家里有一个铅酸小蓄电池,是从小朋友的玩具车上退下来的。想着闲着也是闲着,拿来做一个可调直流电源给自己DIY时使用,也算是对电池的一个合理循环利用了!
铅酸蓄电池的供电电压范围一般为12V~14.2V,我设计利用降压电源芯片输出1.8V~12V的直流电。考虑到平时DIY项目的应用,我选用了LM317系列中的可调输出电压型号——LM317M。
LM317属于线性稳压电源,较Buck型的DC/DC电源芯片外围电路非常简单。LM317系列仅包含输入稳压滤波电容和输出稳压滤波电容。这里因为我设计的是输出电压可调节,所以还有一组反馈电阻。我们本次DIY的可调直流电压的基本原理与方法就是通过手动改变反馈电阻的大小,来控制LM317M输出我们预期的电压值。参考LM317M的数据手册,LM317M的电路图相对简单(参考后面原理图所示),在采样电阻R1=240欧时,根据Vout = 1.25 * ( 1 + R2 / R1 )的公式,我们可以计算出R2的阻值如下:
- 当LM317M输出1.8V时,对应的R2电阻阻值为120欧
- 当LM317M输出12V时,对应的R2电阻阻值为2100欧
经过计算,可调电阻的调节范围在2K欧之内,所以我们购买了2K欧的旋转电位器,用于调节输出电压。这里还是要提醒一下,官方手册中提到R1电阻阻值为推荐为240欧,大家不要变更,因为其阻值与反馈电流相关。如果自行改变阻值,尤其是变大,会导致反馈电流偏小,LM317M输出可能存在不稳定的异常情况。
以LM317M线性稳压电源制作的可调电压的电路也相对简单。与官方的参考电路图不同的是我在R2反馈电阻的实现在可调电阻上串联了一个固定的120欧电阻,以保证当电位器调整到最小值时,依然可以稳定输出电压,即1.8V。奉上电路原理图,供大家参考:
DIY的可调直流小电源是否成功还需要实验验证一下。为了保证安全,测试时我使用的是直流稳压电源。直流稳压电源输出电压为14.2V。调节旋转电位器,可以观察到输出电压也改变。
通过实验实测,我们可以看到在调节旋转电位器从最左端调整到最右端,可以看到输出电压从1.8V到12V。完美达到我们的预期效果。总体而言,LM317M线性稳压电源在硬件设计简单,使用上稳定可靠,尤其是外围器件又少又简单。简单而可靠,在项目应用上面就大有可为了。另一要说明的地方,也是因为其为线性稳压电源,在输入输出电压差较大时,其功率消耗较大,所以,PCB布线要在其下方放置较大面积的覆铜来散热。
最后,再来一张我焊接的可调直流小电源小作品的成品图吧!


