讓我們創(chuàng)建一個 9V 穩(wěn)壓電源電路來代替 9 伏電池。這些電路可以提供比電池多 10 倍的電流,并節(jié)省我們在電池耗盡時更換電池的時間和金錢。它們也比普通開關(guān)電源更安全。要了解更多信息,請閱讀下文。
如果我們的電路需要9V電源,通常我們會使用9V電池,既簡單又方便。但如果有很多電路都需要這些相同的9V電池。它可能很昂貴并且沒有必要購買更多。因此,我們選擇這個9V穩(wěn)壓電源電路來代替那些電池。
電路簡單
我們將重點(diǎn)介紹這 6 個示例電路,重點(diǎn)是廉價、使用的元件少和效率高。
有晶體管電路和IC版本兩種,所以我女兒要了解一下這個IC電路。它在我們的測試期間一直運(yùn)行良好。
值得注意的是,如果我們比較 IC 和晶體管的復(fù)雜性,IC 肯定會更復(fù)雜。因為IC是由很多晶體管組成的。對于正常使用,使用一顆 IC 代替晶體管更容易、更高效。
由于此列表中有很多電路,我們將按照復(fù)雜程度從簡單到困難列出這些電路。
最簡單的9V供電電路
在選擇電路時,我總是以經(jīng)濟(jì)適用為先的理念。相當(dāng)于“不要用大錘敲開堅果”。
有時我們的負(fù)載只需要小電流或不復(fù)雜的負(fù)載,例如燈泡、小型直流電機(jī)等。我們可以使用常見的電源,因此沒有必要使用更大的電路。而且越小越便宜。
9V非穩(wěn)壓電源電路
該電路是一個非穩(wěn)壓電源電路。過去廣泛用于交流適配器。由于里面有變壓器,它的重量相當(dāng)大。
該電路的原理非常簡單,只有3個主要元件。
變壓器 — 將高壓交流電源轉(zhuǎn)換為約 6.3V 的低壓交流電壓。
濾波電容器—將整流器的脈動電壓平滑為穩(wěn)定的直流電 (DC)。
添加更多與 C1 并聯(lián)的電容器以獲得更大的電容。以獲得更平滑的直流電壓和低紋波電壓。
現(xiàn)在輸出電壓為直流,電壓升至8.9V。
從這個簡單的公式 DCV = ACV × 1.414
= 6.3V × 1.414
= 8.9082V
該電路可以輸出0.5A的電流,受到我們目前使用的0.5A變壓器的限制。但如果您想要更大的輸出電流,則需要將變壓器更換為更高電流的變壓器以匹配您所需的電流。除了必須將二極管電流更改為變壓器電流之外,還必須增加電容器的電容。
例如,如果我們需要1A的輸出電流。我們必須使用一個 1A 變壓器、1A 電流的 1N4007 二極管和一個 2,200uF C1 電容器。
如何選擇組件,請在此處了解:非穩(wěn)壓電源
使用齊納二極管的最簡單的 9V DC 穩(wěn)壓器電路
如果您的負(fù)載需要電流小但電壓穩(wěn)定,如晶體管前置放大電路、電池指示電路等。
在這種情況下,使用Zerner調(diào)節(jié)器是更好的選擇。它可以導(dǎo)出約30mA至50mA的輸出電流。
這個電路確實(shí)非常簡單。
9V齊納穩(wěn)壓電路
它的工作原理和選擇組件
我傾向于避免復(fù)雜的計算。因為我們只想將它用于真正的愛好級別。
根據(jù)9V齊納二極管電壓,輸出電壓固定為9V。齊納二極管將為負(fù)載保持 9V 恒定電壓。輸出電流可以通過R1設(shè)置,我們將其設(shè)置為50mA左右。
它以與第一個電路相同的方式從非穩(wěn)壓電源接收直流電壓。
T1-變壓器
重要的是選擇變壓器。通常,變壓器的次級線圈有9V、12V、15V、24V等。該電路合適的電壓等級是12V,也很容易找到。
而且該電路只需要很少的電流。因此,0.25A的變壓器就足夠了。
C1-電容器
根據(jù)我自己的經(jīng)驗,簡單且效果良好的 C1 的粗略估計是:
