Build 9 Простые, малошумные линейные регуляторы напряжения с использованием одной и той же печатной платы
Введение в BBPS-1
Для некоторых приложений подходит источник питания с несколькими выходами, регулируемый по напряжению и току. Однако бывают случаи, когда вам нужно только одно напряжение питания, и это будет дополнительным преимуществом, если оно будет совместимо с паяльной мачтой.
Этот проект предоставит всю информацию, необходимую для создания стабильного линейного стабилизатора напряжения в любом из 9 напряжений от 2, 5 В до 15 В, что обеспечит достаточный ток для многих небольших цепей. Та же недорогая печатная плата может использоваться для напряжения по вашему выбору, а файлы Gerber приведены ниже в этой статье. В сочетании с легко доступным преобразователем переменного тока в постоянный ток, регулятор (так называемый блок питания 1 или BBPS-1) быстро станет любимым на вашем рабочем столе. 3.3V BBPS-1 показан ниже.
Цепь
Схема для BBPS-1 далека от революционной, но предлагает некоторые функции, недоступные в других малогабаритных регуляторах. Схема воспроизводится ниже; нажмите на картинку для увеличения.
J1 - это разъем питания, к которому подключается внешний преобразователь переменного тока в постоянный; D1 - диод Шоттки, который предотвращает попадание напряжения обратной полярности в другие компоненты. SW1 используется для включения и выключения входа постоянного тока, а R2 обеспечивает быстрый путь разряда для C1, что позволяет избежать медленного падения. С1 по С4 обеспечивают фильтрацию, подавление шума и подавление колебаний для U1, который является фактической ИС регулятора. Резистор R1 и LED1 обеспечивают визуальное подтверждение работы U1.
PH3 и PH4 - это штыревые разъемы, которые подключаются к силовым и заземляющим рельсам на паяльной плате. PH1, PH2, PH5 и PH6 также являются штыревыми головками, которые позволяют избирательно отключать как + V, так и массу от рельсов питания на макете.
Обратите внимание, что приведенная выше схема предназначена для регулятора 5 В. Другие напряжения требуют разных U1 и R1; более подробная информация об этом содержится в следующем разделе.
Требуемые детали
На приведенной ниже фотографии показана голая печатная плата справа и готовая сборка слева. Как вы видите, не используются части для поверхностного монтажа. Номера ссылок на печатной плате согласуются с ссылочными номерами на диаграмме выше и списком деталей в таблице 1.
В таблице 1 перечислены детали, необходимые для создания регулятора BBPS-1.
| Номер ссылки | Описание | Кол-во. | Источник | номер части |
|---|---|---|---|---|
| J1 | Джек, мощность, коаксиальный, 2, 1 мм центральный контакт | 1 | Jameco | 2144690 |
| D1 | Диод, Шоттки, 40В, 1А | 1 | Digi-Key | 1N5819-TP |
| SW1 | Switch, SPDT, Toggle, Right Angle, PCB Mount | 1 | Jameco | 75871 |
| С1 | Конденсатор, электролитический, 1000 мкФ, 50 В, радиальные выводы | 1 | Digi-Key | UVY1H102MHD-ND |
| С2 | Конденсатор, керамика,.33uF, 50V, радиальные провода | 1 | Digi-Key | 490-8842-ND |
| C3 | Конденсатор, керамика,.1uF, 50V, радиальные провода | 1 | Digi-Key | 399-9877-1-ND |
| C4 | Конденсатор, электролитический, 10uF, 50V, радиальные выводы | 1 | Digi-Key | 493-5915-1-ND |
| R1 | Резистор,.25 Вт, Углеродная пленка, Осевые провода | 1 | Digi-Key | См. Таблицу 2. |
| R2 | Резистор, 100 Ом,.25 Вт, Углеродная пленка, Осевые провода | 1 | Digi-Key | 100QBK-ND |
| U1 | Регулятор напряжения, линейный, TO-200 | 1 | Digi-Key | См. Таблицу 2. |
| LED1 | Диод, светоизлучение, T1 3/4, зеленый | 1 | Jameco | 693901 |
| PH1-PH6 | Header, Pin, Straight, 40 Position (Сделать из полосы). | 1 | Jameco | 2168211 |
| N / A | Шунт, 2 позиции,.1 "Центры, закрытые, черные | 2 | Jameco | 19141 |
| N / A | Шунт, 2 позиции,.1 "Центры, закрытые, красные | 2 | Jameco | 112432 |
| N / A | Теплоотвод, TO-220 | 1 | Jameco | 158051 |
| N / A | Смазка, тепло, силикон, белый | 1 | Jameco | 615312 |
| N / A | Spacer, нейлон, Tapped 4-40,.5 " | 2 | Digi-Key | 36-1902C-ND |
| N / A | Винт, Станок, 4-40, Головка панорамирования, Филлипс,.25 " | 3 | Jameco | 2094389 |
| N / A | Гайка, Машина, 4-40 | 1 | Jameco | 40943 |
| N / A | Печатная плата, изготовленная на заказ, FR4, 1, 6 мм Толщина, 1 унция. CU | 1 | Itead | См. Текст. |
Таблица 2 используется для выбора двух частей (U1 и R1), которые перечислены в таблице 1, но не определены там. Выбор для U1 и R1 основан на желаемом выходном напряжении от BBPS-1. Например, если вам нужен регулятор BBPS-1 с выходом 5 В, вы должны найти «5» в столбце V OUT и увидеть, что U1 должен быть LM7805CT, а R1 должен быть 560 Ом. Следовательно, вы должны заказать один LM7805CT-ND и один 560QBK-ND.
