跟蹤式 0 ～ ±15V 穩(wěn)壓電源,Regulated power supply

本文向大家介紹一款能夠從0起調(diào)的跟蹤式穩(wěn)壓電源，由于采用LM317和LM337三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，故內(nèi)部有限流、短路和熱保護(hù)等完善功能。其獨(dú)特之處：僅用一個(gè)單連電位器即能實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電壓“同步”調(diào)節(jié)，具有線路簡單、調(diào)節(jié)方便、性能優(yōu)良、成本低廉等特點(diǎn)，適合無線電愛好者做實(shí)驗(yàn)之用。

工作原理：整機(jī)電路如圖所示。電源輸入部分為常見的變壓器降壓與橋式整流，加大電容濾波，獲得上下對稱的±22V直流電壓。其中還派生出另兩組±6.8V輔助電壓，分別接在運(yùn)放 IC4和運(yùn)放 IC3的 V+與 V-端，以保證IC3、IC4的工作電壓不超過極限范圍。下面具體分述穩(wěn)壓部分：

1.正輸出電路由穩(wěn)壓器IC1及相關(guān)元器件組成，通常接在穩(wěn)壓器IC1的調(diào)節(jié)端上電位器另一端是接地的。假如RP1電阻調(diào)至0值，那么輸出電壓Vout=1.2V，即電路內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為1.2V，同時(shí)在電阻R3上產(chǎn)生10mA恒流，只要改變RP1的阻值即可改變輸出電壓。這里，將RP1接地端改接在運(yùn)放IC3的輸出端，并設(shè)法使IC3的輸出電壓為-1.2V，以抵消IC1的基準(zhǔn)電壓+1.2V，這樣便可實(shí)現(xiàn)從0起調(diào)，要實(shí)現(xiàn)上述目的也很簡單，只要將運(yùn)放IC3連成差分放大器，進(jìn)行減法運(yùn)算即可。由圖可知，同相輸入端電壓為V1，而反相輸入端電壓為V2，因R4=R5=R6=R7，故IC3的輸出端電壓VO=R5/R4 ×(V1-V2)=-1.2V，也可得出穩(wěn)壓器IC1的輸出電壓+Vout＝5mA×R3＋10mA×PR1-1.2V。

2.負(fù)輸出電路由穩(wěn)壓器IC2及相關(guān)元件組成，這里省去了IC2調(diào)節(jié)端上原設(shè)置的電位器RP3，改接在運(yùn)放IC4的輸出端，由IC4的輸出電壓控制調(diào)節(jié)端，同樣可以達(dá)到調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器的輸出電壓目的。由于運(yùn)放IC4接成增益為1的反相放大器，其反相輸入端連到正輸出電路的穩(wěn)壓器輸出端上，所以負(fù)輸出穩(wěn)壓器便產(chǎn)生極性相反幅度相等的穩(wěn)壓電壓，即-Vout=-R10／R9×(+Vout)，因R9=R10，所以-Vout＝＋Vout，即負(fù)輸出電壓跟蹤正輸出電壓。

3.電路中二極管D7與D8用以防止外接負(fù)載加大有電容放電，致使IC1與IC3輸出端損壞；另外二極管D9與D10為防止因某種原因IC3輸出正飽和和IC4輸出負(fù)飽和而將IC1和IC2調(diào)節(jié)端擊穿，因IC1與IC2的調(diào)節(jié)端均不允許流入反相電流。

元器件選擇：本機(jī)均為通用元器件，無特殊規(guī)格。IC1與IC2均為三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，正輸出型號為LM317，負(fù)輸出型號為LM337，均為TO-220封裝，市場上均有現(xiàn)售，上機(jī)時(shí)應(yīng)加裝散熱器。IC3、IC4為通用型運(yùn)放，也可由OP-07代用。電阻全部選用 1/4W金屬膜電阻，其中R4、R5、R6、R7、R9、R10精度要求為1%。RP1應(yīng)選用線繞電位器。有條件的以多圈電位器效果較理想，電源變壓器T可選用14英寸黑白電視機(jī)電源變壓器代用，如自繞應(yīng)選EI型高夕鋼片，功率為35W－45W即可。
裝配與使用：本機(jī)裝配只要焊接無誤，一般不需調(diào)試一裝即成。如電壓上限值不準(zhǔn)確，可在RP1上并聯(lián)一只33k左右電阻，以校正15V為止。為了提高裝配精度，提出三點(diǎn)印制板設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1.左邊為輸入，右邊為輸出；2.地線的走線盡量面積大一些，電源三限引出線也應(yīng)相對粗一點(diǎn)；3.基準(zhǔn)源10mA走線與正輸出、負(fù)輸出大電流線不應(yīng)共用一根多股線。使用時(shí)，面板上應(yīng)加裝一個(gè)電壓表，以指示電壓讀數(shù)，仔細(xì)地旋轉(zhuǎn)RP1，即可從0-±15V范圍內(nèi)達(dá)到滿意效果。