固定电压调节器的可变电压电源

简介 

在本项目中，我将向您展示如何利用固定稳压器（如 7805 IC）设计可变电压电源。

78XX 和 79XX 是市场上两种系列的三引脚稳压器。78XX 系列稳压器用于正电源，即如果需要 +5V 电源，则可使用 7805 稳压器。而 79XX 系列则用于负电源，即如果需要 -5V 电源，则使用 7905 稳压器。

7805 等稳压器用于在输出端提供固定电压，而不依赖于输入电压的变化（只要输入电压大于所需电压）。

如果您希望在单个线性稳压器 IC 的帮助下获得一定范围的输出电压，该怎么办？这个想法是可以实现的。现在，我将向您展示如何利用固定稳压器实现可变电压电源。

LM317 是一种简单的可变电压调节器集成电路，可用于产生 1.5V 至 37V 的电压。但您也可以用固定稳压器（如 7805）产生相同的电压（尽管范围不同）。这可以通过添加两个电阻来实现。让我们看看它是如何实现的。

固定稳压器变压电源电路图

所需组件 

230 伏至 12 伏降压变压器 

桥式整流器 

7805 稳压器 IC 

1000μF 电容器 

0.22μF 电容器 

0.1μF 电容器 

470Ω 电阻器 x 2

100Ω 电阻器 

220Ω 电阻器

330Ω 电阻器

迷你面包板 

连接导线

电路设计 

最初，230V 至 12V 降压变压器的初级连接到交流主电源，次级连接到桥式整流器。桥式整流器的输出经电容器滤波后，输入 7805 稳压器集成电路。

在 INPUT 和 COMM（7805 的接地端）之间连接了一个 0.22μF 的电容器，而在 OUTPUT 和 COMM 之间连接了一个 0.1μF 的电容器。

接下来是有趣的部分。COM 和 OUT 之间连接了一个 470Ω 电阻器。旋转开关用于切换输出电阻，开关上连接了以下电阻：100Ω、220Ω、330Ω 和 470Ω。

警告：如果使用交流电源，连接时要格外小心。

原理

这是一个通过固定稳压器实现可变电压电源的简单项目。该项目的主要工作原理非常简单。 

如下图所示，连接两个电阻 R1 和 R2：一个位于输出端和 GND 引脚之间，另一个位于 GND 引脚和电源的 GND 之间。

原理

流经 R2 的电流是流经 R1 的电流和 7805 的待机电流的组合。根据输出电压的要求，我们可以计算出该电阻的值，最后可以计算出输出电压如下。

Vout = VREG + R2 * (VREG/R1 + IS) 

其中，VREG = 5V（7805）和 

IS = 7805 的待机电流（≈2.5mA）。

根据上述计算，使用 7805 稳压器可以从 12V 电源获得 5V 至 12V 的任意电压。 

下面的图片显示了使用 7805 稳压器 IC 获得的输出范围。

如何计算不同电压下的电阻值？

假设连接在稳压器的 com 端子和输出端子之间的电阻值为 470Ω。这意味着电流值为 10.6 mA（因为 V=5V 而且 V=IR）。

在旋转开关和地线之间有大约 2.5 mA 的待机电流。

现在假设电路需要 5V 至 12V。通过稳压器输出，我们可以直接获得最低 5V 电压。而如果需要 12V 电压，则在 COM 和输出之间有 5V 电压，其余 7V 电压则需要选择适当的电阻值。

这里 R =?

V = 7V

I =13.1mA

因此 V =I*R

R = 543 欧姆

因此，我们必须将 543 Ω 的电阻器与 470 Ω 的电阻器相连，这样才能获得所需的输出，即 12V。虽然我们很难在市场上买到这样的电阻值，但我们可以使用附近的电阻值，即 560 Ω。

现在，如果我们希望获得 5V 至 12V 的其他电压，那么我们就必须使用其他值的电阻器。

假设我们需要 6V，那么

V =6V

I = 10.6mA

R = 6V/10.6mA

R = 566 Ω

但电阻 R1 的阻值已经达到 470Ω，并已连接到电路中，因此对于 6V 电压，电阻值约为 100 Ω（566-470=96）。

同样，对于不同的电压，计算出的电阻值也不同。尽管电阻值不同，但电路中仍可使用可变电阻器来获得不同的电压值。

重要注意事项 

从一个电阻切换到另一个电阻时，负载将获得 12V 电压。

因此，在切换之前，确保负载已断开（或者可以完全关闭电源，进行切换，然后再打开电源）。