袖珍型中间调压装置

时间:2022-09-11 04:49:13

上期笔者为大家介绍了一款多用途的稳压装置,但因其选用的电子元器件性能参数所限,最高输入电压只有30V。而平时往往会遇到电压高于30V的直流电源,如电动自行车配备的蓄电池组(电瓶)电压一般为36V或48V。为了适应这类电压较高的直流外接电源,笔者设计制作了一款“中间调压装置”。这台调压装置外观小巧,结构与原理比较简单,最高输入电压可达50V。它既可用于上期所介绍的稳压装置的输入端调压器,又能单独作为对输出电压精度要求不高的稳压器(图1、图2)。

这台中间调压装置的原理与上期介绍的“稳压装置”类似,核心器件仍为LM338K集成稳压器。其电路改动主要有:

1.为防止启动时LM338K集成稳压器受到过大电压冲击而损坏,将输入端与输出端之间的普通二极管用稳压值为30V的稳压二极管作了替换,使输入电压小于LM338K集成稳压器所能承受的最大电压值(输入、输出电压差的极限值不超过40V)。笔者之前试验时就曾出现过因未在电路中加装稳压二极管,当输入电压超过50V时集成稳压器被击毁的情况。

2.将调节输出电压的电位器(3.3kΩ)改为固定电阻与电位器(4.7kΩ电阻+1kΩ电位器)组合的方式,以提高调压的起始值和缩小调节范围。这一改变可使输入电压达到50V,输出电压在24~30V范围内任意调节。当然,若将与集成稳压器调节端连接的电阻和电位器阻值进行适当的搭配和调整,它还能成为一台可满足特定调压范围和调压精度的袖珍调压装置在电路中直接使用。例如,将3.3kΩ的电位器换作5.1kΩ的固定电阻,输出端则可输出固定电压(约27V)。

这台中间调压装置的电路原理图见图3所示,具体制作过程如下。

LM338K集成稳压器在大压差、大电流的工作状态下功耗较大,必须保证其有良好的散热条件。为此笔者特意选用了两小段废旧铝合金型材,将其剖开、修整成四块带肋的片材(图4)。再对片材进行钻孔、攻丝后组成盒形构件,并用小螺钉固定(图5)。这块盒形构件既是调压装置电路的外壳,又是散热器的一部分。

为增强散热效果,使用叉指形散热器将LM338K集成稳压器装在铝合金盒顶部,并在各铝合金板材及叉指形散热器等金属接触面间涂上导热硅脂(图6)。由于LM338K外壳为其输出端的正极,若将它直接装在金属盒形构件上会使外壳带电,极易短路,因此笔者在集成稳压器与叉指形散热器之间用耐热塑料片和垫圈进行了绝缘处理(图7)。

按图3所示电路原理图将各器件焊接在一块矩形电路板上,再将其固定在金属外壳内的底板上。电位器装在侧板内(图8),其调节旋钮露在侧板外表面,周围贴上圆环形纸。旋转调节旋钮,用电压表标定几个常用输出电压值下旋钮对应的角度并在纸上做出标记(图9)。

输入、输出端分别在外壳两端。输入端可接30~50V的各种直流电源,输出电压则在24~30V间连续可调。输入端配置有一对插针和圆形插座,方便连接各种不同的输入电源(图10);输出端除了配置一对插针外,还有一对紧贴外壳端板的插孔,专为插电压表的表针而设(图11)。当对输出电压值精度要求不高时,用调节旋钮进行粗略设定;当对电压精度要求较高时,可在插孔上并联电压表进行精确调节(图12)。手边有这样一台袖珍调压装置,携带使用都非常方便。

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