简单可变电压双电源电路(-14V至14V)

许多模拟电子电路需要双电源轨来实现适当的平衡运行，其中一个是运算放大器电路。在A/D转换器、运算放大器和比较器等数字系统中也需要负电源电压。在之前的教程中，我们构建了+12V和-12V双电源电路以及+5V和-5V双电源电路，但这些电路的输出是固定的，因此，在本教程中，我们将设计一个可变的双直流电源电路，可以提供从14V到-14V的可变输出电压。电压转换任务分为四个步骤，分别是变压器操作、整流、平滑和调节。

构建可变双电源电路所需组件

执行此项目需要以下组件：

可变双电源电路图

构建可变负电压调节器的完整原理图如下所示。该电路由变压器、整流电路、平滑电容器和电压调节器组成。

该电路可分为四个部分。首先是变压器操作-这里我们将首先使用降压(220v/12v)中心抽头变压器将220v交流电转换为12v交流电。第二部分是整流——变压器的输出被送到整流电路。这个电路把12伏交流电转换成12伏直流电。第三部分是平滑——整流电路的输出具有脉动性质，用于将其转换为纯直流;我们在负载上安装了一个电容器。它也被称为过滤。最后一部分是调节-最后，电容器的输出被发送到稳压ic LM317T和LM337T，它们将提供所需的输出电压。下面将对这四个部分进行说明：

1. 变压器操作:

第一步是使用降压变压器将220v交流电转换成12v交流电。中心抽头变压器一次绕组接家用电源(230v AC, 50Hz)，输出从中心抽头变压器二次绕组取。中心抽头变压器也称为三相三线变压器。它用于将电压从220v交流降压到12v交流。从下图中我们可以看到，两个外绕组(T1和T3)之间的电压差是中间(T2)和外绕组(T1或T3)之间电压差的两倍。T1和T2之间的电压是180度相异的。

2. 整改:

在这一步中，我们将使用全桥整流器将交流转换为直流。整流电路将交流电源转换成直流电源。这个电路是在二极管的帮助下制成的。我们使用功率二极管(1N5822 CY)制作整流电路。使用这种特殊的二极管是出于安全和灵活的目的。如果我们使用低安培额定值的二极管，那么它可能会因电流激增而损坏。

功率二极管可以单独使用，也可以连接在一起，形成各种整流电路，如全波、半波整流电路。在下图中，功率二极管表现得像一个半波整流器。

我们可以用两种整流电路把交流电转换成直流电。一种是半波整流电路，另一种是全波整流电路。在半波整流电路中，输出电压变成输入电压的一半，我们可以用两个二极管来设计;在全波整流电路中，输出电压等于输入电压，我们用四个二极管来设计一个全波整流电路。这里我们采用了全波整流电路。在下图中，我们可以看到全波整流器的电路。

全波整流电路输出电压为：

全波整流电路的输入和输出电压波形如下所示。

整流器的输出不是纯直流电，但它含有波纹。

3. 平滑:

整流电路的输出本质上是脉动的，所以我们使用平滑电容器来获得纯净的直流电。整波桥式整流电路输出端与负载并联的平滑电容。我们使用电解电容器来平滑。这里，我们使用了两个1000uF的电解电容。

连接到全波整流电路的平滑电容如下图所示。

4. 规定:

电容器的输出被送到电压调节器ic，它将提供所需的输出电压。这里我们使用了两个可变电压调节器ic，一个用于可变正电压(LM 317T)，另一个用于可变负电压(LM 337T)。

lm317t(可变正电压调节器)

lm317t是三端可变正电压调节器。它可以提供1.5安培的电流，输出电压范围为1.25V至37V。LM317T是短路证明，由于其内置的限流和关闭能力。

LM317的输出由两个电阻R1和R2的比值计算，它们在输出端形成一个分压器电路，如图所示。

LM317T的输出电压可以用下式计算。

lm337t(可变负极稳压器)

lm337t是三端可变负电压调节器。它可以提供1.5安培的电流，输出电压范围为-1.25V至-37V。LM337T是短路证明，由于其内置的限流和关闭能力。

LM337的输出由两个电阻R1和R2的比值计算，它们在输出端形成如图所示的分压器电路。

LM317T的输出电压可以用下式计算：

最后，我们使用了电压显示模块。在这个显示模块中，我们显示了正电压的值。电压显示模块不能显示负电压，因为这个模块只能显示0到30伏的值。

可变双电源PCB的制造

现在我们有了原理图，我们可以继续布局可变双电源电路的PCB。您可以使用您选择的任何PCB软件来设计PCB。如果你是一个刚刚开始在PCB世界的初学者，我们建议你看看PCB设计的入门指南。如果你想跳过设计过程，你也可以使用下面的链接下载这个手持游戏机项目的Gerber文件：

以下为超声波尺PCB顶层和底层的二维模型视图：

如果您感兴趣，您也可以查看我们之前在Circuit Digest上构建的其他PCB项目。

可变双电源PCB组装

一旦我们从PCB制造商收到PCB，我们就开始组装PCB。完全焊接板看起来像下面：

测试可变负电压调节器

将元件焊接在PCB上后，下一个任务是测试电路。为此，我将220V电源连接到降压变压器上。电路的输出读数显示在电压显示模块上。可以使用连接在PCB两侧的修剪盆来改变正负电压。电压显示模块不能显示负电压，因为这个模块只能显示0到30伏的值，所以我们使用万用表来显示负电压。

这就是设计双电源电路的方法。

本文编译自circuitdigest