電源是電子學(xué)中最受歡迎的主題之一。調(diào)節(jié)電源有兩種主要類型：線性電源和開關(guān)電源。兩種電源類型都有一些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但是，線性電源具有更好的線路和負(fù)載調(diào)節(jié)指標(biāo)，并且在輸出端具有較低的噪聲，特別是當(dāng)電源可調(diào)且輸出負(fù)載時；盡管其效率低于開關(guān)電源。我介紹了可調(diào)節(jié)的30V-4A線性電源，該電源可提供恒定電壓和恒定電流調(diào)節(jié)。電源的輸出噪聲低，已使用Siglent SDS2102X Plus示波器的功率分析功能進(jìn)行了測量。所有組件封裝都是通孔，因此您不需要任何特殊的焊接工具。讓我們開始吧！

硬件部件：

LM338× 1個

IRLZ44× 1個

78L09× 1個

LM358× 1個

技術(shù)指標(biāo)：

輸入電壓（最大值）：35V ［30V，經(jīng)過測試的最大值］

輸出電壓（最小值）：1.28V

輸出電壓（經(jīng)最大測試）：27.35V ［28.9Vin，空載，25C］

輸出電流：1.1mA至4A（最大連續(xù)）

輸出噪聲（空載）：6-7mVpp

輸出噪聲（1A負(fù)載）：6-7mVpp

輸出噪聲（2A負(fù)載）：8-10mVpp

A：電路分析

圖1顯示了該設(shè)備的示意圖。該設(shè)計(jì)包括兩個主要部分：主調(diào)節(jié)器電路和限流電路。

圖1可調(diào)電源示意圖

P3是KF128-4Pin塊端子，用于將輸入和輸出線連接到電路。C4，C5和C6用于降低輸入噪聲。D1和D2是保護(hù)二極管。也可以使用肖特基二極管代替D1和D2。

IC3是LM338 5A正線性穩(wěn)壓器［1］。R3為調(diào)節(jié)器提供輸出反饋路徑，P2為5K多圈電位器，用于調(diào)節(jié)輸出電壓。C7電容器已被用來減少噪聲。C9，C10和C11用來降低輸出噪聲，但是它們連接到另一個接地參考，即Q1的漏極引腳。

Q1是IRLZ44 N溝道Mosfet ［2］，它借助IC1來限制電流。IC1和Q1組合如何進(jìn)行電流限制的理論有點(diǎn)復(fù)雜，以后的視頻中將對此進(jìn)行解釋。IC1是LM358著名的運(yùn)算放大器［3］。R2是由三個并聯(lián)的3.3R-10W電阻組成的負(fù)載電阻，等于30W-1.1R電阻。

C3和R1建立了一個RC濾波器，可減少來自負(fù)載電阻的噪聲。C1和C2也用于降低噪聲。IC2是一個78L09調(diào)節(jié)器［4］，用于為IC1提供穩(wěn)定的電源軌。C8已用于降低IC2的輸出噪聲。P1是5K多圈電位器，用于設(shè)置電流極限。最后，R4是一個基本的負(fù)載電阻，它吸收幾毫安的電流，以穩(wěn)定無負(fù)載下的電源輸出。

B.PCB布局

圖2顯示了PCB布局的最新版本。它是兩層PCB板，所有組件封裝均為通孔。對于大多數(shù)用戶而言，焊接非常容易。高載流徑的厚度為4.5mm。您應(yīng)該在彼此之上安裝三個3.3R-10W電阻器以構(gòu)建R2，因此R2是三個3.3R-10W電阻器的并聯(lián)電阻，等于1.1R-30W電阻器。

圖2可調(diào)電源電路的PCB布局（最新版本）

我的組件庫存儲中沒有幾個組件的組件庫。因此，與往常一樣，我使用了SamacSys組件庫，并為IC1 ［5］，IC2 ［6］，IC3 ［7］和Q1 ［8］安裝了缺少的庫（示意圖符號，PCB尺寸，3D模型）。您有兩個選擇來安裝和使用組件庫。您可以訪問componentsearchengine.com，下載并導(dǎo)入CAD軟件中的庫，也可以使用SamacSys CAD插件（圖3）。幾乎所有已知的電子設(shè)計(jì)CAD軟件都受支持［9］。我使用了Altium Designer，因此我使用Altium插件［10］安裝了組件庫（圖4）。

圖3 SamacSys插件支持的所有電子設(shè)計(jì)CAD軟件

圖4 SamacSys Altium插件中的選定組件庫

圖5顯示了組裝好的PCB板。

焊接元件完全沒有問題。PCB銅，絲網(wǎng)印刷和阻焊層的質(zhì)量非常好。

圖5電源電路的組裝PCB板

C.測試與測量

您可以在視頻中找到有關(guān)電壓和電流測試的更多信息，但是，我也在此處放置了一些有關(guān)輸出噪聲的測試結(jié)果。這些測試已使用Siglent SDS2102X Plus示波器［11］進(jìn)行。該示波器引入了一個方便的功能，稱為“電源分析”，使用戶可以對電源進(jìn)行各種測試。我使用了“功率分析”選項(xiàng)的“輸出紋波”功能。

圖6顯示了空載時的輸出噪聲。圖7顯示了1A負(fù)載下的輸出噪聲，圖8顯示了2A負(fù)載下的輸出噪聲。該電路可以連續(xù)提供高達(dá)4A的電流，但是，請使用較大的散熱器并準(zhǔn)備良好的通風(fēng)。

圖6空載時電源的輸出噪聲系數(shù)

圖7 1A負(fù)載下電源的輸出噪聲

圖8 2A負(fù)載下電源的輸出噪聲

D.物料清單

圖9顯示了物料清單。必須使用兩個3針XH連接器將兩個5K多圈電位計(jì)連接到板上。

圖9可調(diào)電源項(xiàng)目的物料清單
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