ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าตัวแปรเชิงเส้น 1-20 V: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นจะรักษาแรงดันไฟฟ้าคงที่ที่เอาต์พุตหากแรงดันไฟฟ้าอินพุตมากกว่าเอาต์พุตในขณะที่กระจายความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าคูณด้วยวัตต์ปัจจุบันเป็นความร้อน

คุณสามารถสร้างตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบหยาบโดยใช้ซีเนอร์ไดโอด ตัวควบคุมซีรีส์ 78xx และส่วนประกอบเสริมอื่นๆ บางอย่างได้ แต่นั่นจะไม่สามารถจ่ายกระแสสูงเช่น 2-3A ได้

ประสิทธิภาพโดยรวมของตัวควบคุมเชิงเส้นนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับอุปกรณ์จ่ายไฟโหมดสวิตช์, บั๊ก, ตัวแปลงบูสต์ เนื่องจากจะกระจายพลังงานที่ไม่ได้ใช้ไปเป็นความร้อน และจะต้องถูกกำจัดออกอย่างต่อเนื่องมิฉะนั้นตัวควบคุมจะจับได้

การออกแบบพาวเวอร์ซัพพลายนี้คุ้มค่าอย่างยิ่งหากคุณไม่มีปัญหาเรื่องประสิทธิภาพพลังงานใดๆ หรือหากคุณไม่ได้จ่ายไฟให้กับวงจรแบบพกพาจากแบตเตอรี่

วงจรทั้งหมดประกอบด้วยสามช่วงตึก

1. ตัวควบคุมตัวแปรหลัก (1.9 - 20 V)

2. ตัวควบคุมรอง

3. เครื่องเปรียบเทียบ, ตัวขับมอเตอร์พัดลม (MOSFET)

LM317 เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมสำหรับผู้เริ่มต้นเมื่อใช้อย่างถูกต้อง ต้องการเพียงหนึ่งตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดให้กับพินปรับเพื่อรับแรงดันตัวแปรที่เอาต์พุต แรงดันไฟขาออกขึ้นอยู่กับแรงดันที่ขาปรับ โดยทั่วไปเก็บไว้ที่ 1.25 V.

เอาต์พุตและปรับแรงดันพินสัมพันธ์กัน Vout = 1.25(R2/R1+1)

กระแสบนโหลดยังคงเกือบเท่ากระแส i/p ที่แรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ สมมติ ถ้าโหลดที่ O/p ดึงกระแส 2A ที่ 10V แรงดันที่เหลือ 10V โดยเหลือกระแส 1A จะถูกแปลงเป็นความร้อน 10W!!!!!!

ดังนั้นจึงควรติดฮีตซิงก์กับมัน………ทำไมไม่เป็นพัดลมล่ะ!!!!??????

ฉันมีพัดลมขนาดเล็กวางอยู่ครู่หนึ่ง แต่ปัญหาคือมันสามารถใช้ 12V สำหรับรอบต่อนาทีสูงสุดเท่านั้น แต่แรงดัน I/p คือ 20V ดังนั้นฉันจึงต้องสร้างตัวควบคุมแยกต่างหาก (โดยใช้ LM317 เอง) สำหรับพัดลม แต่ถ้าฉัน เปิดพัดลมไว้ตลอดเวลาซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองพลังงาน ดังนั้นให้เพิ่มเครื่องเปรียบเทียบเพื่อเปิดพัดลมเมื่ออุณหภูมิของตัวระบายความร้อนหลักถึงค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าเท่านั้น

เริ่มกันเลย!!!

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมส่วนประกอบ

พวกเราต้องการ, 1. LM317 (2)

2. ครีบระบายความร้อน (2)

3. ตัวต้านทานบางตัว (ตรวจสอบแผนผังสำหรับค่า)

4. ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า(ตรวจสอบแผนผังสำหรับค่า)

5. คณะกรรมการ perf (โครงการ PCB)

6. MOSFET IRF540n

7. แฟน

8. ตัวเชื่อมต่อบางตัว

9. โพเทนชิโอมิเตอร์ (10k)

10. เทอร์มิสเตอร์

ขั้นตอนที่ 2: นำทุกอย่างมารวมกัน

เลือกขนาดของบอร์ด PCB ที่คุณพอใจ

ฉันทำให้มันกะทัดรัด 6 ซม. คูณ 6 ซม. ถ้าคุณเก่งในการบัดกรีคุณสามารถใช้ขนาดที่เล็กกว่านั้นได้;)

การรักษาขั้วต่อ Vin ไว้ทางซ้ายและ Vout ทางด้านขวา IC ตัวเปรียบเทียบอยู่ตรงกลางและตัวควบคุมที่ด้านบนโดยมีพัดลมอยู่ด้านบนสุดทำให้ง่ายต่อการจัดการและใช้งาน

เพียงทำตามแผนผัง ตรวจสอบการตรวจสอบความต่อเนื่องเป็นระยะๆ เพื่อหาการลัดวงจรและการเชื่อมต่อที่เหมาะสม

ขั้นตอนที่ 3: การวางคำติชมของเทอร์มิสเตอร์

วางเทอร์มิสเตอร์ให้สัมผัสกับฮีตซิงก์ ฉันเก็บไว้ในสันของฮีตซิงก์

เนื่องจากเทอร์มิสเตอร์อยู่ในอนุกรมที่มีตัวต้านทาน 10K อีกตัว จึงมีตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน 10 ถึง 10V, เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์จะลดลง แต่แรงดันไฟฟ้ายังคงเพิ่มขึ้นจนถึง 20V

แรงดันไฟฟ้านี้มอบให้กับเทอร์มินัล non_inverting ของ opamp 741 และเทอร์มินัล inverting จะถูกเก็บไว้ที่ 11V ดังนั้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าเทอร์มิสเตอร์เกิน 11V opamp จะเอาต์พุตสูงที่ pin6

ขั้นตอนที่ 4: ควรมีลักษณะเช่นนี้…

มาทดสอบกัน!!!

ให้อินพุต 20V จากหม้อแปลงของฉันผ่าน FOOOLLBRIDGE RECIFIER!! และปรับ O/p เป็นประมาณ 15V ฉันเชื่อมต่อตัวต้านทาน 5W 22ohm ที่ O/p ซึ่งวาดประมาณ 2.5A

ฮีตซิงก์เริ่มให้ความร้อนและเข้าใกล้ 56C แรงดันเทอร์มิสเตอร์เพิ่มขึ้นเกิน 11V ดังนั้นตัวเปรียบเทียบจึงตรวจพบและเปิด Mosfet ในพื้นที่อิ่มตัวโดยเปิด FAN เพื่อทำให้ฮีตซิงก์เย็นลง

แอน นั่นเอง!!! คุณเพิ่งสร้างตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบปรับได้ซึ่งคุณสามารถใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะของ LAB เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ สำหรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับวงจรต้นแบบ และรายการต่อไป…

หากคุณมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับโครงการโปรดถาม !!!

แล้วเจอกัน!