如果變壓器的電流為1A,我們應(yīng)該使用2000uF的電容。如果使用更多的電容,效果就會更小,直至白白浪費(fèi)。但如果電容較少,就會出現(xiàn)較高的紋波電壓。
我們的變壓器是0.25A,因此我們應(yīng)該使用500uF。但它可能很難找到。所以,我們用470uF代替。
采用7809的9V供電電路
如今,與晶體管相比,IC 非常便宜。可能是因為當(dāng)某種東西流行時,他們就會生產(chǎn)很多這種東西。而且也有很多品牌相互競爭。
不久前,我讓女兒嘗試了一個小型數(shù)字示波器,效果非常好。適合小型實(shí)驗。它只需要一個恒定的9V電源(手冊上是這么說的)。所以我一直使用9V電池,但它使用98mA電流,因此不適合小電池。他們只能提供150mAh。
因此,我決定改用便宜的 9V 交流適配器。測得電壓為9.15V,穩(wěn)定。
但當(dāng)接觸探頭的金屬部分或被測電路時,就會發(fā)生觸電現(xiàn)象。當(dāng)用霓虹燈螺絲刀檢查時。
危險的!交流適配器輸出端交流高壓漏電
有輕微泄漏,非常危險。我們應(yīng)該用另一個電源來替換它。如果開關(guān)模式電源 (SMPS) 質(zhì)量較差,則這是一個常見問題。
另外還存在噪音大的問題。它不適合高精度電子電路或與高靈敏度音頻信號相關(guān)。
過去,我使用過其他線性穩(wěn)壓電源,但沒有這個問題。通過使用LM317、LM350、UA723等穩(wěn)壓IC。因此,我們將使用IC7809構(gòu)建9V穩(wěn)壓電源。
7809 引腳排列
怎么運(yùn)行的
該電路比之前的其他兩個電路具有更高的效率。非穩(wěn)壓電源部分與上述電路相同,只是最大電流增加到1.5A。
我們希望盡可能多地發(fā)揮應(yīng)有的性能。
首先,我們應(yīng)該為7809設(shè)置最合適的輸入電壓和電流水平。
理論上,7809可以輸出9V電壓,最大1.5A電流。
但實(shí)際上,如果我們使用1.5A的電流,輸出電壓將降至7.5V,即理論上輸出電壓的80%。
僅在 1A 電流下即可實(shí)現(xiàn) 9V 穩(wěn)定輸出電壓。然而,這對于一般用途來說已經(jīng)足夠了。
我已經(jīng)測試過,如果輸入電壓大于13V但不超過24V,它將以總效率運(yùn)行。如果電壓高于20V,7809的溫度會大幅升高,直至過程中變得不可觸碰。
看一下7809的非穩(wěn)壓電源電路
17V 1A非穩(wěn)壓電源電路
當(dāng)我們使用12V 1A變壓器時。輸出約17V直流電壓,最大電流約1.5A。
通常1A變壓器應(yīng)使用C1-2,200μF電容器。但如果再加一顆C2-1000μF電容,則可以使直流電壓更加平滑。
當(dāng)我們打算用這個電路來測試各種電子電路時。我們應(yīng)該添加一些組件來提高該 IC 的效率。
接下來看7809 9V 1A的供電電路。
9V穩(wěn)壓電源電路采用7809 IC。
C3和C4電容降低噪聲。
在正常負(fù)載下,它們的影響幾乎不可見。但與前置放大器電路、數(shù)字電路、運(yùn)放IC電路等高靈敏度電路一起使用時。如果沒有這兩個電容,立刻就會出現(xiàn)輕微的噪音。這肯定會影響我們的電路。所以,我們需要把C3和C4作為尖峰去除劑。
C5電容可以提高電路的效率。
當(dāng)負(fù)載消耗大量功率時,C5有助于穩(wěn)定輸出電流。我們可以選擇 10uF 至 220uF。但我們發(fā)現(xiàn)僅使用 10uF 的效率幾乎與 220uF 相同。因此,我們只使用 C5-10uF 電容器。
D5和D6二極管保護(hù)7809。
雖然7809有很好的保護(hù)功能包括短路保護(hù)、過熱保護(hù)等等。但在某些情況下,會有高負(fù)電壓從輸出端回流。 IC 沒有針對該電壓的保護(hù)。
