可調(diào)電流升級(jí)電流步驟

一、升級(jí)可調(diào)電流的簡(jiǎn)介

現(xiàn)在市面上的普通充電器，輸出電流一般都是固定的，它們通常是按照手機(jī)的續(xù)航時(shí)間和電池容量進(jìn)行匹配，而不是考慮充電器的性能。

如果你需要同時(shí)為多種設(shè)備充電，或者需要進(jìn)行快速充電，普通的充電器可能就無法滿足需求。在這種情況下，升級(jí)充電器以實(shí)現(xiàn)可調(diào)電流的控制，成為一種十分實(shí)用的選擇。

二、改造步驟

雖然市面上有很多現(xiàn)成的可調(diào)電流充電器產(chǎn)品，但改造現(xiàn)有的充電器來實(shí)現(xiàn)這一功能，不僅節(jié)約成本，而且更具有趣味性。

二者的主要區(qū)別在于可調(diào)電流電路板與固定電流電路板的區(qū)別，可調(diào)電流電路板比固定電流電路板多了一個(gè)電位器，可以進(jìn)行電流的調(diào)節(jié)。

升級(jí)充電器的具體步驟：

1. 首先，需要將充電器拆開，找到它原本的電路板。

2. 確定電路板上的電池正負(fù)極，再找到與電池位置對(duì)應(yīng)的電容器端口。

3. 將電位器引出端口焊接固定在原電容器位置，電位器旋鈕位于電容器的另一端口連接正負(fù)極，此時(shí)可通過電位器旋鈕調(diào)節(jié)電流大小。

4. 最后將充電器組裝好，進(jìn)行試用即可。

三、使用注意事項(xiàng)

升級(jí)好的充電器，可以根據(jù)需要進(jìn)行電流大小的選擇，非常方便。但為了正常使用避免損壞設(shè)備，我們也需要注意以下幾點(diǎn)：

1. 在使用過程中，應(yīng)該根據(jù)設(shè)備需求合理選擇電流大小，過大或過小的電流均有可能對(duì)設(shè)備造成損害。

2. 充電時(shí)應(yīng)用原裝充電器的電線進(jìn)行連接，不要嘗試混合使用充電器或電線，這樣可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成損害。

3. 在拆卸和升級(jí)充電器時(shí)，應(yīng)該確保有足夠的經(jīng)驗(yàn)和技能，以免對(duì)設(shè)備造成損害或自身安全產(chǎn)生影響。

總之，通過簡(jiǎn)單的升級(jí)方法，讓你的充電器獲得可調(diào)電流的功能，是一種質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的實(shí)用性改造。但使用升級(jí)后的充電器時(shí)，也要注意保護(hù)好自己和電子設(shè)備，以免帶來意外損害。LM317 是最流行的可調(diào)穩(wěn)壓芯片之一。穩(wěn)壓器的輸出電壓可在 1.25V 至 35V 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。然而，該芯片可以提供高達(dá) 1.5A 的電流，這對(duì)于某些電源應(yīng)用來說是不夠的。在本文中，我將討論 LM317 電流提升的兩種方法，使用功率 PNP 和 NPN 傳輸晶體管。

根據(jù) LM317 數(shù)據(jù)表：“LM317 [1, 2] 器件是一款可調(diào)三端正電壓穩(wěn)壓器，能夠在 1.25 V 至 37 V 的輸出電壓范圍內(nèi)提供超過 1.5 A 的電流。它只需要兩個(gè)外部電阻器來設(shè)置輸出電壓。該器件具有 0.01% 的典型線路調(diào)節(jié)率和 0.1% 的典型負(fù)載調(diào)節(jié)率。它包括電流限制、熱過載保護(hù)和安全工作區(qū)保護(hù)。即使 ADJUST 端子斷開，過載保護(hù)仍然有效?！?

