数字电位器调节特性和调节灵敏度实验报告（基于数字电位器的简易可调直流电源设计）

数字电位器调节特性和调节灵敏度实验报告（基于数字电位器的简易可调直流电源设计）夜已深，今晚先写到此，明晚尝试使用数字电位器代替RP实现相同的功能。从工程使用的角度来看，上面的电路依然有缺陷：当VOUT空载时，C4会向L338K放电，很可能烧毁芯片，因此应增加C4的放电元件。在此，我用1N4007作为续流二极管D，反向并联在U1的输入输出端。C4通过D放电完毕后，C1会通过U1给C4充电，如此周而复始，直至接入负载。加入保护元件后的电路如下图：勘误：上图C4容值为2200uF，夜已深，我就不改了。LM338K的技术手册建议R1取120~240Ω（这里，我取120Ω）。设计要求VOUT为2.5~24V，技术手册给出的输出电压计算公式：VOUT=1.25*(1 RP/120)。当VOUT=24V(设计最大值)时，24=1.25*(1 RP/120)，解得：RP=2.184k（选2.2k的电位器）；当电位器调到0值时，VOUT=1.25V，这不符合设计要求的最小值2.5V，

【任务】应用现场只有24V开关电源，设计一个手动可调的直流电源用于产品测试，输出电压2.5V~24V，输出最大电流2A。

【构思】最经济，最简单的DC-DC降压元件非三端稳压器莫属，从设计所要求的参数出发，找到LM338K，它的输入电压范围为-0.3V~32V（显然涵盖了24V），输出电压范围为1.2V~32V（显然包含了2.5V~24V），输出最大电流为5A（相对于2A有一半多裕量）。芯片的使用最好参考其技术手册的典型应用案例（芯片厂家经过可靠验证的方案）。依照惯例，我一步步搭建电路：

值得注意的是：上图中电位器RP的动端与其中一个固定端短接的做法是为了提高电位器的可靠性，在这种方式下，即使动端开路，电位器也不会开路，至少保证串入了电位器的满值。

开关电源24V及LM338K的输出电压都不怎么“干净”，因此U1的输入端和输出端都需要滤波，而且是“高频 低频”滤波。高频滤波电容靠近芯片布置，一般使用0.1~0.33uF的陶瓷电容（封装尽量为贴片），耐压值为被滤波的电压的1.5~2倍；低频滤波电容使用铝电解电容（封装尽量为贴片），耐压值也按1.5~2倍滤波电压来选择。低频滤波电容的容量与输出电流有有如下的经验关系：2A（4000uF），1A（2000uF），0.5~1A（1000uF），0.1~0.5A（500uF），50~100mA（200~500uF），<50mA（200uF）。设计要求最大输出电流为2A，故U1前端滤波选择4000uF（标准系列4700uF），耐压24*2=48V（用50V）。经前端滤波，U1输出端的纹波已经很小了，不妨将低频滤波电容量减半，使用2200uF，耐压50V。于是得到下图：

勘误：上图C4容值为2200uF，夜已深，我就不改了。

LM338K的技术手册建议R1取120~240Ω（这里，我取120Ω）。设计要求VOUT为2.5~24V，技术手册给出的输出电压计算公式：VOUT=1.25*(1 RP/120)。当VOUT=24V(设计最大值)时，24=1.25*(1 RP/120)，解得：RP=2.184k（选2.2k的电位器）；当电位器调到0值时，VOUT=1.25V，这不符合设计要求的最小值2.5V，因此要给RP串联一个固定电阻R2，而2.5=1.25*(1 R2/120)，解出：R2=120Ω。串入这个R2电阻后，最大VOUT有所增大，变成VOUT=1.25*[1 (2200 120)/120]≈25.4V，与24V相差极小。于是，得到了下图：

勘误：上图C4容值为2200uF，夜已深，我就不改了。

从工程使用的角度来看，上面的电路依然有缺陷：当VOUT空载时，C4会向L338K放电，很可能烧毁芯片，因此应增加C4的放电元件。在此，我用1N4007作为续流二极管D，反向并联在U1的输入输出端。C4通过D放电完毕后，C1会通过U1给C4充电，如此周而复始，直至接入负载。加入保护元件后的电路如下图：

夜已深，今晚先写到此，明晚尝试使用数字电位器代替RP实现相同的功能。