简单的可变电压双电源电路（-14V至14V）构架方法

如今，许多模拟电子电路需要双电源轨才能实现适当的平衡操作，其中之一就是运算放大器电路。A/D 转换器、运算放大器和比较器等数字系统也需要负电源电压。

在我们之前的教程中，我们构建了一个+12V 和 -12V 双电源电路以及一个+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，可提供14V至-14V的可变输出电压。电压转换任务分四个步骤执行，即变压器操作、整流、平滑和调节。

构建可变双电源电路所需的组件

可变双电源电路图

构建可变负电压调节器的完整示意图如下所示。该电路由变压器、整流电路、平滑电容器和稳压器组成。

该电路可分为四个部分。第一个是变压器操作- 在这里，我们将首先使用降压 (220v/12v) 中心抽头变压器将 220v AC 转换为 12v AC。第二部分是整流——变压器的输出然后被送到整流电路。该电路将 12v AC 转换为 12v DC。第三部分是平滑——整流电路的输出是脉动性质的，用于将其转换成纯直流电；我们在负载上连接了一个电容器。也称为过滤。最后一部分是调节- 最后，电容器的输出被发送到稳压器 IC LM317T 和 LM337T，它们将提供所需的输出电压。所有这四个部分解释如下：

1、变压器运行：

第一步是使用降压变压器将 220v AC 转换为 12v AC 。中心抽头变压器的初级绕组连接到家用电源（230v AC，50Hz），输出取自中心抽头变压器的次级绕组。中心抽头变压器又称两相三线变压器。它用于将电压从 220v AC 降压到 12v AC。在下图中，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 之间的电压彼此异相 180 度。

2、整流：

在这一步中，我们将使用全桥整流器将交流电转换为直流电。整流电路将交流电源转换为直流电源。该电路是在二极管的帮助下制作的。我们使用功率二极管（1N5822 CY）制作了一个整流电路。出于安全和灵活性的目的，使用了这种特殊的二极管。如果我们使用额定电流较低的二极管，那么它可能会因电流浪涌而损坏。

功率二极管可以单独使用，也可以串联使用，制成各种整流电路，如全波和半波整流电路。在下图中，功率二极管的行为类似于半波整流器。

我们可以使用两种类型的整流电路将交流电转换为直流电。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，输出电压变为输入电压的一半，我们可以用两个二极管来设计，而在全波整流电路中，输出电压等于输入电压，我们设计一个全波整流电路-波整流电路由四个二极管组成。这里我们使用了全波整流电路。在下图中，我们可以看到全波整流器的电路。

全波整流电路的输出电压为：

V DC = 2V最大值/ π = 0.637 V最大值= 0.9 V RMS

全波整流电路的输入输出电压波形如下图所示：

整流器的输出不是纯直流，但其中包含纹波。

3.平滑：

整流电路的输出本质上是脉动的，因此我们使用平滑电容器来获得纯净的直流电。全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进行平滑。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器如下图所示。

4. 调节：

电容器的输出被发送到稳压器 IC，后者将提供所需的输出电压。这里我们使用了两个可变电压稳压器 IC，一个用于可变正电压 (LM 317T)，另一个用于可变负电压 (LM 337T)。

LM317 T（可变正电压稳压器）

LM317 T 是三端可变正稳压器。它可以提供 1.5 安培的电流，输出电压范围为 1.25V 至 37V。LM317T 具有内置电流限制和关闭功能，因此具有短路保护功能。

LM317 的输出是通过使用两个电阻 R1 和 R2 的比率来计算的，这两个电阻在输出端形成一个分压电路，如图所示。

可以使用以下公式计算 LM317T 的输出电压。

Vout = 1.25 (1 + R2/R1)

LM337 T（可变负电压稳压器）

LM337 T 是三端可变负电压稳压器。它可以提供 1.5 安培的电流，输出电压范围为 -1.25V 至 -37V。LM337T 具有内置电流限制和关闭功能，因此具有短路保护功能。

LM337 的输出是通过使用两个电阻 R1 和 R2 的比率来计算的，这两个电阻在输出端形成一个分压电路，如图所示。

LM317T 的输出电压可以使用以下公式计算：

Vout = -1.25 (1 + R2/R1)

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，因为该模块只能显示0到30伏的数值。

制作可变双电源的PCB

现在我们有了原理图，我们可以继续为可变双电源电路布置 PCB。您可以使用您选择的任何 PCB 软件设计 PCB。如果您是刚刚接触 PCB 世界的初学者，我们建议您查看PCB 设计入门指南。如果您想跳过设计过程，您还可以使用以下链接下载此掌上游戏机项目的 Gerber 文件：

光绘文件示意图

以下是超声波尺 PCB 顶层和底层的二维模型视图：

组装可变双电源 PCB

一旦我们从 PCB 制造商那里收到 PCB，我们就开始组装 PCB。完全焊接的电路板如下所示：

测试可变负电压调节器

在 PCB 上焊接元件后，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。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 两侧的微调电位器来改变正负电压。电压显示模块是不能显示负电压的，因为这个模块只能显示0到30伏的数值，所以我们用万用表来显示负电压。

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