Állítható kettős kimeneti lineáris tápegység: 10 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Jellemzők:

• AC - DC átalakítás Dupla kimeneti feszültség (pozitív - földelt - negatív)
• Állítható pozitív és negatív sínek
• Csak egy kimenetű AC transzformátor
• Kimeneti zaj (20MHz-BWL, terhelés nélkül): Körülbelül 1,12 mVpp
• Alacsony zajszint és stabil kimenetek (ideális az erősítők és előerősítők tápellátásához)
• Kimeneti feszültség: +/- 1,25V-+/- 25V Maximális kimeneti áram: 300mA-500mA
• Olcsó és könnyen forrasztható (minden alkatrészcsomag DIP)

A kettős kimenetű, alacsony zajszintű tápegység nélkülözhetetlen eszköz minden elektronikai rajongó számára. Számos körülmény szükséges, ha kettős kimenetű tápegységre van szükség, például előerősítők tervezésére és OPAMP-ok táplálására. Ebben a cikkben egy lineáris tápegységet fogunk felépíteni, amelyet a felhasználó önállóan állíthat be pozitív és negatív síneivel. Ezenkívül a bemeneten csak egy egykimenetű váltóáramú transzformátort használnak.

[1] Áramkör -elemzés

Az 1. ábra az eszköz sematikus diagramját mutatja. A D1 és D2 egyenirányító diódák. C1 és C2 építik az első zajcsökkentő szűrőfokozatot.

1. lépés: 1. ábra, Az alacsony zajszintű tápegység sematikus diagramja

Az R1, R2, C1, C2, C3, C4, C5 és C6 aluláteresztő RC szűrőt épít, amely csökkenti a pozitív és negatív sínekből származó zajt. Ennek a szűrőnek a viselkedése elméletben és gyakorlatban egyaránt vizsgálható. A bode plot funkcióval ellátott oszcilloszkóp elvégezheti ezeket a méréseket, például a Siglent SDS1104X-E. Az IC1 [1] és az IC2 [2] az áramkör fő szabályozó elemei.

Az IC1 (LM317) adatlapja szerint: „Az LM317 eszköz egy állítható, három terminálos pozitív feszültségű szabályozó, amely 1,5 A-nál nagyobb feszültséget képes táplálni 1,25 V és 37 V közötti kimeneti feszültségtartományban. Csak két külső ellenállás szükséges állítsa be a kimeneti feszültséget. A készülék jellemzően 0,01% -os vonalszabályozással és 0,1% -os terhelésszabályozással rendelkezik. Tartalmazza az áramkorlátozást, a túlterhelés elleni védelmet és a biztonságos működési terület védelmét. A túlterhelés elleni védelem akkor is működőképes, ha az ADJUST terminál le van választva”.

Nyilvánvaló, hogy ez a szabályozó jó vonal- és terhelésszabályozási adatokat mutat be, ezért stabil kimeneti sínre számíthatunk. Ez megegyezik az IC2 -vel (LM337). Az egyetlen különbség az, hogy ezt a chipet a negatív feszültségek szabályozására használják. A D3 és D4 védelmet nyújt.

A diódák kis impedanciájú kisülési utat biztosítanak, hogy megakadályozzák a kondenzátorok (C9 és C10) kisülését a szabályozók kimenetébe. Az R4 és R5 a kimeneti feszültségek beállítására szolgál. A C7, C8, C9 és C10 a fennmaradó kimeneti zajok szűrésére szolgál.

[2] NYÁK -elrendezés

A 2. ábra az áramkör NYÁK -elrendezését mutatja. Egyrétegű NYÁK lapra tervezték, és minden alkatrészcsomag DIP. Nagyon könnyű mindenkinek forrasztani az alkatrészt, és elkezdeni használni a készüléket.

2. lépés: 2. ábra, A tápegység NYÁK -elrendezése

A SamacSys komponenskönyvtárakat használtam az IC1 [3] és az IC2 [4] számára. Ezek a könyvtárak ingyenesek, és ami még fontosabb, követik az IPC ipari szabványait. Altiumot használok, ezért közvetlenül telepítettem a könyvtárakat az Altium plugin használatával [5]. A 3. ábra a kiválasztott összetevőket mutatja. Hasonló bővítmények használhatók a KiCad és más CAD szoftverekhez.

3. lépés: 3. ábra, SamacSys komponenskönyvtárak (AD bővítmény) az IC1 (LM137) és az IC2 (LM337) számára

A 4. ábra a NYÁK lap 3D -s nézetét mutatja.

4. lépés: 4. ábra, a végleges NYÁK -kártya 3D nézete

[3] Összeszerelés és teszt Az 5. ábra az összeszerelt táblát mutatja. Úgy döntöttem, hogy 220V-12V transzformátort használok, hogy a kimeneten max. +/- 12V legyen. A 6. ábra a szükséges huzalozást mutatja.

5. lépés: 5. ábra, Összeszerelt áramkör

6. lépés: 6. ábra, Transzformátor és áramkör kapcsolási rajza

Az R4 és R5 többfordulós potenciométerek elforgatásával önállóan állíthatja be a pozitív és a negatív sín feszültségét. A 7. ábra egy példát mutat, ahol a kimenetet +/- 9V-ra állítottam.

7. lépés: 7. ábra, +/- 9V sínek a kimeneten

Most itt az ideje a kimeneti zaj mérésére. A Siglent SDS1104X-E oszcilloszkópot használtam, amely 500uV/div érzékenységet vezet be a bemeneten, így ideális az ilyen mérésekhez. A Channel-1-et 1X, AC csatolásra, 20MHz sávszélesség-korlátra állítottam, majd beállítottam a felvételi módot a csúcsérzékelésre.

Ezután eltávolítottam a földelővezetéket, és szonda földrugót használtam. Vegye figyelembe, hogy ez a mérés nincs kimeneti terhelés alatt. A 8. ábra az oszcilloszkóp képernyőjét és a teszt eredményét mutatja. A zaj Vpp -értéke 1,12 mV körül van. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a kimeneti áram növelése növeli a zaj/hullámzás szintjét. Ez minden tápegységre igaz történet.

8. lépés: 8. ábra, A tápegység kimeneti zaja (terhelés nélkül)

Az R1 és R2 ellenállások teljesítménye határozza meg a kimeneti áramot. Tehát a 3 W -os ellenállásokat választottam. Továbbá, ha nagy áramot kíván felvenni, vagy a feszültségkülönbség nagy a szabályozó bemenete és kimenete között, ne felejtse el megfelelő hűtőbordákat felszerelni az IC1 -re és az IC2 -re. A 500 W -os (max.) Teljesítményre számíthat a 3 W -os ellenállások használatával. Ha 2 W -os ellenállásokat használ, ez az érték természetesen valahol 300 mA -re (max) csökken.

[4] Anyagok

A 9. ábra az anyagjegyzéket mutatja.

9. lépés: 9. ábra, Anyagjegyzék

10. lépés: Hivatkozások

Forrás:

[1] LM317 adatlap:

[2] LM337 adatlap:

[3]: Az LM317 sematikus szimbóluma és NYÁK -nyoma:

[4]: Vázlatos szimbólum és PCB lábnyom az LM337 számára:

[5]: Altium beépülő modul: