LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源參考模板

1、目錄摘要 2一、方案論證及比較21.基本原理22.方案設(shè)計(jì)與論證4二、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算51.集成三端穩(wěn)壓器52.選擇電源變壓器63.選擇整流電路中的二極管74.濾波電路中濾波電容的選擇7三、總原理圖及元器件清單81.LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理圖82主要元器件清單8四、安裝與調(diào)試9五、性能測(cè)試與分析91.輸出電壓與最大輸出電流的測(cè)試測(cè)試92.波紋電壓的測(cè)試103.測(cè)試儀器10六、總結(jié)10參考文獻(xiàn)11附錄一121 / 14摘要 本電源設(shè)計(jì)可將220V（市電）經(jīng)過(guò)降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓之后，輸出-1515V的連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)定電壓?？梢越o單片機(jī)，及其他供電電壓在該范圍的芯片進(jìn)行供電。其中穩(wěn)壓

2、模塊由LM317和LM337組成，前者實(shí)現(xiàn)正向直流電壓的穩(wěn)定輸出，后者實(shí)現(xiàn)負(fù)向直流電壓的穩(wěn)定輸出。具有輸出穩(wěn)定，簡(jiǎn)單易調(diào)的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：直流 穩(wěn)壓 可調(diào)一、方案論證及比較1.基本原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如下：(1)電源變壓器：是降壓變壓器，它的作用是將220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器的變比由變壓器的副邊按確定，變壓器副邊與原邊的功率比為P2/P1=n，式中n是變壓器的效率。(2)整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?0H

3、Z的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電。(3)濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分濾除。濾波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。(4)穩(wěn)壓電路:穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路其工作原理是利用穩(wěn)壓管兩端的電壓稍有變化，會(huì)引起其電流有較大變化這一特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的限流電阻上的壓降來(lái)達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。2.案設(shè)計(jì)與論證方案一：采用7805三端穩(wěn)壓器電源固定式三端穩(wěn)壓電源（7805）是由輸出腳V0，輸入腳和接地腳GND組成。它的穩(wěn)壓值為正5V，它屬于CW78XX系列的穩(wěn)壓器，輸入端接電容可以進(jìn)一步濾波。輸出端也要接電容可以改善負(fù)載

4、的瞬時(shí)響應(yīng)。此電路的穩(wěn)定性也較好。只是采用的電容要漏電流較小的膽電容，如果采用電解電容，電容量要其他的數(shù)值增加十倍。而且不能調(diào)節(jié)輸出的直流電壓，所以此方案不宜采用。方案二：采用LM317可調(diào)三端穩(wěn)壓電源LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源能夠連續(xù)輸出可調(diào)的直流電壓，不過(guò)它只能輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓，穩(wěn)壓器內(nèi)含有過(guò)流和過(guò)熱保護(hù)電路。由一個(gè)電阻(R)和一個(gè)可變電位器(RP)組成電壓輸出調(diào)節(jié)電路,輸出電壓為：Vo=1.25(1+RP/R)。 由此可見(jiàn)此穩(wěn)壓器的性能和穩(wěn)壓穩(wěn)定都比上一個(gè)三端穩(wěn)壓電源要好，所以此方案可選,此電源就選用了LM317三端穩(wěn)壓電源，也就是方案二。二、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1.集成三端穩(wěn)

5、壓器LM317內(nèi)置有過(guò)載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓高得多的紋波抑制比?？烧{(diào)整輸出電壓低到1.2V，保證1.5A輸出電流，典型線性調(diào)整率0.01%，80dB紋波抑制比，輸出短路保護(hù)，過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)，調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)三極管封裝。LM317其特性參數(shù)： 可調(diào)范圍為1.25V-7V 最大輸出點(diǎn)流為1.5A 輸入與輸出工作壓差為U= Ui-Uo：3V-40V輸出表達(dá)式為：UO=（1+R1/R2）*UREF 圖1 LM317封裝圖及原理圖其中， UREF是集成穩(wěn)壓器件的輸出電壓，為1.25V。如圖所示，改變R2的值，Uo的值即可改變。當(dāng)R2短路時(shí)，UO

6、最小，為UREF即1.25V；當(dāng)R2大于零時(shí)，Uo都大于UREF，最大可達(dá)37V,如上圖所示。2.選擇電源變壓器1）確定副邊電壓U2Uomax+(Ui-Uo)minUiUomin+(Ui-Uo)max12V+3VUi3V+40V，15VUi43V。此范圍內(nèi)可任選：Ui=15V=Uo1根據(jù) Uo1=（1.11.）U2可得變壓器的副邊電壓：U2=Uo1/1.15=9/1.1V，取U2=12V。2）確定副邊電流I2： Io1=Io又副邊電流 I2=（1.5）Io1 取Io=Iomax=1A則I2=1*1.5A=1.5A。3)選擇變壓器的功率 變壓器的輸出功率：PoI2*U2=18W3.選擇整流電路中

