許多模擬電子電路需要雙電源軌以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)钠胶獠僮?，其中一種是運(yùn)算放大器電路。A/D 轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器和比較器等數(shù)字系統(tǒng)也需要負(fù)電源電壓。在我們之前的教程中，我們構(gòu)建了一個(gè)+12V 和 -12V 雙電源電路以及一個(gè)+5V 和 -5V 雙電源電路，但是這些電路的輸出是固定的，因此，在本教程中，我們將設(shè)計(jì)一個(gè)可變的雙直流電源電路，可提供14V至-14V的可變輸出電壓。電壓轉(zhuǎn)換任務(wù)分四個(gè)步驟執(zhí)行，即變壓器運(yùn)行、整流、平滑和調(diào)節(jié)。

構(gòu)建可變雙電源電路所需的組件

執(zhí)行此項(xiàng)目需要以下組件：

可變雙電源電路圖

構(gòu)建可變負(fù)電壓調(diào)節(jié)器的完整示意圖如下所示。該電路由一個(gè)變壓器、一個(gè)整流電路、一個(gè)平滑電容器和最后一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器組成。

該電路可分為四個(gè)部分。第一個(gè)是變壓器操作- 在這里，我們將首先使用降壓 （220v/12v） 中心抽頭變壓器將 220v AC 轉(zhuǎn)換為 12v AC。第二部分是整流- 然后將變壓器的輸出發(fā)送到整流電路。該電路將 12v AC 轉(zhuǎn)換為 12v DC。第三部分是平滑- 整流電路的輸出具有脈動(dòng)性質(zhì)，用于將其轉(zhuǎn)換為純直流；我們?cè)谪?fù)載上連接了一個(gè)電容器。它也稱為過(guò)濾。最后一部分是調(diào)節(jié)- 最后，電容器的輸出被發(fā)送到穩(wěn)壓器 IC LM317T 和 LM337T，它們將提供所需的輸出電壓。所有這四個(gè)部分解釋如下：

1、變壓器操作：

第一步是使用降壓變壓器將 220v AC 轉(zhuǎn)換為 12v AC 。中心抽頭變壓器的初級(jí)繞組連接到家用電源（230v AC，50Hz），輸出取自中心抽頭變壓器的次級(jí)繞組。中心抽頭變壓器也稱為兩相三線變壓器。它用于將電壓從 220v AC 降壓到 12v AC。在下圖中，我們可以看到兩個(gè)外部繞組（T1 和 T3）之間的電壓差是中間（T2）和外部繞組（T1 或 T3）之間電壓差的兩倍。T1 和 T2 之間的電壓彼此相差 180 度。

2、整改：

在這一步中，我們將使用全橋整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。整流電路將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源。該電路是在二極管的幫助下制成的。我們使用功率二極管（1N5822 CY）制作整流電路。出于安全和靈活性的目的，使用這種特殊的二極管。如果我們使用低安培額定值的二極管，那么它可能會(huì)因電流浪涌而損壞。

功率二極管可以單獨(dú)使用，也可以連接在一起制作全波、半波整流電路等多種整流電路。在下圖中，功率二極管的行為類似于半波整流器。

我們可以使用兩種類型的整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。一種是半波整流電路，另一種是全波整流電路。在半波整流電路中，輸出電壓變?yōu)檩斎腚妷旱囊话?，我們可以用兩個(gè)二極管來(lái)設(shè)計(jì)，在全波整流電路中，輸出電壓等于輸入電壓，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)全波整流電路。波整流電路使用四個(gè)二極管。這里我們使用了全波整流電路。在下圖中，我們可以看到全波整流器的電路。

全波整流電路的輸出電壓為：

V DC = 2V最大值/ π = 0.637 V MAX = 0.9 V RMS

全波整流電路的輸入輸出電壓波形如下圖所示。

整流器的輸出不是純直流，但其中包含紋波。

3.平滑：

整流電路的輸出本質(zhì)上是脈動(dòng)的，因此我們使用平滑電容器來(lái)獲得純凈的直流電。全波橋式整流電路輸出端與負(fù)載并聯(lián)的平滑電容。我們使用電解電容器進(jìn)行平滑處理。在這里，我們使用了兩個(gè)1000uF的電解電容

