电子技术课程设计报告 三端集成稳压电路

河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：三端集成稳压电路

三端集成稳压电路

一、设计任务与要求

1. 掌握二极管的单向导电性及用途；

2.了解三端集成稳压器LM7805和LM317的用途及区别；

3.对桥式整流滤波电路进行了解；

4.对变压器知识进行回顾；

5.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力；

6.要求安全用电，正确使用元件

二、方案设计与论证

可调直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压把家用照明电交流电压220V变为所需要的低压交流电。桥式整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在1.25V-37V可调。

方案一、使用型号LM317三端稳压集成器。接入220V家用照明电源，通过降压变压器，使电压降到适合的值，然后使用IN4001型号二极管，电容等设计整流滤波电路，然后通过使用型号LM317三端稳压集成器，输出一个稳定直流电。

方案二、使用型号LM7805三端稳压集成器。接入220V家用照明电源，通过降压变压器，使电压降到适合的值，然后使用IN4007型号二极管，电容等设计整流滤波电路，然后通过使用型号LM7805三端稳压集成器，输出一个稳定直流电。

论证：由于设计要求通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在1.25V-37V可调。对于型号LM7805三端稳压集成器来说，输入电压为9V--20V，输出电压为固定值5，输出最大电流为1.5A；而型号LM317三端稳压集成器输入电压的要求范围比较大，输出电压为可调的，电压的范围1.25V-37V，输出电流的最大值与上面的相同，对于此设计来说LM317的选择性比较高，比较容易操作。

通过论证，最终确定选用方案一。

三、单元电路设计与参数计算

3.1 单元电路设计

稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图

图3.1.1

变压器电路如图3.1.2

电源变压器的作用是将来自电网的220V 交流电压u 1变换为整流电路所需要的交

流电压u 2。电源变压器的效率为：

其中：2P 是变压器副边的功率，1P 是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表所示：

小型变压器的效率

副边功率2P VA 10<

VA 30~10

VA 80~30

VA 200~80

效率η

0.6

0.7

0.8

0.85

因此，当算出了副边功率2P 后，就可以根据上表算出原边功率1P 。

由于LM317的输入电压与输出电压差的最小值()V U U o I 3min =-，输入电压与输出电压差的最大值()V U U o I 40max =-，故LM317的输入电压范围为：

max min min max )()(o I o I o I o U U U U U U U -+≤≤-+ 即 V V U V V I 40339+≤≤+ V U V I 4312≤≤ V U U in 111

.112

1.1Im 2==≥

， 取 V U 122= 变压器副边电流： A I I o 8.0max 2=>，取A I 12=，

1

2P P =

η

因此，变压器副边输出功率： W U I P 12222=≥

由于变压器的效率7.0=η，所以变压器原边输入功率W P P 1.172

1=≥η，为留有

余地，选用功率为W 20的变压器。

3.2 对 LM317的认识

LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一，它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式，又具备输出电压可调的特点。此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。LM317的特性：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、标准三端晶体管封装。电压范围LM317 1.25V 至 37V 连续可调

LM317的主要参数：

输出电压：1.25-37V DC ； 输出电流：5mA-1.5A ；

芯片内部具有过热、过流、短路保护电路； 最大输入-输出电压差：40V DC ， 最小输入-输出电压差：3V DC ； 使用环境温度：-10-+85℃ 。 存储环境温度：-65-+150℃ 。 LM317引脚的识别与安装注意： LM317有三个管脚， 第一引脚，为电压调节脚； 第二引脚，为电压输出脚；

第三引脚，为电压输入脚

安装注意：

在接入电路之前，一定要分清引脚及其作用，避免 接错时损坏集成块。输出电压大于6V 的三端集成稳压器的输入、输出端需接保护二极管，可防止输入电压突然

降低时，输出电容对输出端放电引起三端集成稳压器的损坏；

②为确保输出电压的稳定性，应保证最小输入输出压差。如三端集成稳压器的最小压差约2V，一般使用时压差应保持在3V以上。同时又要注意最大输入输出压差范围不超出规定范围；

③使用时，要焊接牢固可靠。对要求加散热装置的，必须加装符合要求尺寸的散热装置；

LM317的实际应用简单分析：

图3.1.1

如图3.1.1所示，要解决LM317稳压器最小稳定工作电流的问题，可以通过设定R1和R2阻值的大小，而使LM317稳压器空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流，从而保证LM317稳压器在空载时能够稳定地工作。此时，只要保证Vo/（R1+R2）≥1.5mA，就可以保证LM317稳压器在空载时能够稳定地工作。上式中的1.5mA为LM317稳压器的最小稳定工作电流。当然，只要能保证LM317稳压器在空载时能够稳定地工作，Vo/（R1+R2）的值也可以设定为大于1.5mA的任意值。

经计算可知R1的最大取值为R1≈0.83KΩ（由于输出端比调节端的电位始终高1.25V，而有得保证输出至少有1.5mA的电流，1.25/1.5*1000可得，再加上调节端没有电流输出，所以R1与R2是串联的关系可得输出电压的公式）。又因为R2/R1的最大值为28.6。所以R2的最大取值为R2≈23.74KΩ。在使用LM317稳压器的输出电压计算