固定电压调节器的可变电压电源

发布时间:2023-08-04  

简介 

本文引用地址:

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。

Variable Voltage Power Supply from Fixed Voltage Regulator Image 5

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

Variable Voltage Power Supply from Fixed Voltage Regulator Circuit Diagram

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。

Variable Voltage Power Supply from Fixed Voltage Regulator Principle

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。

Variable Voltage Power Supply from Fixed Voltage Regulator Image 1Variable Voltage Power Supply from Fixed Voltage Regulator Image 2

Variable Voltage Power Supply from Fixed Voltage Regulator Image 3

Variable Voltage Power Supply from Fixed Voltage Regulator Image 4

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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