基于lm317的可調(diào)穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)

本文將了解如何使用LM317IC設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的可變穩(wěn)壓器。

方框圖

與所有穩(wěn)壓器一樣，該電路必須遵循相同的通用框圖

電源框圖

在這里，我們有一個(gè)輸入高壓交流電進(jìn)入變壓器，變壓器通常將高壓交流電從市電降壓到我們應(yīng)用所需的低壓交流電。下面的橋式整流器和一個(gè)平滑電容器將其交流電壓轉(zhuǎn)換為未穩(wěn)壓的直流電壓。但該電壓會根據(jù)負(fù)載和輸入穩(wěn)定性的變化而變化。這種未穩(wěn)壓的直流電壓被饋入穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器將保持恒定的輸出電壓并抑制未穩(wěn)壓的電壓紋波?，F(xiàn)在，該電壓可以饋入我們的負(fù)載。

簡單電路圖

使用LM317的簡單可變電源

首先，讓我們討論一下對平滑電容的需求。如您所知，橋式整流器的輸出如下

橋式整流器輸出

如您所見，盡管由于輸出極性不會反轉(zhuǎn)，因此波形可以被認(rèn)為是直流電壓，但輸出中存在的大紋波使得幾乎不可能用于任何供電應(yīng)用。因此，為了消除這些紋波，使用了平滑電容器［C1］?，F(xiàn)在電容器后的輸出將是

電容濾波器輸出

現(xiàn)在為了設(shè)計(jì)電容器，我們使用簡單的公式，Y=1/（4√3fRC）

哪里

Y=紋波系數(shù)

f=頻率（此處為50Hz）

R=所需輸出電壓除以最大所需輸出電流

C=要使用的電容值

為了計(jì)算Y，我們使用方程，

Y=V交流有效值/V直流

V交流有效值=Vr/2√3

V直流=V麥克斯–（Vr/2）

現(xiàn)在我們需要知道的是Vr的值，可以根據(jù)我們的需要進(jìn)行選擇。通常我們將其視為0.4V，這意味著輸出波形中紋波的最大大小為0.4V。這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是紋波因數(shù)取決于輸出電流，即。當(dāng)我們改變負(fù)載時(shí)，漣漪可能會變大或變小。這就是為什么電容器后面絕對需要穩(wěn)壓器IC的原因。

該電路最重要的部分是317可變穩(wěn)壓器。317是一款單片集成電路，具有可調(diào)3端子正電壓穩(wěn)壓器，設(shè)計(jì)用于提供超過1.5A的負(fù)載電流，輸出電壓可在1.2V至37V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。它還具有內(nèi)部電流限制、熱關(guān)斷和安全區(qū)域補(bǔ)償功能。所有這些使其成為穩(wěn)壓器的一個(gè)非常好的候選者，如果我們需要一個(gè)中等功率輸出的中等精度電源。有關(guān)更多詳細(xì)信息，您可以參考其數(shù)據(jù)表。如您所見，它有三個(gè)引腳，

輸入–這是我們提供非穩(wěn)壓輸入的地方

輸出–這是我們獲得穩(wěn)壓輸出的地方

ADJUST–連接到該引腳的可變電阻器控制輸出電壓

電阻器的設(shè)計(jì)非常簡單，我們需要做的就是遵循數(shù)據(jù)表中提供的公式，

Vo=1.25x（1+R2/R1）+IadjxR2

哪里

Vo=輸出電壓

R1，R2=電阻值

Iadj=通過ADJUST引腳的電流

需要注意的一些要點(diǎn)是，

ADJUST引腳電流必須約為50至100uA。因此，我們可能會忽略等式的第二項(xiàng)，即以犧牲準(zhǔn)確性為代價(jià)來購買簡單性。

R1的值必須保持相當(dāng)小，有些高達(dá)500歐姆。這是為了滿足IC的最低電壓要求。

因此，這給我們留下了電路中另外兩個(gè)需要我們注意的組件，電容器C2和C4。C2用于在距離穩(wěn)壓器一定距離處執(zhí)行濾波時(shí)避免紋波。其閥門按照數(shù)據(jù)表中的規(guī)定為0.33uF。電容C4在電路中非常重要，因?yàn)槿绻麤]有這個(gè)電容，317傾向于在Mhz范圍內(nèi)充當(dāng)振蕩器。它還具有改善電路瞬態(tài)響應(yīng)的額外優(yōu)勢。

雖然這些是穩(wěn)壓器正常工作的必要組件，但我們建議添加更多元件，不僅可以提高電路效率，還可以提供額外的保護(hù)。

完整電路圖

使用LM317的可變電源

電容C3繞過ADJUST引腳接地將提高紋波抑制能力，而二極管用于保護(hù)穩(wěn)壓器，防止電池或任何其他電壓源連接在穩(wěn)壓器的輸出端子上時(shí)流過它。由于C1的值非常大，因此當(dāng)存在這種情況時(shí)，它往往會起到短路的作用。這將迫使大電流流過穩(wěn)壓器，使其無用。通過添加二極管D5，電流將流過二極管而不是穩(wěn)壓器，從而保護(hù)它。二極管D6與電容器C3相同。C3的值可以取為10uF。

從數(shù)據(jù)手冊中還可以清楚地看出，LM317的最壞情況下壓差幾乎為2.3V。因此，為了安全起見，建議選擇至少比所需輸出電壓高4V的變壓器（2的3.317V+橋式整流器的1.4V）。