降压模块的使用
注:
1.在實(shí)際使用過程中可能很難找到一模一樣的和資料中相符的極性電容,目前來看可以用容量較大的極性電容進(jìn)行代替,這樣電路的耐壓能力和各方面的屬性沒有受到任何消極影響。
2.一般降壓模塊正常工作都需要有最小輸出電流,因此最好電路中外接LED燈,這樣既可以明確看出電路是否正常運(yùn)行,又可以延長(zhǎng)降壓模塊的使用壽命。
常用12V轉(zhuǎn)5V降壓模塊是7805:
7805三端穩(wěn)壓IC內(nèi)部電路具有過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過熱保護(hù)功能,這使它的性能很穩(wěn)定。能夠?qū)崿F(xiàn)1A以上的輸出電流。器件具有良好的溫度系數(shù),因此產(chǎn)品的應(yīng)用范圍很廣泛。可以運(yùn)用本地調(diào)節(jié)來消除噪聲影響,解決了與單點(diǎn)調(diào)節(jié)相關(guān)的分散問題,輸出電壓誤差精度分為±3%和±5%。
7805內(nèi)部電路:
7805三端穩(wěn)壓IC在電路運(yùn)用中應(yīng)注意以下事項(xiàng):
輸入輸出壓差不能太大,太大則轉(zhuǎn)換效率急速降低,而且容易擊穿損壞。最高輸入電壓不能超過35伏; 輸出電流不能太大,1.5A 是其極限值。大電流的輸出,散熱片的尺寸要足夠大,否則會(huì)導(dǎo)致高溫保護(hù)或熱擊穿; 輸入輸出壓差也不能太小,低于2伏穩(wěn)壓效率急速下降
78系列的穩(wěn)壓集成塊的極限輸入電壓是36V,最低輸入電壓比輸出電壓高
三端低壓差集成穩(wěn)壓器的電氣參數(shù)表(2張):
3-4V。還要考慮輸出與輸入間壓差帶來的功率損耗,所以一般輸入為9-15V之間。
7V的電壓要想輸出5V,則需要使用低壓差的穩(wěn)壓集成塊,如附圖所示的型號(hào)。
也可以使用3只普通的整流二極管降壓,也能得到5V的較為穩(wěn)定的電壓,二極管的允許電流大于你需要的電流即可。
電路圖如下(左側(cè)為引腳封裝圖):
以下是一般的使用方法,在接室電的情況下進(jìn)行降壓整流后的使用電路原理圖:
在具體電路中的應(yīng)用圖如下所示:
注意:以下電路在使用過程中,左側(cè)的兩個(gè)電容必須接入電路,且最好極性電容具有較高的耐壓上限,實(shí)驗(yàn)中輸入端接入的是470uf耐壓16V的極性電容(可以正常使用),輸出端可以選擇不接入極性電容,輸出端如果直接接到用電設(shè)備可以不選擇接入極性電容,但是瓷片電容必須接入,在本次使用中由于后面繼續(xù)使用了AMS317降壓模塊,所以在輸出端接入了47uf耐壓50V的極性電容**(可以正常使用)。
常用的5V轉(zhuǎn)3.3V的降壓模塊是AMS317:
AMS1117系列穩(wěn)壓器有可調(diào)版與多種固定電壓版,設(shè)計(jì)用于提供1A輸出電流且工作壓差可低至1V。在最大輸出電流時(shí),AMS1117器件的最小壓差保證不超過1.3V,并隨負(fù)載電流的減小而逐漸降低。
AMS1117的片上微調(diào)把基準(zhǔn)電壓調(diào)整到1.5%的誤差以內(nèi),而且電流限制也得到了調(diào)整,以盡量減少因穩(wěn)壓器和電源電路超載而造成的壓力。AMS1117器件引腳上兼容其他三端SCSI穩(wěn)壓器,提供適用貼片安裝的SOT-223(常用),8引腳SOIC,和TO-252(DPAK)塑料封裝。 AMS1117 參數(shù) AMS1117 基本參數(shù) 輸出電流 (A) 1 輸出電壓 (V) Adj,1.2,1.5, 1.8, 2.5,2.85, 3.3, 5.0, * AMS1117 其他特性 初始誤差 (%) ±1.5 壓差 (V) 1.3 AMS1117 封裝類型 SOT-223 TO-252 SO-8
三端口可調(diào)節(jié)或固定輸出電壓:
1.2V,1.5V, 1.8V, 2.5V, 2.85V, 3.3V 和5.0V 輸出電流1A 工作壓差低至1V 線荷載調(diào)節(jié):0.2% Max. 負(fù)載調(diào)節(jié):0.4% Max. 可選SOT-223,TO-252和SO-8封裝
以下是其英文資料中的引腳封裝圖片:
實(shí)際圖片如下:
以下兩個(gè)電路圖是淘寶店家提供的資料:
實(shí)際在電路中使用的電路如下所示:
在介紹7805使用的時(shí)候已經(jīng)提到,實(shí)際中輸入端接入了47uf耐壓50V的極性電容,輸出端的使用同7805的使用,實(shí)際上接入了一個(gè)22uf耐壓25V的極性電容,瓷片電容也沒有必要接入四個(gè),實(shí)際中并沒接入瓷片電容,且可以正常使用,參照電路圖如下(實(shí)驗(yàn)證明可以正常使用):
常用的5V轉(zhuǎn)3.3V的降壓模塊是LM317:
LM317是應(yīng)用最為廣泛的電源集成電路之一,它不僅具有固定式三端穩(wěn)壓電路的最簡(jiǎn)單形式,又具備輸出電壓可調(diào)的特點(diǎn)。此外,還具有調(diào)壓范圍寬、穩(wěn)壓性能好、噪聲低、紋波抑制比高等優(yōu)點(diǎn)。lm317是可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器,在輸出電壓范圍1.2伏到37伏時(shí)能夠提供超過1.5安的電流,此穩(wěn)壓器非常易于使用。
可調(diào)整輸出電壓低到1.2V [1] 。
保證1.5A 輸出電流。
典型線性調(diào)整率0.01%。
典型負(fù)載調(diào)整率0.1%。
80dB紋波抑制比。
輸出短路保護(hù)。
過流、過熱保護(hù)。
調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。
標(biāo)準(zhǔn)三端晶體管封裝。
電壓范圍LM117/LM317 1.25V 至 37V 連續(xù)可調(diào)
輸出電壓:1.25-37V DC;
輸出電流:5mA-1.5A;
芯片內(nèi)部具有過熱、過流、短路保護(hù)電路;
最大輸入-輸出電壓差:40V DC,
最小輸入-輸出電壓差:3V DC;
