尽管最近出现了各种各样的实验室电源,但只有少数能提供本文所详细介绍的高效率、多功能性和低成本的设计。
这篇文章解释了一个高度规范的,DIY的,实验室级电源与双0-50伏。电压范围为0 ~ 50v,电流范围为0 ~ 5安培。
尽管如此,由于DIY布局,您可以根据需要自定义设置,这可以在以下规格表中看到。
- 物资数量= 2(完全浮动)
- 电压范围= 0 ~ 50V
- 电流范围= 0到5安培
- 粗控和细控电流和电压均为1:10
- 电压调节= 0.01%线路,0.1%负载
- 电流限制器= 0.5%
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电路描述
上图1为实验室电源的电路图。布局的规格以IC1、an为中心LM317HVK调整监管机构,用于广泛的功能。“HVK”后缀表示该调节器的高压版本。
电路的其余部分实现电压设置和限流功能。IC1的输入来自BR1的输出,BR1经过C1和C2的过滤,达到大约+ 60伏的直流电压,电流检测比较器IC2的输入来自桥式整流BR2,它进一步像负偏置电源一样工作,以得到对地电平的调节。
IC1的功能是保持OUT端子在ADJ端子上的直流电压为1.25伏特。ADJ引脚的电流漏极极小(低至25µA),因此,R15和R16(粗和精炼的电压操纵)和R8形成一个分压器,1.25伏特显示在R8左右。
R16的下端子连接到由D7和D8开发的-1.3参考电压,允许R8 - R15电阻分压器固定输出电压直接下降到地面,任何时候R15 + R16变成0欧姆。
计算输出电压
一般来说,输出电压取决于以下结果:
(VouT - 1.25 + 1.3) / (R15 + R16) = 1.25 / R8。
因此,每个可变电源板提供的最高电压值可以是:
VOUT= (1.25 / R8) x (R15 + R16) = 50.18伏特直流。
电位器R15和R16用于控制输出电压,使VouT从0-50伏直流变化。
电流控制如何工作
当直流负载电流增加时,R2的压降也增加,在0.65伏特左右(相对于大约20毫安),Q1和Q2接通,成为电流的主要过程。此外,R3和R4保证Q1和Q2均匀地处理负载。IC2的工作原理类似于电流限制级。
其非反相输入利用输出电压作为参考,而其反相输入附加到由R6开发的分压器和电流控制锅R13和R14。R6上的电压降约为1.25伏特,上面所述的参考电压是由IC1端子OUT和ADJ之间的差值决定的。
通过Q1和Q2的电流通过R9移动,在R13 + R14上建立电压降。因此,当R9附近的电压降通过R13和R14产生电流时,IC2被强制关闭,导致非反相输入电压超过VouT。
这修复了当前的限制阈值在:(IouT x 0.2)/(R13 + R14) = 1.25/100K;低= 0到5安培。这提供了一个相应的范围约0-5安培。
当电流达到极限阈值时,IC2的输出变低,通过D2驱动ADJ引脚下降,导致LED1发光。D5的额外电流由R5提供。
当ADJ引脚被驱动低,输出跟随,直到输出电流下降到一个点相当于R13和R14的设置。
考虑到输出电压可以在0-50伏之间,IC2的电源电压应该遵循这个范围与D3, D4和Q3一起工作。
然后,D9确定一旦电源输入关闭,输出电压不会增加,而D10则防止电源电压反向。最后,仪表M1显示电压读数,M2显示电流读数。
零件清单
PCB布局设计
另一种使用LM324芯片的简易实验室电源电路
为了获得中间电源电压,这里使用了稳压器IC LM7815。它的输出通过R17旅行,读取输出电流,为第一个MOSFET T1。
该MOSFET通过opamp IC1操作,配置类似电压调节器。在这个实验室里,电源电路R11和C4建立了控制回路的带宽,这使得在增加的频率上消除振荡成为可能。
电阻R15保证电容负载减少有效电阻不会导致控制回路变得不稳定。交流内容的负反馈电流通过R12和C5使电路是完全可靠的,即使在其电源的输出使用一个大电容。
通过电阻R14和电容C6建立低通滤波器的直流分量负反馈。这种配置保证了在电阻R15上产生的电压降是有效补偿的。
输出电容C7为高频负载提供低阻抗源。电阻R16帮助电容器C17放电时,设置的电压下降,没有输出负载。
IC1D部分的工作原理类似于电流调节器。再次,为了确保实验室电源的工作与完美的稳定性,反馈环路的带宽是由电阻R19和电容C8限制的。
如果电阻器R17的电压降比预先设定的P2调整的值高,电路的限流特性启动,晶体管T2触发ON。
这个动作随后将输入电压降低到电压调节电路阶段,直到达到指定的输出电流。电阻R7, R9和电容C3保证适当的电流调节不会产生输出电压的过冲,也确保没有产生谐振效应,无论何时电感负载连接在输出。
使用IC 723
下一个设计显示了一个简单但非常有用的实验室电源使用IC LM723:
你好,你有第二个原理图“另一个简单的实验室电源电路使用LM324 IC”的原始文章的链接或它的副本吗?
