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项目

使用相同的PCB构建9个简单的低噪声线性电压调节器

2015年11月4日经过查尔斯·汉普顿

线性电压调节器电路缺乏效率,它们的简单性和低噪声组成。这是在同一PCB设计上从2.5V到15V的9个电压的方案。

BBPS-1简介

具有可调电压和电流的多个输出的基准电源恰好适合某些应用。但是,有时候您只需要一个电压供应,如果它与无焊面包板兼容,这将是一个额外的好处。

该项目将提供从2.5V到15V的9个电压中的任何一个中构建岩石实线线性电压调节器所需的所有信息,这将为许多小电路提供足够的电流。相同的低成本打印电路板可用于您选择的电压,并且本文稍后提供Gerber文件。再加上随时可用的“ Wall Wart” AC到DC转换器,调节器(称为面包板电源1或BBPS-1)将迅速成为您的工作台上的最爱。下面使用的3.3V BBPS-1。

电路

BBPS-1的电路远非革命性,但提供了其他面包板兼容调节器中无法使用的功能。示意图在下面复制;点击图像查看大图。

J1是电源插孔,外部AC到DC转换器连接;D1是一种Schottky二极管,可防止逆转极性电压到达其他组件。SW1用于打开和关闭DC输入,R2为C1提供了快速排出路径,从而避免了缓慢的出血。C1至C4为U1提供过滤,噪声抑制和振荡抑制,这是实际调节器IC。电阻R1和LED1提供了视觉确认U1正在起作用。

PH3和PH4是销钉头,插入无焊面包板上的电源和接地栏杆中。PH1,PH2,PH5和PH6也是针头,可以选择性地与面包板上的功率导轨断开 +V和地面。

请注意,上面的示意图是针对5V调节器。其他电压需要不同的U1和R1;下一节将提供有关此信息的更多信息。

需要零件

下图显示了右侧的裸露电路板和左侧的成品组件。如您所见,不使用表面安装零件。PCB上的参考号与上面示意图中的参考号以及表1中的零件列表一致。

表1列出了构建BBPS-1调节器所需的零件。

表1.零件清单
参考编号。 描述 数量。 来源 零件号
J1 杰克,电源,同轴,2.1毫米中心销 1 Jameco 2144690
D1 二极管,肖特基,40V,1A 1 Digi-Key 1N5819-TP
SW1 开关,SPDT,切换,直角,PCB安装 1 Jameco 75871
C1 电容器,电解,1000UF,50V,径向线 1 Digi-Key UVY1H102MHD-ND
C2 电容器,陶瓷,.33UF,50V,径向线 1 Digi-Key 490-8842-ND
C3 电容器,陶瓷,.1UF,50V,径向线 1 Digi-Key 399-9877-1-ND
C4 电容器,电解,10UF,50V,径向导线 1 Digi-Key 493-5915-1-ND
R1 电阻器,.25W,碳膜,轴向导线 1 Digi-Key 见表2。
R2 电阻器,100欧姆,.25W,碳膜,轴向导线 1 Digi-Key 100QBK-ND
U1 电压调节器,线性,TO-200包装 1 Digi-Key 见表2。
LED1 二极管,发光,T1 3/4,绿色 1 Jameco 693901
PH1-PH6 标头,销,直,40位(从带条件中制成)。 1 Jameco 2168211
N/A。 分流,2位,.1“中心,封闭,黑色 2 Jameco 19141年
N/A。 分流,2位,.1英寸中心,关闭,红色 2 Jameco 112432
N/A。 散热器,TO-220 1 Jameco 158051
N/A。 油脂,热,有机硅,白色 1 Jameco 615312
N/A。 垫片,尼龙,攻入4-40,.5“ 2 Digi-Key 36-1902C-ND
N/A。 螺丝,机器,4-40,锅头,菲利普斯,.25英寸 3 Jameco 2094389
N/A。 螺母,机器,4-40 1 Jameco 40943
N/A。 印刷电路板,定制制造,FR4,厚1.6毫米,1盎司。铜 1 ITEAD 请参阅文字。

表2用于选择表1中列出但未定义的两个部分(U1和R1)。U1和R1的选择基于BBPS-1的所需输出电压。例如,如果您想要具有5V输出的BBPS-1调节器,则应在V中找到“ 5”出去列,看看U1应该是LM7805CT,R1应为560欧姆。因此,您将订购一个LM7805CT-ND和一个560QBK-ND。

