一款性能優異的直流穩壓電源

1 電路簡介
穩壓電源原理圖如圖1所示。其中，核心元件是LM338，它是一片大電流可調穩壓集成電路，管腳排布見圖二。該集成電路在采用一般接法時，其輸出電壓范圍是1．2～37V。為了進一步拓寬其輸出電壓的范圍，本電路對其傳統應用電路進行了一些改進。現簡單介紹如下：LM338要求輸入、輸出端最大電壓差不能超過40V，這就限制了它的最高輸出電壓。當電源輸出電壓較低、電流比較大時，功耗全部消耗在LM338上，造成集成電路發熱嚴重。為了解決這個問題，在本電源的設計中，將LM338輸入端電壓改為分段可調型。由開關K1-2控制JI～J9這九個繼電器，將不同的交流電壓切換到整流橋的輸入端，整流后得到高低不同的直流電壓輸入到LM338中，這樣就降低了穩壓塊的輸入電壓，同時開關K1—1同步切換LM338調整端的分壓電阻，使調整端的基準電壓不斷改變，輸出端電壓就以每檔5V的規律變化。這樣一來LM338的輸入、輸出電壓差就被限制在一個較小的范圍內。在本例中，此法不但降低了穩壓集成電路的損耗，而且提高了最大輸出電壓。

LM338在內部設有1．2V的基準電壓，而輸出電壓要比調整端電壓高，這樣就使LM338的輸出電壓最低只能是1．2V。為使其輸出電壓能從零開始，本電源設計用R10、DW2等元件組成-1．2V的基準電壓，使LM338的調整端電壓降至-1．2V，這樣既保證了輸出端比調整端高的要求，又能使輸出電壓從零伏開始。
如果穩壓集成電路的輸入端接入較高的電壓，而輸出端恰好是空載，此時開機，LM338很容易由于過電壓而在瞬間損壞。為了解決這個問題，在LM338的輸入端加入了由VT1組成的輸入電壓限制電路，實際上就是一個射極跟隨器，用這個電路保證LM338的輸入輸出電壓差最高為5V，從而避免了因過電壓損壞集成電路。

2 元器件選擇
在圖1中，DW1主要是用來保護LM338不被擊穿，選27V、1W的穩壓管即可，DW2穩壓值為1．2V，可選用2CW100或2CW50，也可以用兩只2CK2串聯起來代替，但要注意接入的極性（正好與圖1中相反）。D1～D4使用參數大于6A耐壓100V的整流二極管或全橋。電源變壓器T的功率要大于300V。穩壓集成電路的型號LM338K，要用金封的。J1～J9選用優質6V小型繼電器，觸點電流要大于5A。輸出電壓微調電位器W選用WXD3-13精密多圈線繞電位器。電壓檔位選擇開關K1選用2X9的小型波段開關。R＊為電流表取樣電阻，可根據所選用的表頭靈敏度不同，截取一定長度的導線繞制，如果要提高輸出電壓顯示精度，可將電壓表V換成市售成品數字式直流電壓表，其余元參數見圖1中標注。VT1、IC1各加一6cmX8cmX3cm的散熱器。

3 技術參數
該電源的技術參數：
直流穩壓輸出范圍 DC 0～45V：
最大輸出電流 5A；
電壓調整率 ≤0．001％／V；
紋波系數 ≤0．002％：
等效內阻≤0．15Ω；
穩壓系數 ≤0.005％。