| U1 | Digi-Key PN | V OUT | I OUT (Макс.) | V IN | R1 (Ом) | Digi-Key PN | |
| Минимум | Максимум. | ||||||
| LM2937-2.5 | 296-39757-5-ND | 2.5 | 500мА. | 4, 75 | 26 | 82 | 82QBK-ND |
| LM2937-3.3 | LM2937ET-3, 3 / NOPB-Н. Д. | 3, 3 | 500mA | 4, 75 | 26 | 220 | 220QBK-ND |
| LM7805CT | LM7805CT-ND | 5 | 1A | 7 | 20 | 560 | 560QBK-ND |
| LM7806CT | LM7806CT-ND | 6 | 1A | 8 | 21 | 750 | 750QBK-ND |
| LM7808CT | LM7808CT-ND | 8 | 1A | 10, 5 | 23 | 1.2K | 1.2KQBK-ND |
| LM7809CT | LM7809CT-ND | 9 | 1A | 11, 5 | 24 | 1.3K | 1.3KQBK-ND |
| LM7810CT | LM7810CT-ND | 10 | 1A | 12, 5 | 25 | 1.6k | 1.6KQBK-ND |
| LM7812CT | LM7812CTFS-ND | 12 | 1A | 14, 5 | 27 | 2к | 2.0KQBK-ND |
| LM7815CT | LM7815CTFS-ND | 15 | 1A | 17, 5 | 30 | 2.7K | 2.7KQBK-ND |
Важная техническая информация
Обратите внимание, что в Таблице 2 также содержится столбец, который показывает максимальный ток, доступный от каждого ИС регулятора напряжения. Это теоретический максимум в идеальных условиях и, вероятно, не может быть достигнут с помощью небольшого радиатора, используемого в BBPS-1. К счастью, все перечисленные микросхемы регулятора напряжения имеют функцию теплового отключения, которая автоматически отключает их, если они перегреваются; как только они станут прохладными, они снова начнут функционировать. Также имейте в виду, что выбранный преобразователь переменного тока в постоянный ток должен обеспечивать по меньшей мере столько тока, сколько указано в столбце I OUT для соответствующей ИС регулятора; лучше доступный ток от преобразователя переменного тока в постоянный ток.
Наконец, обратите внимание, что таблица 2 содержит два столбца, которые показывают требования к минимальному и максимальному потреблению напряжения для каждого из микросхем регулятора напряжения. Преобразователь переменного тока в постоянный ток, который используется с BBS-1, должен обеспечивать напряжение не менее минимально указанного и не более указанного максимума. Вы также должны знать, что чем выше входное напряжение, тем больше тепла необходимо будет рассеять с помощью IC регулятора напряжения. Таким образом, лучше всего использовать преобразователь переменного тока в постоянный ток, который обеспечивает максимально близкое к минимуму напряжение.
Печатная плата (печатная плата)
Печатная плата для BBPS-1 была создана на основе схематического чертежа и компоновки печатной платы, разработанной с помощью программного обеспечения под названием DipTrace. Затем DipTrace был использован для создания набора файлов Gerber для дизайна, которые были отправлены для прототипирования для производителя в Китае, компании Itead. «Итед» изготовила 10 печатных плат и отправила их в США общей стоимостью около 14 долларов США; это заняло приблизительно три недели с момента их заказа, пока они не прибыли.
Оригинальные графические чертежи DipTrace и файлы макетов печатных плат доступны для скачивания тем, кто хочет, чтобы они использовались при создании собственной печатной платы. Кроме того, файлы Gerber также доступны для тех, кто хочет заказать печатные платы от Itead или другого поставщика. Эти файлы предназначены только для использования в хобби и не должны использоваться в коммерческих целях. Автор успешно использовал эти файлы и считает, что они являются правильными и подходящими для производства функциональных печатных плат, как показано и описано в этой статье, но нет гарантии; используйте их на свой страх и риск.
Скачать код
Сборка и эксплуатация BBPS-1
BBPS-1 не использует устройства для поверхностного монтажа, и все местоположения компонентов идентифицируются шелковым экраном на печатной плате. Компоненты хорошо разнесены, а подушки достаточно прочны для пайки. Таким образом, следуя указаниям на шелковом экране и ссылаясь на фотографии в этой статье, сборка BBPS-1 должна быть простой.
- В общем, лучше сначала установить более короткие компоненты на печатной плате и более высокие компоненты.
- Обратите особое внимание на полярность электролитических конденсаторов, диода, светодиода и IC; шелковый экран и фотографии показывают правильную ориентацию всех деталей.
- Используйте очень тонкий слой тепловой смазки между задней частью U1 и радиатором; закрепите радиатор до U1 с помощью машинного винта и гайки.
Эксплуатация BBPS-1 одинаково проста.
- Ориентируйте паяльную макет таким образом, чтобы рельс заземления находился на самом верхнем крае.
- Вставьте штыревые наконечники в землю и рельсы питания на макете, следя за тем, чтобы штифты «G» вставлялись в наземную направляющую, а штыри «+» вставлялись в шину питания.
- Обратите внимание, что соединение BBPS-1 с заземлением и рельсами питания может быть отключено индивидуально, удалив соответствующий шунт (шунты) из штыревых наконечников.
- Подключите преобразователь AC к DC в BBPS-1, вставив штепсель 2, 1 мм в гнездо J1; + V должен находиться на центральном штыре и заземляться на экране.
- Включите BBPS-1, перемещая рычаг переключателя в направлении гнезда питания; зеленый светодиод должен загореться.
Счастливый макет!
Попробуйте этот проект сами! Получить спецификацию.