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基于LM317的可调直流稳压电源的制做

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基于 LM317 的可调直流稳压电源
电源,已成为现代社会必不可少的一份子,今天我在这里 给大家讲解怎样做一个可调稳压电源。 1 直流稳压电源的实现原理

本设计电路主要采用三端可调式集成稳压器 LM317 ,构成负 输出可调的稳压电源电路,并用数码管直观显示电压数值。 使 用时,只需调节电源电压调节器,即可得到所需的电压 ,并在数 码管上显示电压数值, 使用方便,显示直观,适应范围较广。本 电源电路的原理框图如图1 所示,其主要由变压器、整流、滤 波、稳压、辅助电源、采样电路、数码显示等部分所组成。 图1 电源电路原理框图

220v 输 入

变压器

单相桥 式整 流电路

电压表模块 显示、输出

Lm317 稳压

滤波电路

2 2. 1

电路工作原理分析 电源变压器

由于电源变压器的副边电压有效值将决定后面电路的需要, 所以在此应选择输出电压有效值为12V 的电源变压器。 2. 2 整流部分

该设计采用单相桥式整流电路 ( 桥堆KBP307) 。其由四只二 极管组成 ,其构成原则就是保证在变压器副边电压u2 的整个 周期内, 负载上的电压和电流方向始终不变。 为达到这一目的, 需要在u2 的正、负半周内正确引导流向负载的电流 ,使其方 向不变, 设变压器副边两端分别为 a 和b ,则 a 为“+ ” b 为“ —”时应有电流流出a 点 ,a 为“ —”b 为“+ ”时应有电流流入 a 点 ; 相反,a 为“ + ”b 为 “ —”时应有电流流入 b 点,因而a 和 b 点均应接两

只二极管 ,以引导电流 ,具体电路原理如图2 所示。

a

io + u 4 3 1 2 + uo RL –

b –

图2

单相桥式整流电路

如果桥式整流电路变压器副边中点接地, 就应将两个负载电 阻相连接且连接中点接地。根据桥式整流电路的工作原理, 当a 点为“ +
”b

点为 “ —”时,D1 、 D3 导通,D2 、 D4 截

止,u01 = u2 ,u02 = - u2 ;而当 b 点为“ + ”a 点为“ —” 时,D2 、D4 导通 ,D1 、D3 截止,u01 = - u2 , u02 = u2 ,这样 两个负载上就分别获得正、负电压。若设变压器副边电压u2 = U2 sinwt ,U2 为其有RL 、D3 流入 b 点, 因而负载电阻 RL 上的电压等于变压器副边电压 ,即u0 = u2 ,D2 和 D4 管承受 的反向电压为- u2 。当u2 为负半周时, 电流由 b 点流出,经 D2 、RL 、D4 流入 a 点,负载电阻RL 上的电压等于-u2 ,即 uo = - u2 ,D1 、D3 承受的反向电压为u2 。这样 ,由于 D1 D3

和D2 、 D4 两对二极管交替导通 ,致使负载电阻RL 上在u2 的整个周期内都有电流通过, 而且方向不变,则输出电压uo = | U2 sinwt| 。

2. 3
滤波电路 经过整流后的直流电幅值变化很大, 会影响电路的工作性能 可利用电容的“通交流 ,隔直流”的特性 ,在电路中并入两个 并联电容作为电容滤波器,滤去其中的交流成分。 电容滤波路 是最常见也是最简单的滤波电路,在整流电路的输出端( 即负 载电阻两端) 并联一个电容即构成电容滤波电路。滤波电容 容量较大 ,因此一般均采用电解电容 ,在接线时要注意电解电 容的正负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用,使输电 压趋于平滑。如果将两个滤波电容相连接 ,且连接点接地,就 可同时得到输出电压平滑的正负电源。 在理想情况下,变压器 副边无损耗,二极管导通电压为零, 所以电容两端电压相等。 而当其上升到峰值后开始下降 ,电容便通过负载电阻放电,其 电压也开始下降 ,趋势与电容两端电压基本相同。 但是由于电 容按指数规律放电,所以当其下降到一定数值后 ,电容将继续 通过负载放电, 电容两端电压按指数规律缓慢下降。总之,在 电容充电时,回路电阻为整流电路的很小 ,因而时间常数很 小。电容放电时 ,回路电阻为 RL , 放电时间常数 RL C 通常远 大于充电的时间常数。因此滤波效果取决于放电时间。电愈

大,负载电阻愈大,滤波后输出电压愈平滑,并且其平均值愈 大。换言之,当滤波电容容量一定时 ,若负载电阻减小( 即负载 电流增大) ,则时间常数RL C减小 ,放电速度加快,输出电压平 均值即下降,且脉动变大。故在此选择一个滤波电容2200 。 输出电压的平均值UO(AV) 与放电时间常数RL C 有关。RL C 越大,电容器放电速度越慢, 则输出电压所包含的纹波成越 小,UO(AV) 越大。为获得平滑的输τd = RL C ≥ (3~5) T 2式中: T 为交流电的周期,在滤波电路放电时间常数满足上 式的关系时,可用下式对输出电压的平均值约为电容两端电 压的1. 2 倍。滤波电路输出电压波形难于用解析式来描述, 近似估算时,其波形近似为锯齿波, 此时脉动系数S 可按下近 似估算, 其中 T 为电网电压的周期。S = T4 RL C - T 当滤波电容选定后,输出电压平均值 U0 和输出电流平均值 I0 的关系称为输出特性, 脉动系数 S和输出电流平均值 I0 的关 系称为滤波特性。输出 特性和滤波特性如图3 所示。 图3 输出特性及滤波特性

曲线表明 ,电容愈大电路带负载的能力愈强, 滤波效果愈好 ;电流平均值愈大 (即负载电阻的RL 愈小) , 电压平均值愈低,S 的值愈大。为减小输出 电压的脉动成分 ,采用的滤波电容器的容值越大越 好,交流电源的频率越高越好。目前在计算机、电

视机等电子设备中采用了高频整流电源, 它的滤波 电容的容量就比50 赫兹工频交流电的滤波电容小 得多。 2. 4 稳压部分

集成串联型稳压电路有三个引脚,分别为输入 端,输出端和公共端, 因而称为三端稳压器。按功 能可分为固定式稳压电路和可调式稳压电路;前者 的输出电压不能进行调节,为固定值 ;后者可通过 外接元件使输出电压得到很宽的调节范围。便于 实时控制 ,此设计采用可调式三端稳压器 LM317 。 LM317 可调式三端稳压器有三个引出端,分 别为输入端、输出端和电压调整端( 简称调整端) 。 调整端是基准电压电路的公共端,其典型值为1. 25V。其典型线性调整率为0. 01 % ,负载调整率为 0. 1 % ,80dB 的纹波抑制比,其工作温度范围为0 ℃ 至+ 125 ℃。 LM317 可调式三端稳压依靠外接电阻来调节 输出电压的,为保证输出电压的精度和稳定性, 要 选择精度高的电阻,同时电阻要紧靠稳压器,防止 输出电流在连线上产生误差电压。 72为了减小电位器上的纹波电压,可在其上并联 了一个10 的电容, 由于电容容量较大 ,一旦输入端

断开,电容将从稳压器输出端向稳压器放电,易使 稳压器损坏,因此在稳压器的输入端和输出端之间 跨接一个二极管 ,并且在输出短路时 ,电容将向稳 压器调整端放电 ,并使调整管发射结反偏 ,为了保 护稳压器 ,故加一个二极管。利用电容可以抵消输 入线较长时的电感效应 ,以防止电路产生自激振 荡,其容量较小 ,一般小于1 , 故在此选择0. 1 。

2. 5 电压显示部分 可采用现成的电压表模块

一般电子市场都有卖

电路图

申明:本文是经过本人在网上查找资料整理出来的, 如有雷同,请多包涵,希望能给更多的电子爱好者提 供给更多的帮助。。。


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