使用環(huán)境溫度:-10-+85℃ 。
存儲(chǔ)環(huán)境溫度:-65-+150℃ 。
其能力和7805差不多,共同點(diǎn)是具有較寬電壓輸入輸出范圍,且可以輸出1A以上電流,功率都比較大
以下是實(shí)際中的可調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電路電路圖:
具體應(yīng)用的三種封裝圖片:
以下是在網(wǎng)上找到的電路圖關(guān)于LM317進(jìn)行5V轉(zhuǎn)3.3V的電路圖:
未經(jīng)過實(shí)驗(yàn)不知道能否正常使用,圖片中各個(gè)電容的大小如下圖所示:
LM317作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊,是一種使用方便、應(yīng)用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。317系列穩(wěn)壓塊的型號(hào)很多:例如LM317HVH、W317L等。電子愛好者經(jīng)常用317穩(wěn)壓塊制作輸出電壓可變的穩(wěn)壓電源。
穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計(jì)算,Vo=1.25(1+R2/R1)。僅僅從公式本身看,R1、R2的電阻值可以隨意設(shè)定。然而作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計(jì)算公式,R1和R2的阻值是不能隨意設(shè)定的。首先317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo=1.25V—37V(高輸出電壓的317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317HVK等,其輸出電壓變化范圍是Vo=1.25V—45V),所以R2/R1的比值范圍只能是0—28.6。
其次是317穩(wěn)壓塊都有一個(gè)最小穩(wěn)定工作電流,有的資料稱為最小輸出電流,也有的資料稱為最小泄放電流。最小穩(wěn)定工作電流的值一般為1.5mA。由于317穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號(hào)不同,其最小穩(wěn)定工作電流也不相同,但一般不大于5mA。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時(shí),317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時(shí),317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。如果用317穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時(shí)(如圖所示),沒有注意317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流,那么你制作的穩(wěn)壓電源可能會(huì)出現(xiàn)下述不正常現(xiàn)象:穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。
要解決317穩(wěn)壓塊最小穩(wěn)定工作電流的問題,可以通過設(shè)定R1和R2阻值的大小,而使317穩(wěn)壓塊空載時(shí)輸出的電流大于或等于其最小穩(wěn)定工作電流,從而保證317穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定地工作。此時(shí),只要保證Vo/(R1+R2)≥1.5mA,就可以保證317穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定地工作。上式中的1.5mA為317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流。當(dāng)然,只要能保證317穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定地工作,Vo/(R1+R2)的值也可以設(shè)定為大于1.5mA的任意值。
經(jīng)計(jì)算可知R1的最大取值為R1≈0.83KΩ(由于輸出端比調(diào)節(jié)端的電位始終高1.25V,而有得保證輸出至少有1.5mA的電流,1.25/1.5*1000可得,再加上調(diào)節(jié)端沒有電流輸出,所以R1與R2是串聯(lián)的關(guān)系可得輸出電壓的公式)。又因?yàn)镽2/R1的最大值為28.6。所以R2的最大取值為R2≈23.74KΩ。在使用317穩(wěn)壓塊的輸出電壓計(jì)算公式計(jì)算其輸出電壓時(shí),必須保證R1≤0.83KΩ,R2≤23.74KΩ兩個(gè)不等式同時(shí)成立,才能保證317穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定地工作。
當(dāng)然在317穩(wěn)壓塊的輸出端并聯(lián)泄流電阻R(如圖所示),也可以為317穩(wěn)壓塊提供最小穩(wěn)定工作電流。但是,由于并聯(lián)的泄流電阻不能隨輸出電壓的變化而變化,如果要保證317穩(wěn)壓塊在輸出電壓為1.25V時(shí),其輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流,則在317穩(wěn)壓塊的輸出電壓為37V時(shí),流過泄流電阻的電流就太大了,這樣不僅浪費(fèi)了電能,而且增加了317穩(wěn)壓塊的負(fù)擔(dān),不是一種妥當(dāng)?shù)霓k法。
在應(yīng)用中,為了電路的穩(wěn)定工作,在一般情況下,還需要接二極管作為保護(hù)電路,防止電路中的電容放電時(shí)的高壓把317燒壞。
總結(jié)
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