Rhanks, Mac
您好,这是一个读者通过评论贡献的,我没有原始链接。
好的谢谢你。
Mac
Saudacoes,绅士Swagatam。
Adquiri todos OS组件desta incrível fonte。
我们不使用LF357或LF356(genuíno)。
这是lf356
*(não achei o LM357 !Venda no meu país, se não, OS fake)*
funcionara本。
请通过dúvidas, comprei também或LM301AN(genuíno)。
Gratidao desde农协。
Att, Luís Carlos Marques
问候,Swagatam先生。
我购买了这个神奇电源的所有组件。
我将用LF356(正版)代替LF357。
我想是lf356
我没有找到LM357 !在我的国家卖,如果不是,假货)*
将正常工作。
为了以防万一,我还买了LM301AN(正品)。
提前感谢。
Att, Luís Carlos Marques
谢谢路易斯,谢谢你的最新消息!祝你万事如意!我希望你能在这个项目上取得成功!
亲爱的先生Swagatam。
感谢预先设计的这个电源与LM330k, LF357和MJ15023。
经过研究,我得出结论,这是最好的项目。
我将建立。
谢谢你,路易斯,我很高兴你喜欢这个帖子!
工程师Swagatam爵士
你好,亲爱的。你肯定知道焊接过程中产生的气体对我们的肺和眼睛是有害的。为了防止吸入它,我一直在使用一个200毫安,12V的风扇,馈电一个220到15v的变压器,由LM7812 ic调节,在几年前。上个月,我在主变压器之前添加了一个调光器,以降低风扇的速度,结果很有趣:我得到了12伏直流输出60伏交流电(调光器之后)和6伏直流输出30伏。换句话说,当调光器后的交流电压从30伏到60伏时,直流电压在6伏到12伏之间变化。我希望你能帮我一个忙,告诉我你对使用这种方法(有或没有7812和其他调节器ic,当然)来获得可变电压,而不是其他使用LM317、晶体管等电路的想法。如果没有问题,请您设计一个类似的可变0至35v电源电路,为您渴望的访客?
致以最亲切的问候
迈克
嗨,迈克,
一个7812 IC应该给你一个恒定的12V不管输入波动,除非输入低于13V。
无论是基于7812的电路,还是LM317/LM338,还是晶体管稳压器,这些都是线性稳压器,当输入/输出差超过一定范围时,容易发热。
如果你对散热没问题,那么你可以试着研究以下两篇文章:
使用晶体管和齐纳二极管的稳压电路
如何设计一个台式电源电路
如果你更喜欢降压转换器为基础的调节器,以确保最小的散热,那么可能你可以尝试以下的概念:
LM317可变开关模式电源(SMPS)
尊敬的工程师Swagatam先生
你好。非常感谢你提出这些非常有用的帖子。
真心人
迈克
不客气,迈克!
这张电路图不对。控制在引脚7是不正确的,它是一个Vcc引脚
它是从一个著名的杂志,似乎pin7必须直接到LM317的OUT pin…
我刚刚比较了我的原理图和你的,我的是正确的电路,引脚7连接到OUT线,R14的底部连接到引脚2。
好的,谢谢你提供的信息
我很忙这个电路的pcb设计和pcb箔给出原文是正确的,它有R14 IC / C7连接销2。这仅仅是一个数据表的修改版本的电路LM350, 5一个恒定的电压/电流调节器。
好吧,这听起来很棒,但请记住,这个设计是从一个杂志,它还没有被我个人验证.....
你好,Swagatan先生。
我几乎有这个电源设计的所有组件。
LM338K(原始)。
变压器24伏x 5A + 12 + 12v x 500mA。
让我害怕的问题是Oamp LF357。在巴西,我可不这么认为。
我应该更换哪一个而不必计算电流电路?