7、的二極管 變壓器的伏變電壓 U2=12V橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為:1.414 U2=17V。橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：Io/2=0.8/2 =0.4A。查手冊(cè)選整流二極管IN4007,其參數(shù)為：反向擊穿電UBR = 1000V 17V ，最大整流電流IF=1A0.4A。4.濾波電路中濾波電容的選擇1）求Ui： 根據(jù)穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)的定義：Sv=(Uo/Uo)/( Ui/Ui)設(shè)計(jì)要求: Uo=50mV Sv=0.003 Uo=+(-)3V+(-)9V Ui=15V代入上式，則可求Ui= (Ui* Uo)/(Uo*Sv)=(15*0.05)/(9*0.02)=

8、4V2）求濾波電容C設(shè)定 Io=Iomax=0.9A，t=0.01S。所以濾波電容C=Iomax*t/Ui=(0.9 *0.01)/4=2200uF。電路中濾波電容承受的最高電壓為：1.414U2=17V，所以所選電容器的耐壓應(yīng)大于17V。三、總原理圖及元器件清單1.LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理圖圖2 Proteus仿真原理圖2主要元器件清單元件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注TR1變壓器220V-雙12V 20W120WJ1KBP210整流橋PRV:50-1000V Io: 2.0A1C1、C2電解電容2200uF 50V2C3、C4瓷片電容0.1uF2U1LM317輸入與輸出工作壓差V40V1U

9、2LM337輸入與輸出工作壓差V40V1D1、D21N4007Iz=1A Uz=1000V 2C5、C6電解電容33uF 25V2R1、R2電阻220 2RV1、RV2電位器5k2C7、C8電解電容330uF 25VC9、C10瓷片電容0.1uF表1 LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源主要元器件四、安裝與調(diào)試安裝時(shí)，先安裝比較小的原件，所以先安裝整流電路，在安裝穩(wěn)壓電路，最后再裝上電路（電容）。安裝時(shí)要注意，二極管和電解電容的極性不要接反。檢查無(wú)誤后，才將電源變壓器與整流濾波電路連接，通電后，用萬(wàn)用表檢查整流后輸出LM317(LM337)輸入端電壓Ui的極性，若Ui的極性為負(fù)(正)，則說(shuō)明整流電路沒(méi)有接對(duì)

10、，此時(shí)若接入穩(wěn)壓電路，就會(huì)損壞集成穩(wěn)壓器。然后接通電源，調(diào)節(jié)Rw的值，若輸出電壓滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，說(shuō)明穩(wěn)壓電源中各級(jí)電路都能正常工作，此時(shí)就可以進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試。五、性能測(cè)試與分析1.輸出電壓與最大輸出電流的測(cè)試測(cè)試電路如圖所示。一般情況下，穩(wěn)壓器正常工作時(shí)，其輸出電流Io要小于最大輸出電流Iomax，取Io=0.9A，可算出RL=16,工作時(shí)RL上消耗的功率為PL= UoIo = 15* 0.9 =13.5W。故RL取額定功率20W，阻值為25的電位器。測(cè)試時(shí)，先將RL =30 ,交流輸入電壓為220V，用數(shù)字電壓測(cè)量的電壓指示Uo。然后慢慢調(diào)小RL，直到Uo的值下降5%。此時(shí)流經(jīng)RL的電流就

11、是Iomax，記下Iomax后，要馬上調(diào)大RL的值，以減小穩(wěn)壓器的功耗。2.波紋電壓的測(cè)試用示波器觀察Uo的峰峰值，測(cè)量Uop-p的值（約幾十mV）。3.測(cè)試儀器1）萬(wàn)用表、25 負(fù)載電阻2）示波器設(shè)計(jì)要求測(cè)試性能誤差分析-1515V14.95V14.96V電路自身電阻產(chǎn)生壓降Iomax=1A810mA電路自身電阻Uop-p=100mA80mV信號(hào)干擾表2 測(cè)試數(shù)據(jù)表格六、總結(jié)經(jīng)過(guò)一個(gè)階段的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，我們終于把我們的課程設(shè)計(jì)報(bào)告完成了。在此期間得到來(lái)自老師和同學(xué)的很多幫助。通過(guò)這一次的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，讓我們對(duì)模電知識(shí)更近一步的了解，對(duì)模電課程中直流穩(wěn)壓電源這一章所涉及的部分元件有了一定的認(rèn)識(shí)；掌握了