基于LM317穩(wěn)壓電源項目的研究

楊陽 雷迅

[摘 要] 介紹基于LM317穩(wěn)壓電源項目的研究，明確直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中有著十分重要的地位。設(shè)計了一種可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，該電源由橋式整流、濾波電路、穩(wěn)壓等幾部分組成，通過調(diào)節(jié)可實現(xiàn)1.25～25V的電壓，通過電壓表實時顯示電壓。具有邏輯測量功能、蜂鳴器通斷測量、可調(diào)信號輸出功能，該電路成本低、性能可靠、操作便攜，具有實用價值。

[關(guān) 鍵 詞] 穩(wěn)壓電源；整流；濾波；LM317

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）20-0050-01

一、引言

隨著社會的發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備出現(xiàn)在身邊，每個電子設(shè)備都有電源電路部分，電源電路也是電子設(shè)備的一個核心電路，無論大到航天設(shè)備還是我們常見的手機(jī)設(shè)備等都離不開它，所有的設(shè)備都必須依靠電源電路才能正常工作。本文設(shè)計的穩(wěn)壓電源可滿足日常生活以及實驗需要，并且有著諸多優(yōu)點。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計的穩(wěn)壓電源的主要部分包括交流輸入、變壓器降壓、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路以及功能電路，其中有電壓輸出、邏輯輸出、通斷測量、信號輸出電路，前部分為穩(wěn)壓電源的設(shè)計，后部分為擴(kuò)展功能的開發(fā)。電源輸出電壓通過數(shù)碼管實時顯示；邏輯電平測量通過高低兩個不同的指示燈顯示；通斷測量通過蜂鳴器進(jìn)行指示，通則蜂鳴器鳴叫；方波信號輸出由信號輸出可調(diào)電阻器調(diào)節(jié)輸出信號的頻率。整個電路設(shè)計不僅完善了穩(wěn)壓電源的設(shè)計，并且提高了其使用價值。穩(wěn)壓電源系統(tǒng)框圖如下圖所示。

三、電路設(shè)計

直流穩(wěn)壓電源一般由四部分組成，分別為變壓器部分、整流部分、濾波部分以及穩(wěn)壓部分。通過變壓器將220 V交流市電轉(zhuǎn)換為設(shè)計電路所需的低壓交流電，再經(jīng)過整流電路，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，此時的電壓波形并不夠理想，需要經(jīng)過濾波再穩(wěn)壓后才能得到所需的穩(wěn)定的直流電。本文設(shè)計的穩(wěn)壓電源選用了小功率電源中常用的單相橋式整流電路，由四個二極管組成，依次連接，構(gòu)成橋式形狀，當(dāng)輸入信號為正半周期時，對稱的兩只二極管導(dǎo)通得到正輸出，當(dāng)輸入信號為負(fù)半周期時，另外兩只二極管導(dǎo)通，得到負(fù)的輸出，從而形成正負(fù)信號。

經(jīng)過整流后的直流電含有大量的交流成分，直接使用會影響整個電源的工作性能，通常利用電容來作為電容濾波器，過濾其中的交流充分。電容濾波是常見的一種濾波電路，根據(jù)電路所需的電壓及電流選擇相應(yīng)容量的電容并聯(lián)在電路中即可，通常采用電解電容，因此在電路設(shè)計中需要注意電容的正負(fù)極方向，濾波電路利用電容的充放電使得電壓趨于平滑。

本次設(shè)計中，穩(wěn)壓電源的設(shè)計核心電路就是穩(wěn)壓電路，幾乎所有的電子設(shè)備都需要穩(wěn)定的直流電才能工作，因此對穩(wěn)壓電源電路的研究是很重要的。穩(wěn)壓電路是為了提供較為穩(wěn)定的直流電，而上一級整流濾波電路輸出的電壓還不能夠滿足電子設(shè)備使用的直流電的需求，經(jīng)過濾波后的電壓需要穩(wěn)壓后才可正常工作，本設(shè)計采用了LM317集成塊作為穩(wěn)壓模塊，該穩(wěn)壓塊內(nèi)部有過流、過熱保護(hù)電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點。其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào)電壓穩(wěn)壓電源。LM317穩(wěn)壓電源的輸出電壓公式為：Vo=1.25（1+R2/R1）V。LM317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo=1.25～37 V，因此R2/R1的比值范圍需要控制在0～28.6。

四、拓展功能模塊

拓展功能模塊采用CD4069六路反相器，其具有全靜態(tài)工作、提供較寬的電壓范圍、標(biāo)準(zhǔn)對稱輸出特性、提供較寬溫度適用范圍、通過設(shè)計實現(xiàn)邏輯筆測量、通斷測量、可調(diào)信號輸出的功能。

邏輯測量：由CD4069的三個單元構(gòu)成，當(dāng)輸入為高電平時，經(jīng)過翻轉(zhuǎn)可得到一個控制指示燈的電信號，高低電平由不同的指示燈顯示。

通斷測量：通斷測量功能由蜂鳴器等組成，通過連接電源正以及蜂鳴器端，可以測量電路的通斷，電路通蜂鳴器則鳴叫。

信號輸出電路：本設(shè)計能夠輸出方波信號，由CD4069的兩個單元構(gòu)成。當(dāng)輸入電平為高電平時，輸出為高電平，由電阻及電容組成正反饋，形成一個連續(xù)翻轉(zhuǎn)的方波信號，輸出具有指示燈顯示頻率，通過調(diào)節(jié)電位器，可以對電容的充放電時間進(jìn)行調(diào)整，從而控制信號輸出的頻率。

通過對LM317穩(wěn)壓電源項目的設(shè)計、制作、研究，完成了穩(wěn)壓電源既定的功能，輸出電壓通過數(shù)碼管實時準(zhǔn)確的顯示，并且具有輸入信號的邏輯測量功能，通過LED指示燈顯示高低電平，通過蜂鳴器的鳴叫對電路通斷進(jìn)行測量，另外還可以輸出信號等。

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