這些信息向我們證明，這種廉價(jià)的 3 端子器件適用于許多應(yīng)用，但它對(duì)電源應(yīng)用有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是穩(wěn)壓器輸出電流處理的限制(最佳條件下為 1.5A)。這個(gè)問題可以使用傳輸功率晶體管來解決。

使用 PNP 功率晶體管 (MJ2955) 提升電流

圖 1 顯示了電路的原理圖。這是一個(gè)可調(diào)節(jié)的大電流調(diào)節(jié)器電路，可以使用 5K 電位器調(diào)節(jié)輸出電壓。

10R 電阻定義了傳輸晶體管的開啟時(shí)間，順便說一下，它定義了應(yīng)該通過 LM317 和 MJ2955 [3, 4] 的電流量。根據(jù)該參數(shù)，必須計(jì)算電阻器的功率率。1N4007是一個(gè)保護(hù)二極管，270R電阻提供必要的ADJ引腳電流。如前所述，5K 電位器定義了輸出電壓。1000uF、10uF 和 100nF 電容器已用于降低噪聲。不要忘記將晶體管安裝在大散熱器上。

使用 NPN 功率晶體管 (2N3055) 提升電流

圖 2 顯示了電路的示意圖。輸出端的 10K 電阻會(huì)吸收少量電流，以避免浮動(dòng)輸出，有助于穩(wěn)定輸出電壓。這里 2N3055 [5, 6] 也起到了傳輸晶體管的作用。

PCB板

原理圖很簡(jiǎn)單，所以我決定在原型板上實(shí)現(xiàn)它們來測(cè)試和展示操作。我決定測(cè)試圖 1(MJ2955 升壓)。如圖 3 所示。

如果您想快速設(shè)計(jì)原理圖的 PCB 布局，您可以使用遵循工業(yè) IPC 封裝標(biāo)準(zhǔn)的免費(fèi) SamacSys 組件庫。要安裝庫，您可以手動(dòng)下載/安裝庫，或使用提供的 CAD 插件直接安裝它們 [7]。還可以選擇從授權(quán)經(jīng)銷商處購買/比較原始組件的價(jià)格。

您可以在視頻中觀看完整的測(cè)試過程，不過，我還放了一個(gè)示波器從電路輸出中捕獲的圖像。我使用了 Siglent SDS1104X-E 示波器，它提供了一個(gè)不錯(cuò)的低噪聲前端。我打算測(cè)量電路可能的輸出紋波。圖 4 顯示了 MJ2955 電流升壓電路的輸出噪聲/紋波。

電路已經(jīng)搭建在原型板上，示波器的探頭通過地線連接，所以這些高頻噪聲是正常的。如果您打算使用這兩個(gè)電路中的任何一個(gè)，請(qǐng)為其設(shè)計(jì)合適的 PCB，然后將探頭的接地線替換為接地彈簧，然后您可以重新檢查輸出噪聲。

220V轉(zhuǎn)換為DC。使用高頻鐵氧體變壓器使系統(tǒng)在緊湊性、功率損耗和成本方面非常高效。

如今的SMPS概念幾乎完全取代了傳統(tǒng)的鐵芯變壓器，并將這些單元轉(zhuǎn)變?yōu)楦o湊，重量輕且高效的電源適配器替代品。

然而，由于SMPS單元通常作為固定電壓模塊提供，根據(jù)用戶應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)首選電壓變得相當(dāng)困難。

例如，為12V電池充電可能需要約14.5V的輸出電壓，但這個(gè)值非常奇怪且不標(biāo)準(zhǔn)，我們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)很難在市場(chǎng)上獲得具有這些規(guī)格的SMPS額定值。

雖然市場(chǎng)上可以找到可變SMPS電路，但這些電路可能比普通的固定電壓變體更昂貴，因此找到一種將現(xiàn)有固定電壓SMPS轉(zhuǎn)換為可變類型的方法看起來更有趣和更可取。

通過對(duì)這個(gè)概念進(jìn)行一些研究，我能夠找到一種非常簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法，讓我們學(xué)習(xí)如何進(jìn)行這種修改。

您會(huì)在我的博客中找到一個(gè)流行的 12V 1amp SMPS 電路，它實(shí)際上具有內(nèi)置的可變電壓功能。

光耦合器在開關(guān)電源系統(tǒng)中的功能

在上面的鏈接文章中，我們討論了光耦合器如何在為任何SMPS提供關(guān)鍵的恒定輸出特性方面發(fā)揮重要作用。

光耦合器的功能可以通過以下簡(jiǎn)要說明來理解：

光耦合器具有內(nèi)置的LED/光電晶體管電路，該器件與SMPS輸出級(jí)集成在一起，當(dāng)輸出趨于上升到不安全閾值以上時(shí)，光電耦合器內(nèi)部的LED亮起，迫使光電晶體管導(dǎo)通。

反過來，光電晶體管配置在SMPS驅(qū)動(dòng)器級(jí)的敏感“關(guān)斷”點(diǎn)上，其中光電晶體管的導(dǎo)通迫使輸入級(jí)關(guān)斷。

上述情況導(dǎo)致SMPS輸出也瞬間關(guān)斷，但是當(dāng)此開關(guān)啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)將輸出校正并恢復(fù)到安全區(qū)，并且光電內(nèi)部的LED停用，從而再次打開SMPS的輸入級(jí)。

此操作從“開”到“關(guān)”快速循環(huán)，反之亦然，確保輸出端的電壓恒定。

可調(diào)電流開關(guān)電源修改

為了在任何SMPS內(nèi)部實(shí)現(xiàn)電流控制功能，我們?cè)俅螌で蠊怦詈掀鞯膸椭?

