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固定电压调节器的可变电压电源

发布时间:2023-08-06 责任编辑:lina

【导读】在本项目中,我将向您展示如何利用固定稳压器(如 7805 IC)设计可变电压电源。78XX 和 79XX 是市场上两种系列的三引脚稳压器。78XX 系列稳压器用于正电源,即如果需要 +5V 电源,则可使用 7805 稳压器。而 79XX 系列则用于负电源,即如果需要 -5V 电源,则使用 7905 稳压器。


简介 


在本项目中,我将向您展示如何利用固定稳压器(如 7805 IC)设计可变电压电源。


78XX 和 79XX 是市场上两种系列的三引脚稳压器。78XX 系列稳压器用于正电源,即如果需要 +5V 电源,则可使用 7805 稳压器。而 79XX 系列则用于负电源,即如果需要 -5V 电源,则使用 7905 稳压器。


固定电压调节器的可变电压电源


7805 等稳压器用于在输出端提供固定电压,而不依赖于输入电压的变化(只要输入电压大于所需电压)。


如果您希望在单个线性稳压器 IC 的帮助下获得一定范围的输出电压,该怎么办?这个想法是可以实现的。现在,我将向您展示如何利用固定稳压器实现可变电压电源。


LM317 是一种简单的可变电压调节器集成电路,可用于产生 1.5V 至 37V 的电压。但您也可以用固定稳压器(如 7805)产生相同的电压(尽管范围不同)。这可以通过添加两个电阻来实现。让我们看看它是如何实现的。


固定稳压器变压电源电路图


固定电压调节器的可变电压电源


所需组件 

230 伏至 12 伏降压变压器 

桥式整流器 

7805 稳压器 IC 

1000μF 电容器 

0.22μF 电容器 

0.1μF 电容器 

470Ω 电阻器 x 2

100Ω 电阻器 

220Ω 电阻器

330Ω 电阻器

迷你面包板 

连接导线

电路设计 


最初,230V 至 12V 降压变压器的初级连接到交流主电源,次级连接到桥式整流器。桥式整流器的输出经电容器滤波后,输入 7805 稳压器集成电路。


在 INPUT 和 COMM(7805 的接地端)之间连接了一个 0.22μF 的电容器,而在 OUTPUT 和 COMM 之间连接了一个 0.1μF 的电容器。


接下来是有趣的部分。COM 和 OUT 之间连接了一个 470Ω 电阻器。旋转开关用于切换输出电阻,开关上连接了以下电阻:100Ω、220Ω、330Ω 和 470Ω。


警告:如果使用交流电源,连接时要格外小心。


原理


这是一个通过固定稳压器实现可变电压电源的简单项目。该项目的主要工作原理非常简单。 


如下图所示,连接两个电阻 R1 和 R2:一个位于输出端和 GND 引脚之间,另一个位于 GND 引脚和电源的 GND 之间。


固定电压调节器的可变电压电源


原理


流经 R2 的电流是流经 R1 的电流和 7805 的待机电流的组合。根据输出电压的要求,我们可以计算出该电阻的值,最后可以计算出输出电压如下。


Vout = VREG + R2 * (VREG/R1 + IS) 

其中,VREG = 5V(7805)和 

IS = 7805 的待机电流(≈2.5mA)。

根据上述计算,使用 7805 稳压器可以从 12V 电源获得 5V 至 12V 的任意电压。 

下面的图片显示了使用 7805 稳压器 IC 获得的输出范围。


固定电压调节器的可变电压电源

固定电压调节器的可变电压电源

固定电压调节器的可变电压电源

固定电压调节器的可变电压电源


如何计算不同电压下的电阻值?


假设连接在稳压器的 com 端子和输出端子之间的电阻值为 470Ω。这意味着电流值为 10.6 mA(因为 V=5V 而且 V=IR)。


在旋转开关和地线之间有大约 2.5 mA 的待机电流。


现在假设电路需要 5V 至 12V。通过稳压器输出,我们可以直接获得最低 5V 电压。而如果需要 12V 电压,则在 COM 和输出之间有 5V 电压,其余 7V 电压则需要选择适当的电阻值。


这里 R =?

V = 7V

I =13.1mA

因此 V =I*R

R = 543 欧姆


因此,我们必须将 543 Ω 的电阻器与 470 Ω 的电阻器相连,这样才能获得所需的输出,即 12V。虽然我们很难在市场上买到这样的电阻值,但我们可以使用附近的电阻值,即 560 Ω。


现在,如果我们希望获得 5V 至 12V 的其他电压,那么我们就必须使用其他值的电阻器。


假设我们需要 6V,那么


V =6V

I = 10.6mA

R = 6V/10.6mA

R = 566 Ω


但电阻 R1 的阻值已经达到 470Ω,并已连接到电路中,因此对于 6V 电压,电阻值约为 100 Ω(566-470=96)。


同样,对于不同的电压,计算出的电阻值也不同。尽管电阻值不同,但电路中仍可使用可变电阻器来获得不同的电压值。


重要注意事项 


从一个电阻切换到另一个电阻时,负载将获得 12V 电压。


因此,在切换之前,确保负载已断开(或者可以完全关闭电源,进行切换,然后再打开电源)。


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