(有人引用了AD825)。
非常感谢。
拥抱,路易斯。
听起来不错,路易斯。
我确信741 IC也将同样出色地代替LF357。因为运放的基本思想是比较其输入端的电压并执行。引脚6的LED是非常重要的,因为它将阻止任何偏置电压,741可能有其输出,所以确保包括LED。
您可以尝试AD825, LM321,或最终741
你好Swagatam,
对你的问候。
我有一个24v 0 24v 5amps的变压器,想用上面的电路做一个台架电源,你会推荐上面的吗?或者你有一些替代方案,请建议。
温暖的问候
帕特里克
嗨Patrick,上面的电路不好,我身边有很多好电路,我会尽快在上面的文章中更新,供你参考
亲爱的Swagatam,
谢谢,急切地等着。
Reagards
由于帕特里克,
您能详细说明您的台架电源的最大电压和电流范围吗
你好Swagatam,
我将重新表达我的问题,我有一个24 0 24v 5安培变压器,什么是最好的Bench电源我可以建立与它。
谢谢你的支持,
温暖的问候
谢谢你Patrick,实际上我必须管理来自不同页面的评论,这个页面不允许我看到之前的评论,所以我无法访问你之前的评论。
没有问题,你可以试试下面的最后一个电路,它将在很大程度上解决你的需求…
//www.addme-blog.com/lm317-with-outboard-current-boost/
我实际上有许多版本的台架电源,但大多数都是复杂的,包括大量的分立部件,因此我认为最好采用LM317为基础的设计与可调电压和电流的特点。
Swagatam,
在零件列表中有一个BR3,但我在电路图或PCB布局中都找不到BR3。这个设计和说明缺少很多必要的细节。
请您就上述问题提出建议。
罗伯,原来的图表有另一个IC1, Q1, Q2相同的阶段,在输出启用双电源。BR3表示该电路的桥式整流器。
这可以解释为什么变压器额定为600VA,有(2)42V和(2)17V次电压(我认为)?请确认,但我相信这意味着,如果按照提供的电位图,只需要一个300va (50V * 5A = 250W ~ 300va)变压器?
在上述部件列表中建议的T1五元组变压器将不是一个便宜的项目,并且在美国很难找到带有120VAC一次源的42V二次输出。
或者,如果我选择做一个双输出设计(即双IC1, Q1和Q2),基本上整个电路应该被复制,对吗?换句话说,上面所示的两个独立的PCB(每个输出一个)没有共同的电路元素。基本上,两个完全独立和独立的电源,只有变压器(T1)是共享的?我写对了吗?
是的,这是正确的。对于双电源,在上述文章中提出的整个设计必须通过在一个单独的相同的PCB上组装复制。除此之外,原图中还有单独的5v 5v安培固定稳压电路,如下图所示:
Swagatam,
对于松下电容器,你已经给了型号P6430, P6272和P6420。这些项目似乎是聚丙烯薄膜电容器和过时。请说明所需要的电容器类型和其他细节,或确认任何具有所需电容和额定电压的电容器是足够的。
我假设对于所有的电容器电压额定值'伏'应该被视为VDC。请澄清这种假设是否正确。
是否对电容公差有最低要求,或±20%可接受。
最后,对于IC2和LF357A JFET,存在LF3578A…来自不同的制造商,但没有LF357A具体。你能说明一下IC的要求吗?提前谢谢!
罗伯,电容的经验法则是额定电压应该是Vcc的两倍。PPC是最好的,虽然圆盘陶瓷也应该是精细的。
我不知道LF3578A,我也找不到它的数据表…我认为运放不是关键的,一个普通的IC 741也应该工作
Swagatam,
谢谢你的帮助。
下面是德州仪器LM3578A 8-PIN开关调节器的链接:
https://www.ti.com/product/LM3578A
经过一些搜索,LF357似乎基本上是过时的:
因为我是新的电子,所以它不清楚,如果额外的字母指定这些集成电路的“类型”是重要的?换句话说,LF357A的性能会像LF357或LF357M/NOPB吗?
无论如何,经过一些研究,我认为以下的替代品可能足以取代LF357(A):
TL071CDT来自ST Microelectronics:
https://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=LF357-t=x-reference-page=1
德州仪器的TLE2071, TLE2081和OPA637:
https://e2e.ti.com/support/amplifiers/f/14/t/84056?keyMatch=LF357&tisearch=Search-EN-everything
没问题,罗伯,LM3578是一个开关调节器,而LM357A是一个运放,所以LM3578不能在这里使用。
任何其他类似的变体应该工作,如提到的TL071等,这是运放。
你也可以尝试IC 741, M321,或LM358根据我,所有这些应该能做的工作很好。
能否提供可下载的电路原理图,零件清单和PCB布局文件?
电路原理图切断120VAC输入。
如果已经存在PCB布局的eagle/gerber文件,将不胜感激。
很抱歉,我目前没有可下载格式的设计。
你好先生,
我想知道,你是如何计算你的电源电路的稳定性的?
我一直试图设计我自己的电源使用分立元件,但我不知道如何找到它的稳定性。
Hello Anurag,电路依赖IC LM317本身是一个高度稳定的设备,因此电路的输出也将是高度稳定的
我需要使用这个电路做一个13.8 V, 25A电源(可调),我需要做什么改变?请帮助
.
你将不得不增加更多的Q1, Q2级,直到它们都达到25amp的容量,或者你可以尝试以下的概念:
//www.addme-blog.com/make-25-amp-solar-battery-charger-power/