表2. U1和R1选择器
U1 Digi-key PN v出去 出去(最大限度。) v R1(欧姆) Digi-key PN
最小 最大限度。
LM2937-2.5 296-39757-5-nd 2.5 500mA。 4.75 26 82 82QBK-ND
LM2937-3.3 LM2937ET-3.3/NOPB-ND 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 2k 2.0KQBK-ND
LM7815CT LM7815CTFS-ND 15 1a 17.5 30 2.7k 2.7KQBK-ND

重要的技术信息

请注意,表2还包含一个列,该列显示了每个电压调节器IC可用的最大电流。这是理想条件下的理论最大值,在BBPS-1中使用的小散热器可能无法实现。幸运的是,列出的所有电压调节器IC都具有热关闭功能,如果它们过热,它们会自动将其关闭;一旦冷却,它们将恢复功能。还要注意,所选的AC到DC转换器必须能够至少提供与I中列出的同等电流出去相应调节器IC的列;从AC到DC转换器的更多可用电流更好。

最后,请注意,表2包含两列,这些列显示了每个电压调节器IC的最小和最大电压输入要求。与BBS-1一起使用的AC到DC转换器必须提供不小于列出的最小值,并且不超过最大列出的电压。您还应该知道,输入电压的越高,电压调节器IC必须消散的热量就越多。因此,最好使用AC到DC转换器,该转换器提供的电压与实用性一样接近最小值。

印刷电路板(PCB)

BBPS-1的打印电路板是根据示意图和使用软件程序设计的PCB布局创建的Diptrace。然后使用Diptrace创建一组用于设计的Gerber文件,这些文件被发送给中国制造商,该公司是一家名为的公司ITEAD。ITEAD生产了10台PCB,并将其运到美国,总费用约为14美元;从订购的时间起,大约花了三个星期才到达。

原始的DIPTRACE示意图和PCB布局文件可供您下载,对于那些希望它们用于制作自己的PCB的人。此外,Gerber文件也适用于想要从ITEAD或其他供应商订购PCB的人。这些文件仅用于爱好,不适用于任何商业目的。作者成功使用了这些文件,并认为它们是正确的,适合于生产功能性PCB,如本文所示,但没有保证。使用它们自身的风险。

bbps-1_rev.5_files.zip

BBPS-1的组装和操作

BBPS-1不使用表面安装设备,所有组件位置均由PCB上的丝网识别。组件的间隔良好,垫子尺寸较大,可焊接。因此,通过遵循丝网屏幕指示并参考本文中的照片,BBPS-1的组装应该很容易。

  • 通常,最好先在PCB上安装较短的组件,然后再安装较高的组件。
  • 特别注意电解电容器,二极管,LED和IC的极性;丝网屏幕和照片显示所有部分的适当方向。
  • 在U1和散热器的背面之间使用非常薄的热油脂;用机器螺钉和螺母将散热器固定在U1上。

BBPS-1的操作同样简单。

  • 将无焊面包板定向,使地面轨在最顶端。
  • 将销钉标头插入地面,并在面包板上轨道轨道,确保“ G”钉插入地面轨中,然后将“+”销钉插入到电源轨中。
  • 请注意,BBPS-1与地面和电源导轨的连接可以通过从引脚标头中卸下适当的分流器来单独断开连接。
  • 通过将2.1mm电源插头插入Jack J1中,将AC连接到DC转换器到BBPS-1;+V应在中心销和盾牌上接地。
  • 通过将开关杆向电源插孔移动来打开BBPS-1;绿色LED应该点亮。

快乐的面包板!

为自己自己尝试一下!得到bom。

5条评论
  • n
    肿瘤 2015年11月21日

    你好 !
    我在这里有一两个问题。与正常硅二极管相反,“二极管,肖特基,40V,1a”的目的是什么?巡回赛的其余部分是旧技术。您还说我应该为要使用的每个电压构建一个不同的插件PC板吗?是的,您在面包板的图片上显示的另一个东西是什么?
    欢呼,保重,祝你有美好的一天!... 73
    射线

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  • 查尔斯·汉普顿 2016年2月10日

    @neonharp
    感谢您的评论和问题。很遗憾的是,响应速度很慢,但是我没有收到评论的通知;我认为现在已经解决了。
    Schottky二极管的电压下降低于正常硅二极管,但两者都可以工作。您是正确的,巡回赛设计没有什么新鲜事物,但是有时古老而可靠的是一件好事。
    当然,您可能会根据需要构建尽可能多或很少的,但是我发现拥有几个不同的电压很方便。实际上,我有多个电压中的一个以上(例如5V和3.3V)。那是因为我经常同时有多个项目,而且我喜欢使用无焊面包板。
    另一个PCB是在eBay上从中国购买的UART巡回赛的FTDI USB。

    再次感谢您的关注。

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  • 亮度 2017年11月4日