集成直流稳压可调电源

五、集成直流稳压可调电源

(一)实训

1.实训电路设计要求

利用LM317设计：　输出电压范围能在1.25V～12V之间连续可调，输出电流能达到300mA的稳压电源。

2.实训目的

①掌握桥式整流、电容滤波、LM317的原理，并能计算LM317的输出电压。

②了解变压器输出、桥式整流输出、稳压输出波形。

3.实训电路原理图

如图6－9所示。

图6－9　集成直流稳压可调电源实训电路图

4.知识储备

①LM317的工作原理。

②桥式整流的应用。

5.实训电路工作原理

(1)电路原理如图6－9所示

220V交流电加到变压器T初级，经变压器降压后，从次级输出12V左右的交流电。经过桥式整流、电容C1滤波后，变成约15V左右的直流电压，该直流电压加到LM317稳压器3脚，从2脚输出稳定的直流电压。其中1脚为调整端，调整端与输出端之间的电压为1.25V的基准电压，为了保证稳压器的输出性能，R1阻值应小于240Ω，改变电位器R_P的阻值，可改变输出电压的大小。C1用于滤除由市电引入的高频干扰，C2(1000uF)组成电容滤波电路，C3(10uF)用于旁路基准电压的纹波电压，提高稳压电源的纹波抑制性能。在使用中，若负载为500～5000pF的容性负载，稳压器的输出端会发生自激振荡现象，电解电容C4(200uF)正是为此设计，可进一步改善输出电压的纹波。D5、D6是保护二极管，若输入发生短路，C4的放电电流会反向流经LM317，有可能被击坏。而VD5的接入可旁路反向冲击电流，同理若输出端短路，C3上的放电电流会通过D6短路，起到保护作用。

(2)电容滤波的特点

电容容量越大，滤波效果越好，但通电瞬间产生的浪涌电流也越大；另外电容量的选择还与负载电流有关，如表6－5所示：　

表6－5　输出负载电流与滤波电容容量对照表

(3)根据以上原理图计算输出电压

已知：　当输出变压器为18V，Iw=50mA，输出端2和调整端1间的电压U_REF=1.25V。

①求当R1=200Ω，R_P=500Ω(固定电阻)时，输出电压Uo值？

②若将RP改为3KΩ电位器时，求输出电压Uo可调范围有多大？

③如果输出电压为6V，LED的工作电流为10mA，正向导通压降为1.5V，求限流电阻R2的取值？

解：　①Uo=Uref

R1

()

+IwRP+U_REF，

考虑到调整端电流Iw很小，可将其忽略，故Uo表达式可改写为：　

②输出电压Uo的可调范围：　

若用电位器代替RP，则在电位器被短接情况下，Uo有最小值Uomin，其值为：　

Uomin=U_REF=1.25V，

而当3KΩ电位器阻值全部接入电路时，有最大值Uomax，其值为：　

因此输出电压Uo的可调范围为1.25～20V。③U_R2=6－5=4.5V，R2=U_R2/I_R2=450Ω。

6.实训中出现的问题及问题解决方框图

(1)电路工作方框图

图6－10　集成直流稳压可调电源

(2)实训中出现的问题及解决方法

①无输出电压？A.接通电源测试。B.测变压器输入电压，如无输入电压，则查电源接线是否接好。C.如有输入电压，测变压器输出电压，若变压器无输出电压，测变压器次级电阻存在短路或断路。D.测变压器有输出电压，测整流输出电压，如果无整流输出电压，测整流二极管。E.有整流输出，测稳压输出电压，如无稳压输出电压，测LM317和RP。

②输出电压调整范围很小？测量R1、R_P、LM317。

③输出电压只有2V且不可调？R1虚焊、断路。

④输出电压最大值为12.5V且不可调？观察LM317的3脚是否虚焊，如果没有虚焊，则测量RP是否存在问题。

(二)元器件选择

1.元器件清单

表6－6　集成直流稳压可调电源元器件清单表

2.元器件选择注意点

①变压器的检测。将万用表至于200Ω档，分别测量初次、次次绕组，初级电阻大，接220V，次级电阻值小，作为输出。如果所测阻值为0或∞，则说明变压器短路或断路。

②LM317检测。将LM317引脚朝下，把标记有“LM317”的一面正对着自己，从左边起引脚分别是“调整端(1脚)、输出端(2脚)、输入端(3脚)”万用表拨至于200K档，黑表笔接LM317散热板，红表笔分别接1、2、3脚，测量结果大致为24KΩ、0Ω、4KΩ。

③电位器RP检测。将数字万用表拨至20KΩ档，测得固定端阻值应与标称值一致；再测一个固定端和滑动端之间的阻值能在0到标称值之间平稳变化，则说明该电位器是好的。

(三)知识升华

如果需要输出电压在2V～20V可调，应该如何改变电路？