在這個項目中，我們將展示如何構建一個簡單的直流電源，它可以用來為電子電路提供可調的直流電壓。

通過完成這個項目，您將了解直流電源的工作原理以及創建簡單的直流電源需要哪些部件。

如果您從事過任何電路構建或電子工程技術人員的工作，您就會知道直流電源的重要性。它可用于產生可調的直流電壓。因此，您無需為電路或墻壁使用過多的電池，而是更換電池以獲得精確的電壓，您只需使用直流電源即可，這大大簡化了為電路提供直流電源的過程。

因此，為了構建直流電源，我們需要以下組件：

所需組件

交流插頭

24V變壓器

全波橋式整流器

LM317 穩壓器

散熱器

2200μF電解電容

100μF電解電容

240Ω電阻

3.6KΩ 電位器

直流電源原理圖

以上是自制直流電源所需的部件。

下面是直流電源的示意圖，以便我們可以看到所有部件是如何連接和組合在一起的：

我們現在將介紹該電路的每個部分并了解每個組件所起的作用，以便您了解該電路的整體工作原理。

AC 插頭- 電路的第一部分是 AC 插頭。當我們創建直流電源時，它會從墻上插座的交流電源電壓產生直流電壓。要構建直流電源，請購買 3 芯交流插頭。它還可以與兩相交流插頭一起使用。但是使用 3 芯插頭會更好，因為接地可以更好地防止可能發生的電氣火災。

變壓器-在AC插頭之后，我們需要一個降壓變壓器。變壓器的工作是從電源線上獲取 120V 交流電壓并將其降壓到 24 伏。這是因為我們的直流電源將提供 1-20V 的可變直流電壓。因此，我們將從墻上的電源插座獲得的非常高的電壓降低到較小的電壓。它仍然必須超過我們想要輸出的直流電壓。由于我們要創建高達 20VDC 的可變電壓輸出，因此我們需要一個變壓器將市電電壓轉換為高于此 20V 的電壓。降壓變壓器是降低交流電源電壓線電壓的絕佳設備。

全波整流器- 我們電路中需要的下一個組件是全波整流器。全波整流器的工作是從變壓器中取出交流電壓并對其進行整流，使電壓不再經歷負循環。使用整流器，所有電壓都被整流為正極。

以下是全波整流器前后電壓的變化：

您可以看到所有電壓波形現在如何位于正線上方。這稱為脈動直流電壓。我們稍后將添加更多組件，以便這可以是幾乎完美平滑的 DC 輸出，這正是我們所希望的。

平滑電容器- 全波整流器之后的下一個組件是平滑電容器。平滑電容器的作用是平滑信號中的波動，從而減少波動。正如您在前面的組件中看到的，整流器會產生脈動直流信號。平滑電容器，現在是一個 2200μF 的電容器，用于平衡這種脈動波動以產生更平滑的波形。

下圖顯示了平滑電容器前后的電壓波形：

LM317 穩壓器- 平滑帽之后是LM317 穩壓器。

該調節器具有雙重目的。首先，它用于進一步平滑波動信號，使其成為完美平滑的直流信號。

穩壓器是一種“調節”電壓以輸出完美平滑的直流電壓的設備。

下圖是經過平滑電容器和穩壓器后的電壓波形圖：

LM317 穩壓器的第二個目的，因為它是一個可調電壓穩壓器，是產生可變直流電壓作為輸出。我們如何通過改變電阻器 R 1和電位器 R 2來改變電壓。

R 1電阻器和R 2電位器-接下來需要的組件是R 1電阻器和R 2電位器。這兩個一起使用決定了穩壓器將輸出什么電壓。公式為V OUT = 1.25V (1 + R 2 /R 1 )。所以如果 R 2一直轉動使其電阻接近0Ω，電壓輸出將剛好超過1V。轉動電位器使其阻值為3.6KΩ時，電壓輸出約為20V。這個電位器決定輸出多少電壓，就像你如何轉動專業直流電源的旋鈕一樣。如果我們選擇一個更高電壓值的降壓變壓器，例如一個36V的降壓變壓器，并使用一個更高值的電位器，我們可以將直流電壓輸出量從20V增加到30V或更多。

散熱器- 我們必須對穩壓器做的一件事是在其上安裝散熱器。這對于此應用程序至關重要。

這是因為當我們使用穩壓器時，我們根據電阻器 R 1和電位器 R 2的值向其中輸入電壓并輸出電壓. 當電位器處于最高電阻時，它不會散發那么多熱量。由于我們的變壓器輸出24V，當電位器設置為3.6KΩ時，穩壓器輸出20V。24-20V=4V。因此，不會產生那么多浪費的電壓。但是，如果電位器設置為接近 0Ω，穩壓器輸出大約 1.25V。24V-1.25V=22.75V 浪費的、耗散的能量。這會產生大量熱量，因為輸入和輸出電壓之間的電壓差如此之大。任何差異都表現為熱量。所以差異越大，熱量越大。這就是將散熱器連接到穩壓器至關重要的原因。當輸入和輸出電壓差很大時，它表現為熱量。我們必須有辦法散發這些熱量，否則它會損壞或破壞電源電路。這樣做的方法是使用散熱器。這就是為什么專業的直流電源后面總是有大散熱片的原因。

C2電容器- C2電容器再次充當負載平衡器。它有助于消除穩壓器輸出上可能存在的任何波動。

這就是如何構建一個允許電壓調節的簡單直流電源。

審核編輯：符乾江