對(duì)于電子愛(ài)好者和初學(xué)者來(lái)說(shuō),制作一個(gè)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的可調(diào)電源是極佳的入門(mén)項(xiàng)目。它不僅能讓你熟悉電路搭建和焊接技巧,還能得到一個(gè)實(shí)用的工具。本文將指導(dǎo)你如何使用低成本、易獲取的AMS1117三端穩(wěn)壓芯片,制作一個(gè)輸出電壓可調(diào)的簡(jiǎn)易電源模塊。
一、核心元件:認(rèn)識(shí)AMS1117
AMS1117是一款低壓差線性穩(wěn)壓器,以其性能穩(wěn)定、外圍電路簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉而廣受歡迎。它有固定電壓輸出(如3.3V、5.0V)和可調(diào)電壓輸出(ADJ)兩種型號(hào)。我們這里需要使用的是AMS1117-ADJ型號(hào),它可以通過(guò)外部分壓電阻來(lái)設(shè)定輸出電壓。
其基本特性包括:
- 最大輸入電壓:15V(典型值,需查具體型號(hào)數(shù)據(jù)手冊(cè))。
- 輸出電壓范圍:約1.25V至輸入電壓減去壓差(約1.3V)。
- 最大輸出電流:1A(需注意散熱)。
- 壓差:在1A輸出時(shí),典型值為1.3V。這意味著輸出電壓至少要比輸入電壓低1.3V才能穩(wěn)定工作。
二、電路原理與元件清單
可調(diào)輸出的核心原理是利用芯片的參考電壓(Vref,約為1.25V)和外接的兩個(gè)電阻R1、R2構(gòu)成的分壓電路。輸出電壓Vout的計(jì)算公式為:
Vout = Vref × (1 + R2/R1)
其中,Vref ≈ 1.25V。
所需元件清單:
1. AMS1117-ADJ穩(wěn)壓芯片 × 1
2. 電阻:120Ω或240Ω(R1,建議使用1%精度金屬膜電阻) × 1
3. 可調(diào)電阻(電位器):10kΩ(R2) × 1(用于調(diào)節(jié)電壓)
4. 電解電容:10μF/25V(輸入濾波) × 1, 100μF/16V(輸出濾波) × 1
5. 陶瓷電容:0.1μF(104,輸入和輸出端高頻去耦,可選但推薦) × 2
6. 萬(wàn)能電路板(洞洞板)或PCB板 × 1
7. 輸入電源接口(如DC插座或接線端子)
8. 輸出接口(如香蕉插座或接線端子)
9. 散熱片(如需輸出較大電流) × 1
10. 導(dǎo)線、焊錫等輔料
三、制作步驟
- 電路設(shè)計(jì)與布局: 在洞洞板上規(guī)劃好元件位置。建議將AMS1117放置在中間,輸入部分在左側(cè),輸出部分在右側(cè),電位器置于方便調(diào)節(jié)的位置。
- 焊接固定元件: 首先焊接AMS1117芯片(注意引腳順序:正面朝自己,從左至右為Adjust、Output、Input)。然后焊接固定電阻R1。
- 連接電位器: 將10kΩ電位器的三個(gè)引腳分別連接。通常,一端接AMS1117的Adjust腳,另一端接電路的GND(地),中間滑動(dòng)端與Output腳相連(具體接法需確保符合 Vout 公式,滑動(dòng)端與Output腳連接是常見(jiàn)接法)。
- 連接濾波電容: 在輸入腳(Vin)和GND之間焊接10μF電解電容(注意正負(fù)極)和0.1μF陶瓷電容。在輸出腳(Vout)和GND之間焊接100μF電解電容和0.1μF陶瓷電容。這些電容能有效濾除噪聲,提高穩(wěn)定性。
- 連接輸入輸出接口: 將DC輸入插座的正負(fù)極分別連接到電路的Vin和GND。將輸出端子連接到電路的Vout和GND。
- 檢查與測(cè)試: 焊接完成后,仔細(xì)檢查有無(wú)短路、虛焊。首次上電務(wù)必謹(jǐn)慎! 建議使用一個(gè)限流電源或在輸入串聯(lián)一個(gè)1A保險(xiǎn)絲。用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓,緩慢旋轉(zhuǎn)電位器,觀察電壓是否在約1.25V至12V(假設(shè)輸入15V)之間平滑變化。
四、注意事項(xiàng)與優(yōu)化建議
- 輸入電壓范圍: 確保輸入電壓不超過(guò)AMS1117的最大耐壓(通常15V-20V),且至少比所需最高輸出電壓高1.5V以上。例如,想輸出5V,輸入至少需要7V。
- 散熱問(wèn)題: 當(dāng)輸出電流較大或輸入輸出電壓差較大時(shí),芯片功耗(Pd = (Vin - Vout) × Iout)會(huì)很高,導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重。務(wù)必為AMS1117加裝合適的散熱片,甚至考慮使用小型風(fēng)扇輔助散熱。
- 輸出精度與紋波: 這是一個(gè)簡(jiǎn)易電源,其輸出電壓精度和紋波性能不如商用實(shí)驗(yàn)室電源。但對(duì)于給單片機(jī)開(kāi)發(fā)板、小型電路供電或?qū)嶒?yàn)用途來(lái)說(shuō),通常足夠。
- 擴(kuò)展功能(可選):
- 增加一個(gè)LED和限流電阻作為電源指示燈。
- 在輸出端增加一個(gè)電壓表頭,方便直觀讀數(shù)。
- 增加一個(gè)可調(diào)限流電路(例如用運(yùn)放和采樣電阻),進(jìn)階制作成更安全的穩(wěn)壓電源。
五、
通過(guò)這個(gè)DIY項(xiàng)目,你不僅獲得了一個(gè)實(shí)用的可調(diào)電源,更重要的是實(shí)踐了從原理理解、元件選型到電路搭建與調(diào)試的完整過(guò)程。AMS1117方案簡(jiǎn)單可靠,是電子新手邁出第一步的理想選擇。動(dòng)手制作,享受電子DIY的樂(lè)趣吧!