit, 20MHz bandwidth limit, pagkatapos ay itakda ang acquisition mode sa ruktok-tuklas.

Pagkatapos ay tinanggal ko ang ground lead at gumamit ng isang probe ground-spring. Tandaan na ang pagsukat na ito ay nasa ilalim ng walang output load. Ipinapakita ng Larawan 8 ang screen ng oscilloscope at ang resulta ng pagsubok. Ang Vpp na pigura ng ingay ay nasa paligid ng 1.12mV. Mangyaring tandaan na ang pagtaas ng kasalukuyang output ay magpapataas ng antas ng ingay / ripple. Ito ay isang totoong kwento para sa lahat ng mga power supply.

Hakbang 8: Larawan 8, Output Noise ng Power Supply (sa ilalim ng Walang Load)

Ang rate ng kuryente ng R1 at R2 resistors ay tumutukoy sa kasalukuyang output. Kaya pumili ako ng 3W resistors. Gayundin, kung balak mong gumuhit ng mataas na alon o ang pagkakaiba ng boltahe sa pagitan ng input at output ng regulator ay mataas, huwag kalimutang i-install ang mga naaangkop na heatsink sa IC1 at IC2. Maaari mong asahan na makakuha ng 500mA (max) sa pamamagitan ng paggamit ng 3W resistors. Kung gumagamit ka ng 2W resistors, ang halagang ito ay natural na bumababa sa kung saan 300mA (max).

[4] Mga Kagamitan

Ipinapakita ng Larawan 9 ang bayarin ng mga materyales.

Hakbang 9: Larawan 9, Bill ng Mga Materyales

Hakbang 10: Mga Sanggunian

Pinagmulan:

[1] LM317 Datasheet:

[2] LM337 Datasheet:

[3]: Simbolo ng Skematika at PCB Footprint para sa LM317:

[4]: Symbol ng Skematika at PCB Footprint para sa LM337:

[5]: Plugin ng Altium: