直流稳压电源论文42095.doc

《直流稳压电源论文42095.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直流稳压电源论文42095.doc（44页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、摘 要本文设计了一个集成直流稳压电源。设计采用变压器变压，桥式整流电路进行整流，电容对脉动电压进行滤波，最后用可调电阻和三端集成稳压器来实现直流电压在0V到正负15V之间的连续可调。介绍了可调直流稳压电源电路的三种设计方案，并较详细地介绍了一种应用三端稳压集成电路LM317 的电路设计方法, 该电路利用LM317 和电压补偿电路以及软启动电路较好地解决了输出电压从0V 起调和输出软启动的问题。该稳压电源具有性能稳定，结构简单，电压指标精度较高，调节方便等优点。关键词: 桥式整流、稳压、连续可调; 直流电源电路; 电压补偿; AbstractIn this paper, the design i

2、s a regulated DC power supply. Adopted Transformer to change voltage, rectifier bridge rectifier circuit, capacitor ripple voltage on the filter, and finally with adjustable resistance and three-terminal voltage regulator integrated to achieve DC voltage between 0V to 15V continuously adjustable. In

3、troduce three circuit designing methods of DC regulator with adjustable output. It also discusses how to design stable voltage circuit with LM317 in detail.With the help of voltage compensating circuit and switching circuit on softly,the problems that output is adjusted from zero volt and output is

4、started softly are better solved.The regulated power supply with stable performance, simple structure, voltages guide line has a high precision, the advantages of regulation and so on. Keyword: Bridge rectifier;Regulators;Continuous adjustable;Direct power-supply circuit;Voltage compensation目 录绪 论11

5、总体设计思路21.1 直流稳压电源的种类及选用21.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求21.3 直流稳压电源的设计思路31.4 直流稳压电源基本原理41.4.1变压环节41.4.2整流环节41.4.3滤波环节51.4.4稳压环节52. 各部分电路设计62.1 变压电路设计62.2 整流电路设计72.2.1 单相半波整流电路72.2.2 单相全波整流电路92.2.3 单相桥式整流电路112.3滤波电路设计142.3.1电容滤波电路142.3.2电感滤波电路162.3.4 型滤波电路172.4稳压电路设计182.4.1稳压要求182.4.2利用稳压二极管稳压192.4.3 三端集成稳压器稳压

6、203. LM317可调稳压器253.1 特性简介253.2 电压范围263.3 LM317T应用电路283.5 元件电路参数计算294. 总原理图及工作原理324.1总电路图324.2电路工作原理334.3 直流稳压电源的相关参数345. 稳压电源的质量指标366. 电路各项性能的测试376.1输出电阻的测量376.2 纹波电压的测试376.3 纹波因数的测量376.4 最大输出电压与最大输出电流的测试38结 论39致 谢40参考文献41绪 论当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路-电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电

7、路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备，我们的生活也就不会这么丰富多彩了。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流

8、稳压电源。直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。本次设计重视基础知识，但又不拘泥与基础知识，同时联系实际，重视设计的实用性。设计过程详细，步骤明确。但是由于设计者的水平有限，设计过程中难免有缺点和错误，敬请老师给予批评和指正。1总体设计思路1.1 直流稳压电源的种类及选用 稳压电源的分类方法繁多，按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源；按稳压电路与负载的连接方式分有串联稳压电源和并联稳压电源；按调整管的工作状态分有线性稳压电源和开关稳压电源；按电路类型分有简单稳压电源和反馈型稳压电源，等等。1.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求（1）稳定性好 当输入电压Usr （整流、滤波

9、的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压Usc 的变化应该很小一般要求 。 由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压系数S 来表示：S 的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下，S 越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。通常 S 约为10-210-4。 （2）.输出电阻小 负载变化时（从空载到满载），输出电压Usc ，应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。 输出电阻（又叫等效内阻）用rn表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。 rn反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力，rn越小，则Ifz变化时输出电压的

10、变化也越小。性能优良的稳压电源，输出电阻可小到1欧，甚至0.01欧。 （3）.电压温度系数小 当环境温度变化时，会引起输出电压的漂移。良好的稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压的漂移，保持输出电压稳定，输出电压的漂移用温度系数KT来表示. （4）.输出电压纹波小 所谓纹波电压，是指输出电压中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S 。1.3 直流稳压电源的设计思路在电子电路及设备中一般都需要稳定的直流电源供电。这次设计的直流电源为单相小功率电源，它将频率为50Hz、有效值为220V的单向交流电压

11、转换为幅值稳压、输出电流为几十安以下的直流电压。单相交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。其基本设计思路如下：（1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。稳压电路滤波电路整流电路变压器交流电源按、基本流程图

12、1.4 直流稳压电源基本原理 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，分为降压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路四大部分组成。1.2.1变压环节1.4.1变压环节本电路使用的变压电路是单相交流变压器，选用电压和功率依照后级电路的设计需求而定。 1.4.2整流环节整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。但是这种直流电的幅值变化很大。它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。常见的整流电路主要有全波整流电路、桥式整流电路、倍压整流电路。我们选取单相桥式整流电路实现设计中的整流功能。1.4.3滤波环节为了减小电压的脉动，需通过低通滤波电

13、路滤波，使输出电压平滑理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使滤波电路的输出电压仅为直流电压。对于稳定性不高的电子电路，整流、滤波后的直流电压可以作为供电电源。本设计采用电容滤波电路。由于电容在电路中也有储能的作用，并联的电容器在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑。由于本电路后级是稳压电路，因此可以使用电容滤波电路进行简单滤波1.4.4稳压环节 虽然整流滤波电路能将交流电压变换成较为平滑的直流电压，但是，一方面，由于输入电压平均值取决于变压器副边电压的有效值，所以电网电压波动时，输出电压平均值也随之产生；另一方面，由于整流电路内阻存

14、在，当负载变化时，内阻上的电压将产生变化。因此，整流滤波电路输出电压会随着电网电压的波动而波动，随着负载电阻的变化而变化。为了获得稳定性好的直流电压，必须采用稳压措施。 因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。 2. 各部分电路设计2.1 变压电路设计图2.1变压器电路变压电路相对简单，仅有一个单相变压器，根据电路需要选择适当的单相变压器。变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效

15、率为：其中：是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表1所示：表1 小型变压器的效率副边功率效率0.60.70.80.85因此，当算出了副边功率后，就可以根据上表算出原边。电源变压器电压变换公式为： 其中：N1为原边线圈扎数，N2为副边线圈扎数。2.2 整流电路设计整流部分主要依靠二极管的单向导电性来实现。其电路原理图及其波形变换如图2.2所示，整流部分的电路形式有单相半波整流、单相全波整流、单相桥式整流。 图2.2整流电路原理图及其波形变换2.2.1 单相半波整流电路（1）单相半波整流电路是最简单的整流电路如图2.2.1，利用二极管的单向导电性，在负载RL上得到单向脉动

16、电压Vo。（2）电路特点：电路结构简单，输出电压波动较大、效率低。输出电压平均值为：（为变压器副边输出电压的有效值）图2.2.1 单相半波整流电路（3）工作原理：U2为正半周:D管导通，有输出电压；U2为负半周：D管截止，无输出电压。 （4）参数计算 输出的直流电压值为：流过负载平均电流：IDO= UO /RL=0.45U2/ RL流过整流二极管的平均电流：IF= IDO =0.45U2/ RL整流二极管的最大反向电压：UDR=SQR（2）U2二极管的选择：（1）D管的最大整流电流IF必须大于实际流过二极管的平均电流IDO：IF IDO = ULO /RL=0.45U2/ RL（2）D管的最大

17、反向工作电压UR必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压URM： UR URM=SQR（2）U22.2.2 单相全波整流电路（1）电路图：如图2.2.2所示，二极管D1,D2分别在V2的正、负半周导通，在RL上得到如图所示电压波形。（2）电路特点：是输出电压波动小，变压器中心抽头，绕制复杂，成本高，笨重。（3）工作原理：在U2正半周：D1导通、D2管截止，负载中有电流流过； 在U2负半周：D1截止、D2管导通，负载中有电流流过。 图2.2.2 单相全波整流电路（4）参数计算 输出的直流电压值为： 流过负载平均电流： IDO= UO /RL=0.9U2/ RL流过整流二极管的平均电流： IF=

18、 IDO =0.45U2/ RL整流二极管的最大反向电压： UDR=2SQR（2）U2 二极管的选择：（1）D管的最大整流电流IF必须大于实际流过二极管的平均电流IDO： IF IDO = ULO /RL =0.45U2/ RL（2）D管的最大反向工作电压UR必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压URM： UR URM =2SQR（2）U2 2.2.3 单相桥式整流电路单相半波整流电路的缺点是只利用了电源的半个周期，输出电流较小，同时整流电压的脉动较大。全波整流电路可以克服这些缺点，其中最常用的是单相桥式整流电路，它是由四个二极管接成电桥的形式构成的。可以看到，四个二极管分为两组，正负半周

19、轮流导通，但负载上电流方向不变，此即为全波整流。(1) 电路图：如图2.2.3所示，二极管D1、 D2 、D3、 D4四只二极管接成电桥的形式，名称由此而来。 图2.2.3 单相桥式整流电路(2) 工作原理：在V2的正半周， D1、 D3导通， D2、 D4截止， 通过D1、 D3给RL提供电流，方向由上向下（图中虚线)； 在V2的负半周， D2、 D4导通， D1、 D3截止，通过D2、 D4给RL提供电流，方向仍然是由上向下（图中虚线）由此得到图示的整流波形。 （3）波形图 （4）参数计算 输出的直流电压值为： 流过负载平均电流： IDO= UO /RL=0.9U2/ RL流过整流二极管的

20、平均电流： IF= IDO =0.45U2/ RL整流二极管的最大反向电压： UDR=SQR（2）U2二极管的选择：（1）D管的最大整流电流IF必须大于实际流过二极管的平均电流IDO： IF IDO = ULO /RL =0.45U2/ RL（2）D管的最大反向工作电压UR必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压URM： UR URM =SQR（2）U2通过上述分析，可以得到桥式整流电路的基本特点如下：（1）桥式整流输出的是一个直流脉动电压。（2）桥式整流电路的交流利用率为100%。（3）电容输出桥式整流电路，二极管承担的最大反向电压为2倍的交流峰值电压（电容输出时电压叠加）。（4）桥式整流

21、电路二极管的负载电流仅为半波整流的一半。（5）实际电路中，桥式整流电路中二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。2.3滤波电路设计作用：对整流电路输出的脉动直流进行平滑，使之成为含交变成份很小的直流电压。说明：滤波电路实际上是一个低通滤波器，截止频率低于整流输出电压的基波频率。电路形式：电容滤波、电感滤波、p型滤波电路。2.3.1电容滤波电路 尽管整流后的电压为直流电压，但波动较大，仍然不能直接作为电源使用，还需进一步滤波，将其中的交流成份滤掉。滤波通常是采用电容或电感的能量存储作用来实现的常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波、p型滤波等几种。在小功率整流滤波电路中，电容滤波是最常用的一种，

22、其特点是结构简单，效果较好。 电路组成： 桥式整流、电容滤波电路如图2.3.1所示:图2.3.1桥式整流电路 电容滤波的原理： 电容是一个能储存电荷的元件。有了电荷，两极板之间就有电压UC=Q/C。在电容量不变时，要改变两端电压就必须改变两端电荷，而电荷改变的速度，取决于充放电时间常数。时间常数越大，电荷改变得越慢，则电压变化也越慢，即交流分量越小，也就“滤除”了交流分量。 工作原理： 负载未接入（开关S断开）时：设电容两端初始电压为零，接入交流电源后，当V2为正半周时， V2通过D1、 D3向电容C充电； V2为负半周时，经D2、 D4向电容C充电。充电时间常数为：tC= Rint C。其中

23、Rint t包括变压器副绕组的直流电阻和二极管的正向电阻。由于Rint一般很小，电容器很快就充电到交流电压V2的最大值V2，由于电容无放电回路，故输出电压（电容C两端的电压)保持在V2不变。 1 接入负载RL（开关S合上）时：设变压器副边电压V2从0开始上升时接入RL，由于电容已到V2 ，故刚接入负载时，V2 VC，二极管在反向电压作用下而截止，电容C经RL放电，放电时间常数为：d=RLC。因d一般较大，故电容两端电压Vc(即Vo)按指数规律慢下降（图中a,b段）。 2 当V2升至RintVC时，二极管D1、 D3在正向电压作用下而导通，此时V2经D1、 D3一方面向RL提供电流，一方面向C充

24、电（接入RL后充电时间常数变为C=RL/RintCRintC ）。VC将如图中b、 c段所示。3 当V2又降至V2VC时，二极管又截止，电容C又向RL放电，如图中c 、d段所示.电容如此周而复始充放电，就得到了一个如图所示的锯齿波电压VO = VC ，由此可见输出电压的波动大大减小。4 为了得到平滑的负载电压，一般取d= RL C(35)T/2 (T为交流电周期20ms) 此时：Vo = (1.11.2) V2。电容滤波的特点 1、RL C越大，电容放电速度越慢，负载电压中的纹波成份越小，负载平均电压越高。为了得到平滑的输出电压，一般取： RL C（35）T/2 (T交流电源电压周期) 2、R

25、L越小，输出电压越小。（1）当C一定时， RL时，即空载： ULO=1.4 U2（2）当C=0时，即无电容时：ULO=0.9 U2（3）一般情况下，ULO=（1.11.2) U23、电容滤波适用于负载电压较高、负载变化不大的场合。2.3.2电感滤波电路 电路图如图2.3.2所示：图2.3.2电感滤波电路 电感滤波的原理： 电感滤波是利用电感的储能来减小输出电压纹波的。当电感中电流增大时，自电感电动势的方向与原电流方向相反，自感电动势阻碍电位增加的同时，也将能量储存起来，使电流的变化减小；反之，当电感中电流减少时，自感电动势的作用阻碍电流的减少，同时释放能量，使电流变化减小，因此，电流的变化小，

26、电压的纹波得到抑制。 电感滤波电路的几点说明：1、L越大、RL越小，输出电压纹波越小；2、忽略电感内阻， ULO=0.9 U2 （理论值）；3、电感滤波适用于低电压，大电流的场合。2.3.4 型滤波电路 因整流部分选择了桥式整流电路，滤波部分选择电容滤波与桥式整流结合使用，即可达到设计要求。UI与交流电压u2的有效值U2的关系为： 在整流电路中： 流过每只二极管的平均电流为： 其中：R为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C提供放电通路，放电时间常数RC应满足：其中：T = 20ms是50Hz交流电压的周期 由于Urm1.414U2=1.41416=22.6V，Iomax = 1A,IN4001的

27、反向击穿电压,额定工作电流,故整流二极管选用IN4001. 根据电容的耐压要大于Urm1.414U2=1.41416=22.6V，故滤波电容C1取容量为2200uF经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。2.4稳压电路设计 由于输入电压U1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元

28、件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。2.4.1稳压要求经整流滤波后输出的直流电压，虽然平滑程度较好，但其稳定性是比较差的。其原因主要有以下几个方面： 1由于输入电压（市电）不稳定（通常交流电网允许有10的波动），而导致整流滤波电路输出直流电压不稳定； 2当负载RL变化（即负载电流IL变化时，由于整流滤波电路存在一定的内阻，使得输出直流电压发生变化； 3. 当环境温度发生变化时，引起电路元件（特别是半导体器件）参数发生变化，导致输出电压发生变化。 所以，经整流滤波后的直流电压，必须采取一定的稳压措施，才能适合电子设备的需要。常用的稳压电路有并联型和串联型稳压电路两

29、种类型。 2.4.2利用稳压二极管稳压稳压管稳压原理：利用稳压管在反向击穿时电流可在较大范围内变动但击穿电压却基本不变的特点而实现的。对任何稳压电路都应从两个方面考察其稳压特性，一是电网电压波动，研究其输出电压是否稳定；二是设负载变化，研究其输出电压是否稳定。 稳压管的伏安特性及符号 稳压管动态电阻稳压二极管是一个特殊的面接触型的半导体硅二极管，其V-A特性曲线与普通二极管相似，但反向击穿曲线比较陡稳压二极管工作于反向击穿区，由于它在电路中与适当电阴配合后能起到稳定电压的作用，故称为稳压管。稳压管反向电压在一定范围内变化时，反向电流很小，当反向电压增高到击穿电压时，反向电流突然猛增，稳压管从而

30、反向击穿，此后，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压的变化却相当小，利于这一特性，稳压管访问就在电路到起到稳压的作用了。而且，稳压管与其它普能二极管不同之反向击穿是可逆性的，当去掉反向电压稳压管又恢复正常，但如果反向电流超过允许范围，二极管将会发热击穿，所以，与其配合的电阻往往起到限流的作用。 有稳压二极管和限流电阻R所组成的稳压电路是一种最简单的稳压电路。其具体图如下：图2.4.2 稳压管稳压电路稳压管稳压电路输出电流较小，输出电压不可调，不能满足很多场合下的应用。 2.4.3 三端集成稳压器稳压 集成稳压器的特点：随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体

31、积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。 集成稳压器是将调整电路、取样电路、基准电路、启动电路及保护电路集成在一块硅片上构成的芯片。它完整的功能体系、健全的保护电路、安全可靠的工作性能，给稳压电源的制作带来了极大的方便。集成电路稳压器的型号很多，按单片的引出端子分类，有三端固定式、三端可调式、和多端可调式等。三端集成稳压器只有三个端子，安装和使用都很方便。1三端固定式集成稳压器（1）三端固定式集成稳压器外形及管脚排列三端固定式集成电路稳压器的外形和管脚排如图2.4.3-1所示。图2.4.3-1三端固定式集成稳压器外形及管

32、脚排列（2）三端固定式稳压器的型号组成及其意义三端固定式集成稳压器的型号组成及其意义如图2.4.3-2所示。国产三端固定式集成稳压器有CW78XX系列（正电压输出）和CW79XX系列（负电压输出），其输出电压有5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V，最大输出电流有0.1A、0.5A、1A、1.5A、2.0A等。图2.4.3-2 三端固定式集成稳压器型号组成及意义（3）三端固定式集成稳压器的应用固定输出稳压器在实际上工作中，可根据不同的需要，选取符合要求的CW78XX、CW79XX系列产品。电路组成如图2.4.3-3所示。图中C1可以防止由于输入引线较长时产生的电感而引起的自激。

33、C2用来减小由于负载电流瞬时变化而引起的高频干扰。C3是容量较大的电解电容，主要用来进一步减小输出脉动和低频干扰。 a.固定正电压输出 b.固定负电压输出图2.4.3-3 三端集成稳压器的典型接法 扩压、扩流和可调电路如果需要输出电压高于三端稳压器输出电压时，可采用图2.4.3-4所示电路。 图2.4.3-4提高输出电压接线图 （1）通过调整R2可得所需电压,但它的可调范围小。当负载电流大于三端稳压器输出电流时，可采用图2.4.3-5所示电路。 图2.4.3-5 提高输出电流接线图 （2）由于；且 很小，可忽略不计，所以 （其中） （3）式中R为V提供偏置电压，UBE由三极管决定，锗管为0.3

34、V，硅管为0.7V。要得到可调的输出电压，可采用图2.4.3-4所示的电路。其输出电压表达式如式（1）所示。2.4.3-6 具有正、负电压输出的稳压电源如上图所示，由图可知，电源变压器带有中心抽头并接地，输出端得到大小相等、极性相反的电压。 2. 三端可调式集成稳压器三端可调式集成稳压器按输出电压分为正电压输出CW317（CW117、CW217）和负电压输出CW337（CW137、CW237）两大类。按输出电流大小，每个系列又分为L型和M型等。三端可调集成稳压器克服了固定三端稳压器输出电压不可调的缺点，继承了三端固定式集成稳压器的诸多优点。三端可调集成稳压器CW317和CW337是一种悬浮式串

35、联调整稳压器，它们的外形如图2.4.3-7所示。 图2.4.3-7 CW317和CW337外形典型应用电路如图2.4.3-8所示。图2.4.3-8 CW317和CW337典型应用电路为了使电路正常工作，一般输出电流不小于5mA。输入电压范围在240V之间，输出电压可在1.2537V之间调整。负载电流可达1.5A，由于调整端的输出电流非常小（50A）且恒定，故可将其忽略，那么输出电压可用下式表示： （4）式中，1.25V 是集成稳压器输出端与调整端之间的固定参考电压UREF；R1取值120240（此值保证稳压器在空载时也能正常工作），调节RP可改变输出电压的大小（RP取值视R1和输出电压的大小而

36、确定）。综合比较而言稳压电路部分选择具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉，稳压内部含有过流、过热保护电路等优点三端集成稳压LM317（CW317）电路。3. LM317可调稳压器LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。LM317 的输出电压范围是1.2V至37V，负载电流最大为1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常 LM317 不需要外接电容，除非输入滤波电容到 LM317 输入端的连线超过 6 英寸（约 15 厘米）。使用输出电容能改变

37、瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。LM317能够有许多特殊的用法，比如把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过LM317的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。 3.1 特性简介 可调整输出电压低到1.2V，保证1.5A 输出电流，典型线性调整率0.01%，典型负载调整率0.1%，80dB 纹波抑制比。输出短路保护，过流、过热保护，调整管安全工作区保护。多数工程师都知道：他们可以 使用某种廉价的三端子可调稳压器，比如Fairchild Semiconductor

38、公司的LM317，把它作为仅提供某个必要电压值（如36V或3V）的可调稳压器。但是，如果不采用其它方法，那么该值无法低于1.25V。这些器件的内部参考电压为1.25V，并且如果不使用电位偏置，那么它们的输出电压也无法低于该值。解决这个问题的一个办法是使用基于两只二极管的参考电压源（参考文献2）。该方法适合于1.2V15V，或电压更高的稳压器，但它不适合于超低压固定稳压器或可调稳压器。它采用的两只1N4001二极管不提供必要的1.2V电位偏置，并且具有额外的约为2.5 mV/K的温度不稳定性（参考文献3）。因此，输出电压的额外温度漂移约为100 mV；如果把温度调至20（典型室内情况），则它大于

39、1.5V输出电压的6%，等于1V输出电压的10%。可用Fairchild Semiconductor公司的LM185或Analog Devices公司的AD589可调电压参考IC来解决这些问题。但这些器件很贵，而且在本情形中，它们不仅需要额外的调零，还需要匹配。3.2 电压范围LM317 1.25V 至 37V 连续可调。其封装形式如下：图 3.2-1表2 绝对最大额定值符号参数值单位VI-O输入输出电压差40VIO输出电流内部限制Top工作结温内部限制LM117-55到150内部限制LM217-25到150内部限制LM3170到125内部限制Ptot功耗内部限制Tstg储存温度-65到150

40、引脚图（顶视）图3.2-2 引脚图（顶视）注：输入至少要比输出高2V，否则不能调压。输入电要最高不能超过40V吧。输出电流最好不超过1A。 输入12V的话，输出最高就是10V左右。由于它内部还是线性稳压，因此功耗比较大。当输入电压差比较大且输出电流也比较大时，注意317的功耗不要过大。一般加散热片后功耗也不超过20W。因此压差大时建议分档调压。LM317可调集成稳压器，最大输出电流为2.2A，输出电压范围为1.2537V。基本接法如下：图3.2-3 LM317的基本解法1，2脚之间为1.25V电压基准。为保证稳压器的输出性能，R1应小于240欧姆。改变R2阻值即可调整稳压电压值。D1，D2用于

41、保护LM317。Uo=(1+ R2/ R1)*1.253.3 LM317T应用电路 用LM317T制作可调稳压电源，常因电位器接触不良使输出电压升高而烧毁负载。如果增加一只三极管（如下图所示），在正常情况下，T1的基极电位为0，T1截止，对电路无影响；而当W1接触不良时，T1的基极电位上升，当升至0.7V时，T1导通，将LM317T的调整端电压降低，输出电压也降低，从而对负载起到保护作用。如去掉三极管、断开W1中心点连线，3.8V小电珠立刻烧毁，测输出电压高达21V。而加有T1时，小电珠亮度减小，此时 LM317T输出电压仅为2V，从而有效的保护了负载。图3.3 LM317T应用电路3.4 使

42、W317稳压器从零伏起调用W317制作的稳压器，由于受集成块内电其电路的限制,最低输出电压为125V。而图3.4所示电路则可以使电压从0V开始调整。该电路和W317基本应用电路的不同之处是增加了组负压辅助电源。稳压管DW正极对地电压为125V，调压电位器W的下端没有接在地端，而是接在稳压管正极，稳压电源的输出电压仍然从三端稳压器的输出端与地之间获得。这样当W的阻值调到零时，R1上的125V电压刚好和DW上的-125V相抵消，从而使输出电压为OV。该电路可以从0V起调，输出电压可达30V以上。图3.4从零伏起调的W317稳压器电路3.5 元件电路参数计算（一） 根据设计所要求的性能指标，选择集成

43、三端稳压器。 因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。可调式集成稳压器，常见主要有CW317、CW337。317系列稳压器输出连续可调的正电压，337系列稳压器输出连可调的负电压，可调范围为6V13V，最大输出电流 为1.5A。稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。选集成稳压器，确定电路形式选可调式三端稳压器CW317，其特性参数Vo=1.2V37V，Iomax=1.5A，最小输入、输出压差(Vi-Vo)min=3V，最大输入、输出压差(Vi-Vo)max=40V。组成的稳压电源电路如图3.5所示。由计算得Vo1.25(1+RP1/R1)，取R1=240 ，则RP1min=48 ，RP1max=91