有些負(fù)載電路可能有一個電容器,放電時會發(fā)出高負(fù)電壓。可以立即回流并摧毀7809。因此,我們應(yīng)該將D5和D6二極管保護(hù)與7805相同。
LED1指示此電路正常。
當(dāng)輸出9V正常時,LED1發(fā)光。但如果輸出錯誤,如短路、電壓低于9V等,LED1就消失了。 R1是LED1的限制電流。
如何構(gòu)建
我們將此電路組裝在穿孔板上。創(chuàng)建電路相當(dāng)快,但對于初學(xué)者來說可能并不容易。我女兒喜歡焊接。
查看安裝在一塊穿孔板上的組件。
這是穿孔板圖的底部。我們連接元件的引線來創(chuàng)建電路。
當(dāng)我們完成這個電路時,我嘗試用霓虹燈螺絲刀再次測量交流高壓。它根本不存在交流電壓泄漏。
當(dāng)使用小型數(shù)字示波器進(jìn)行實(shí)驗時,它效果很好。它可以測量沒有任何失真的頻率信號。
小型示波器9V供電電路
晶體管版
雖然IC電路的效率很高。但晶體管電路研究起來很有趣。如果你有時間并且渴望學(xué)習(xí)它。請閱讀下文。
使用齊納二極管和晶體管的 9V 正電壓調(diào)節(jié)器
如果您正在尋找9V 1A穩(wěn)壓電路。首先,您將使用 IC-7809。它既簡單又便宜。但現(xiàn)在,我們將回來使用舊電路,但仍然有用。
上面的電路顯示了一個使用晶體管和齊納二極管的簡單串聯(lián)穩(wěn)壓器。
該電路具有低通濾波器。這是一個特殊的電路,包括C1、R1和C2。它們幫助我們消除交流紋波。 C2兩端的電壓是一個非常穩(wěn)定的電壓源。
齊納二極管-ZD1 提供參考電壓。其值為10V 0.5W。
ZD1 保持 Q1 基極電壓恒定。
Q1是功率晶體管,向負(fù)載提供大電流。 Q1 集電極的輸出負(fù)載兩端電壓為 9V。由于 Q1 的 BE 處有一些電壓降。
R4 是 Q1 的安全電阻。它的作用就像一個保險絲,在電流太大時保護(hù) Q1。
我們可以使用許多 NPN 晶體管,如 2SC1061、2SD313、TIP41、MJE3055 等。
9V 可變電壓(6 至 12V)直流電源
采用TIP41的晶體管5V轉(zhuǎn)12V可調(diào)穩(wěn)壓電路
這是一個簡單的直流穩(wěn)壓電源電路。輸出電壓提供 6V 至 12V 的固定電壓和可變電壓。我們可以通過調(diào)節(jié)電位器VR1將其設(shè)置為9V。
最大電流為1A。功率管-Q1應(yīng)選擇TIP41,或其他NPN功率管如TIP31、MJE3055、2SC1061等。
但它們必須有足夠的散熱器。當(dāng)它工作時,它太熱了。
如果您無法使用 BC182。您可以使用其他 NPN 晶體管,如 BC548、2SC1815、2N3904 等。
更新: 我確實(shí)閱讀了科林·米切爾的建議,即這條電路的弱點(diǎn)。我改變了新電路,去掉了ZD1和R3,使電路更簡單。并且您仍然可以調(diào)整輸出的穩(wěn)壓電壓。
9V 穩(wěn)壓器 2A-3A 電流源
這是另一個9v穩(wěn)壓電源電路。它采用2N3055為主,因此電流高達(dá)2A。如果我們使用2A轉(zhuǎn)3A變壓器,C1電容為2200uF。
其模式與上述電路非常相似。但在某些部位的位置上卻有所不同。
每個電路中,功率晶體管都需要足夠的散熱器,因為它工作時太熱。
結(jié)論
我們可以制作恒壓直流電源。更換9V電池,效果良好。減少電池消耗,效率高,無任何噪音,足夠正常使用。
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