連接到全波整流電路的平滑電容器如下圖所示。

4. 監(jiān)管：

電容器的輸出被發(fā)送到電壓調(diào)節(jié)器 IC，它將提供所需的輸出電壓。在這里，我們使用了兩個(gè)可變電壓調(diào)節(jié)器 IC，一個(gè)用于可變正電壓 （LM 317T），另一個(gè)用于可變負(fù)電壓 （LM 337T）。

LM317 T（可變正電壓調(diào)節(jié)器）

LM317 T是三端可變正電壓調(diào)節(jié)器。它可以提供 1.5 安培電流，輸出電壓范圍為 1.25V 至 37V。LM317T 具有內(nèi)置的電流限制和關(guān)閉功能，因此具有短路保護(hù)功能。

LM317 的輸出是通過(guò)使用兩個(gè)電阻器 R1 和 R2 的比率來(lái)計(jì)算的，它們?cè)谳敵龆诵纬梢粋€(gè)分壓器電路，如圖所示。

LM317T 的輸出電壓可以使用以下公式計(jì)算。

Vout = 1.25 （1 + R2/R1）

LM337 T（可變負(fù)電壓調(diào)節(jié)器）

LM337 T 是三端可變負(fù)電壓調(diào)節(jié)器。它可以提供 1.5 安培電流，輸出電壓范圍為 -1.25V 至 -37V。LM337T 具有內(nèi)置的電流限制和關(guān)閉功能，因此具有短路保護(hù)功能。

LM337 的輸出是通過(guò)使用兩個(gè)電阻器 R1 和 R2 的比率來(lái)計(jì)算的，它們?cè)谳敵龆诵纬梢粋€(gè)分壓器電路，如圖所示。

LM317T的輸出電壓可以使用以下公式計(jì)算：

Vout = -1.25 （1 + R2/R1）

最后，我們使用了電壓顯示模塊。在這個(gè)顯示模塊中，我們顯示了正電壓的值。電壓顯示模塊不能顯示負(fù)電壓，因?yàn)檫@個(gè)模塊只能顯示0到30伏的數(shù)值。

制造可變雙電源PCB

現(xiàn)在我們有了原理圖，我們可以繼續(xù)為可變雙電源電路布置 PCB。您可以使用您選擇的任何 PCB 軟件來(lái)設(shè)計(jì) PCB。如果您是剛開(kāi)始接觸 PCB 的初學(xué)者，我們建議您查看PCB 設(shè)計(jì)入門(mén)指南。如果您想跳過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程，您也可以使用以下鏈接下載此掌上游戲機(jī)項(xiàng)目的 Gerber 文件：

格柏文件鏈接

下面是超聲波標(biāo)尺 PCB 頂層和底層的 2D 模型視圖：

如果您有興趣，還可以查看我們之前在 Circuit Digest 上構(gòu)建的其他PCB 項(xiàng)目。

組裝可變雙電源 PCB

一旦我們從 PCB 制造商那里收到 PCB，我們就開(kāi)始組裝 PCB。完全焊接的板如下所示：

測(cè)試可變負(fù)電壓調(diào)節(jié)器

將元件焊接到 PCB 上后，接下來(lái)的任務(wù)是測(cè)試電路。為此，我將 220V 電源連接到降壓變壓器。電路的輸出讀數(shù)顯示在電壓顯示模塊上?？梢允褂眠B接在 PCB 兩側(cè)的微調(diào)電位器來(lái)改變正負(fù)電壓。電壓顯示模塊不能顯示負(fù)電壓，因?yàn)檫@個(gè)模塊只能顯示0到30伏的值，所以我們用萬(wàn)用表來(lái)顯示負(fù)電壓。