我們使用BC547晶體管配置實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的修改，如下所示：

參考上述設(shè)計(jì)，我們對(duì)如何修改或制作可變電流SMPS驅(qū)動(dòng)器電路有了清晰的認(rèn)識(shí)。

默認(rèn)情況下，所有SMPS模塊都將存在光耦合器(用紅色方塊表示)，假設(shè)TL431不存在，那么我們可能必須配置與光耦合器LED關(guān)聯(lián)的整個(gè)配置。

如果TL431級(jí)已經(jīng)是SMPS電路的一部分，在這種情況下，我們只需要考慮集成BC547級(jí)，該級(jí)將全權(quán)負(fù)責(zé)電路的擬議電流控制。

可以看到 BC547 與其集電極/發(fā)射極連接在 TL431 IC 的陰極/陽極上，可以看到 BC547 的基極通過一組可選電阻

Ra、Rb、Rc、Rd與 SMPS 的輸出 (-) 連接。

這些電阻位于 BC547 晶體管的基極和發(fā)射極之間，開始像電路的電流傳感器一樣工作。

這些經(jīng)過適當(dāng)計(jì)算，以便通過在相關(guān)觸點(diǎn)上移動(dòng)跳線連接，在線路中引入不同的電流限制。

當(dāng)電流趨于超過由相應(yīng)電阻值確定的設(shè)定閾值時(shí)，BC547 的基極/發(fā)射極上會(huì)產(chǎn)生電位差，足以打開晶體管，使 TL431 IC 在光電 LEd

和地之間短路。

上述動(dòng)作立即點(diǎn)亮了光電的LED，通過光電內(nèi)置的光電晶體管向SMPS的輸入側(cè)發(fā)送“故障”信號(hào)。

該條件立即嘗試在輸出側(cè)執(zhí)行關(guān)斷，從而阻止 BC547 導(dǎo)通，并且情況從 ON 到 OFF 和 ON 快速波動(dòng)，確保電流永遠(yuǎn)不會(huì)超過預(yù)定閾值。

電阻器。。.Rd 可以使用以下公式計(jì)算：

R = 0.7/截止電流閾值

例如，假設(shè)我們要在額定電流為 1 A 的輸出端連接 LED。

我們可以將相應(yīng)電阻(由跳線選擇)的值設(shè)置為：

R = 0.7/1 = 0.7 歐姆

電阻器的瓦數(shù)可以通過乘以變體來簡(jiǎn)單地得到，即 0.7 x 1 = 0.7 瓦或簡(jiǎn)單地 1 瓦。

計(jì)算出的電阻確保LED的輸出電流永遠(yuǎn)不會(huì)超過1安培標(biāo)記，從而保護(hù)LED免受損壞，其余電阻的其他值可以適當(dāng)計(jì)算，以便在SMPS模塊中獲得所需的可變電流選項(xiàng)。

將固定開關(guān)電源修改為可變電壓開關(guān)電源

以下帖子試圖確定一種方法，通過該方法可以將任何SMPS制成可變電源，以實(shí)現(xiàn)從0到最大值的任何所需電壓電平。

什么是并聯(lián)穩(wěn)壓器

我們發(fā)現(xiàn)它采用并聯(lián)穩(wěn)壓器電路級(jí)來執(zhí)行設(shè)計(jì)中的可變電壓功能。

另一個(gè)有趣的方面是，該并聯(lián)穩(wěn)壓器器件通過調(diào)節(jié)電路的光耦合器的輸入來實(shí)現(xiàn)該功能。

現(xiàn)在，由于所有SMPS電路中都始終采用反饋光耦合器級(jí)，因此通過引入并聯(lián)穩(wěn)壓器，可以輕松地將固定SMPS轉(zhuǎn)換為可變對(duì)應(yīng)物。

事實(shí)上，也可以使用與上述相同的原理來制作可變SMPS電路。