基于可调式稳压器LM的直流稳压电源课程设计自己制作

基于可调式稳压器LM317的直流稳压电源课程设计自己制

作

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电子技术课程设计总结报告

题目：运算放大器组成的0-20倍放大器学生姓名：

系别：

专业年级：

指导教师：只写一个人的名字电气信息工程系2004级电气工程专业1班某某某

年7月2011

基于可调式稳压器LM317的直流稳压电源

TAG：可调式稳压器LM317 LM317直流稳压电源LM317电源

摘要：该设计主要利用可调式稳压器LM317实现直流稳压电源的正负输出可调性。整个电源主要由变压器、整流电路、滤波电路，以及稳压电路几部分组成。其体积小，稳定性好且性价比较高。主要介绍其具体实现及原理，并分析具体硬件电路的工作原理及具体实现方法。结合单片机原理以及其他相关集成电路模块的相关原理实现了直流稳压电源的显示等具体功能。经反复实验，结果表明其具有灵活的可调性，控制效果良好。该电源可广泛运用于电力电子、仪表、控制等实验场合。

关键词：可调式稳压器；直流稳压电源；整流电路；滤波电路

1、引言：

在电子线路的相关应用中，电源是其必不可少的部分，电源系统质

量的优劣和性能的可靠性直接决定着整个电子设备的质量。直流稳压电源作为直流能量的提供者，在各种电子设备中有着极其重要的地位，它的性能良好与否直接影响到电子产品的精度、稳定性和可靠性。随着电子技术的日益发展，电源技术也得到了很大的发展，它从过去一个不太复杂的电子线路发展到今天具有较强功能的模块。人们对电源的质量、功能和性能要求也随之变得越来越高。本文介绍一种以可调式稳压器为核心组成的正负输出可调的直流稳压电源。该电源主要由电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路等部分所组成。单向交流电经过这几部分电路后即可转换成正负输出可调的稳定直流电压。在本电源设计中，不仅制作了实用的稳压电源，更是结合单片机原理、汇编语言等学科，提高电源的性能和功能，使电源设备功能更加完善，使用方便，显示直观。初步实现了电子产品的体积小、功能多、性能高、价格低、智能化等方面的功能。

2、电路所用核心元器件

（1）LM317简介

LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。我国和世界各大集成电路生产商均有同类产品可供选用，是使用极为广泛的一类串连集成稳压器。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。

317稳压块存在一个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317稳压块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317稳压块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317稳压块在空载时能够稳定地工作。上式中的1.5mA为317稳压块的最小稳定工作电流。当然，只要能保证317稳压块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。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317稳压块的输出电压计算公式计算其输出电压时，必须保证

R1≥0.83KΩ，R2≤23.74KΩ两个不等式同时成立，才能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。

当然在317稳压块的输出端并联泄流电阻R，也可以为317稳压块提供最小稳定工作电流。但是，由于并联的泄流电阻不能随输出电压的变化而变化，如果要保证317稳压块在输出电压为1.25V时，其输出电流大于其最小稳定工作电流，则在317稳压块的输出电压为37V时，流过泄流电阻的电流就太大了，这样不仅浪费了电能，而且增加了317稳压块的负担，不是一种妥当的办法。

3、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，构成正负输出可调的稳压电源电路。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、等部分所组成。

4、电路工作原理分析

（1）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）整流部分

该设计采用单相桥式整流电路(桥式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u：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Uz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“一”时应有电流流出a点，a为“一”b为“+”时应有电流流入a点；相反，a为“+”b为“一”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。

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“一”时，Dl、D3导通，D2、D4截止，U01=U2，U02=一U2；而当b 点为“+”a点为“一”时，D2、D4导通，D1、D3截止，U01=一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=U2sinwt，U2为其有效值。当u2为正半周时，电流由a点流出，经Dl、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uo=u2，D2和D4管承受的反向电压为一

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上的电压等于一u2，即uo=一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