LM317可调稳压电源

1、目录摘要2一、方案论证及比较21. 基本原理22. 方案设计与论证4二、单元电路设计与参数计算51. 集成三端稳压器52. 选择电源变压器63. 选择整流电路中的二极管74. 滤波电路中滤波电容的选择7三、总原理图及元器件清单81.LM317 可调稳压电源设计原理图82 主要元器件清单8四、安装与调试9五、性能测试与分析91. 输出电压与最大输出电流的测试测试92. 波纹电压的测试103. 测试仪器10六、总结10参考文献11附录一12.摘要本电源设计可将220V（市电）经过降压、整流、滤波、稳压之后，输出 -15 15V 的连续可调直流稳定电压。可以给单片机，及其他供电电压在该范围的芯片进行

2、供电。其中稳压模块由 LM317和 LM337组成，前者实现正向直流电压的稳定输出， 后者实现负向直流电压的稳定输出。 具有输出稳定， 简单易调的特点。关键词：直流稳压可调一、方案论证及比较1. 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的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：(1) 电源变压器： 是降压变压器， 它的作用是将 220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压 Ui 。变压器的变比由变压器的副边按确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中 n 是变压器的效率。

3、;.(2) 整流电路：利用单向导电元件， 将 50HZ的正弦交流电变换成脉动的直流电。(3) 滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分滤除。滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。;.(4) 稳压电路 : 稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点， 通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。2. 案设计与论证方案一：采用 7805 三端稳压器电源固定式三端稳压电源（ 7805）是由输出脚 V0，输入脚 和接地脚 GND组成。它的稳压值为正 5V，它属于

4、 CW78XX系列的稳压器，输入端接电容可以进一步滤波。 输出端也要接电容可以改善负载的瞬时响应。此电路的稳定性也较好。 只是采用的电容要漏电流较小的胆电容，如果采用电解电容，电容量要其他的数值增加十倍。而且不能调节输出的直流电压，所以此方案不宜采用。方案二：采用 LM317可调三端稳压电源LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压，不过它只能输出连续可调的正电压，稳压器内含有过流和过热保护电;.路。由一个电阻 (R) 和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出电压为： Vo=1.25(1+RP/R) 。 由此可见此稳压器的性能和稳压稳定都比上一个三端稳压电源要好，所以此

5、方案可选, 此电源就选用了LM317三端稳压电源，也就是方案二。二、单元电路设计与参数计算1. 集成三端稳压器LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压高得多的纹波抑制比。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%，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，标准三极管封装。LM317其特性参数：可调范围为 1.25V-7V最大输出点流为1.5A输入与输出工作压差为U= Ui-Uo ：3V-40V输出表达式为： UO=（1+R1/R2）*UREF;.图 1 LM317 封装图及原

6、理图其中， U REF是集成稳压器件的输出电压，为 1.25V 。如图所示，改变 R2 的值， Uo 的值即可改变。当 R2 短路时， UO 最小，为 UREF即1.25V；当 R2大于零时， Uo都大于 UREF，最大可达 37V,如上图所示。2. 选择电源变压器1）确定副边电压 U2 Uomax+(Ui-Uo)minUi Uomin+(Ui-Uo)max 12V+3VUi 3V+40V，15VUi 43V。此范围内可任选： Ui=15V=Uo1根据 Uo1=（1.1 1. ） U2可得变压器的副边电压：U2=Uo1/1.15=9/1.1V ，取 U2=12V。2）确定副边电流I2 ：;.

7、Io1=Io又副边电流 I2= （1.5 ） Io1 取 Io=Iomax=1A则 I2=1*1.5A=1.5A 。3) 选择变压器的功率变压器的输出功率： Po>I2*U2=18W3. 选择整流电路中的二极管变压器的伏变电压 U2=12V桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为:1.414U2=17V。桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：Io/2=0.8/2=0.4A。查手册选整流二极管IN4007, 其参数为：反向击穿电 UBR = 1000V >>17V ，最大整流电流I F=1A>0.4A。4. 滤波电路中滤波电容的选择1）求 ?Ui ：根据稳压电路的稳

8、压系数的定义：Sv=( ?Uo/Uo)/( ?Ui/Ui)设计要求 : ?Uo<=50mV Sv<=0.003 Uo=+(-)3V +(-)9V Ui=15V代入上式，则可求 ?Ui= (Ui* ? Uo)/(Uo*S v)=(15*0.05)/(9*0.02)=4V2）求滤波电容 C;.设定 Io=Iomax=0.9A ，t=0.01S 。所以滤波电容C=Iomax*t/Ui=(0.9 *0.01)/4=2200uF。电路中滤波电容承受的最高电压为：1.414U2=17V，所以所选电容器的耐压应大于17V。三、总原理图及元器件清单1.LM317 可调稳压电源设计原理图图 2 Pr

9、oteus仿真原理图2主要元器件清单元件序号型号主要参数数量备注TR1变压器220V-双 12V 20W120WJ1KBP210整流PRV:50-1000V Io:1桥2.0AC1、C2电解电容2200uF 50V2C3、C4瓷片电容0.1uF2;.U1LM317输入与输出工作压差1V40VU2LM337输入与输出工作压差1V40VD1、D21N4007Iz=1A Uz=1000V2C5、C6电解电容33uF 25V2R1、R2电阻220 ?2RV1、RV2电位器5k2C7、C8电解电容330uF 25VC9、C10瓷片电容0.1uF表 1 LM317 可调稳压电源主要元器件四、安装与调试安装

10、时，先安装比较小的原件，所以先安装整流电路，在安装稳压电路，最后再装上电路（电容） 。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不要接反。 检查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，通电后，用万用表检查整流后输出LM317(LM337)输入端电压 Ui的极性，若 Ui 的极性为负 ( 正) ，则说明整流电路没有接对，此时若接入稳压电路，就会损坏集成稳压器。然后接通电源，调节Rw的值，若输出电压满足设计指标，说明稳压电源中各级电路都能正常工作，此时就可以进行各项指标的测试。五、性能测试与分析1. 输出电压与最大输出电流的测试测试;.电路如图所示。一般情况下，稳压器正常工作时，其输出电流Io 要小于

11、最大输出电流Iomax，取 Io=0.9A ，可算出 RL =16? , 工作时RL 上消耗的功率为PL= UoIo = 15* 0.9 =13.5W。故 RL 取额定功率 20W，阻值为 25? 的电位器。测试时，先将 RL =30 ? , 交流输入电压为220V，用数字电压测量的电压指示 Uo。然后慢慢调小 RL，直到 Uo 的值下降 5%。此时流经 RL 的电流就是 Iomax，记下 Iomax 后，要马上调大 RL 的值，以减小稳压器的功耗。2. 波纹电压的测试用示波器观察 Uo的峰峰值，测量 ?Uop-p 的值（约几十 mV）。3. 测试仪器1）万用表、 25 ? 负载电阻2）示波器设计要求测试性能误差分析-15 15V14.95V 14.96V电路自身电阻产生压降Iomax=1A810mA电路自身电阻?Uop-p=100mA80mV信号干扰表 2 测试数据表格六、总结经过一个阶段的学习与实践，我们终于把我们的课程设计报告;.完成了。在此期间得到来自老师和同学的很多帮助。通过这一次的学习与实践，让我们对模电知识更近一步的了解，对模电课程中直流稳压电源这一章所涉及的部分元件有了一定的认识；掌握了选择变压器、整流二极管