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= 1
2P P =
η
变压器副边电流： A I I o 8.0max 2=>，取A I 12=， 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：
①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LM317稳压器在空载时能够稳定地工作。
当然在LM317稳压器的输出端并联电流电阻R（如图所示），也可以为LM317稳压器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稳压器在输出电压为1.25V时，其输出电流大于其最小稳定工作电流，则在317稳压器的输出电压为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LM317稳压器的负担，不是一种妥当的办法。
四、总原理图及元器件清单
1．总原理图
2．元件清单
元件序号型号主要参数数量备注
电阻器200Ω 1
变压器功率为20W 1
二极管IN4001 4
二极管IN4148 2
稳压器LM317 1
滑动变阻器0--6.8KΩ 1
发光二极管 1
电容器0.33µf 1
电容器1000µf 1
电容器1µf 1
五、安装与调试
首先连接好所有的电路元件，在连接时注意元件的分布布局合理性，对元件进行合理布局；注意二极管的单向导电性，注意不要反接；注意型号LM317集成稳压器的引脚，不要焊错引脚；不要短接电路，要多次测量得出结果；当集成稳压器输出端加装防自激电容时，万一输入端发生短路时，该电流的放电电流将使稳压器内的调整管损坏。
为防止这种现象的发生，可在输出、输入端之间接一大电流二极管
六、结论与心得
通过这次课程设计，我获得了很多，首先我明白我们以前所学过的理论知识并没有很好的理解，需要对以前的知识进行复习，电磁与电路是以后所要学习的基础，大二所要开设的课程电机学，电器学都是以此为基础，所以说要把这科基础课学习好。
在参照参考书设计电路，我们遇到了许多问题，我们也学到了许多东西，知道了二极管的单向导电性及用途，知道LM317的使用及其引脚的正确接法，这远比理论学习获得的要多要实际。
集成可调稳压源在实际中有很广泛的应用，它可以用在充电照明设备的充电器，手机等电子产品中，达到把交流电转变成比较稳定的直流电降低电压的目的从而满足人们的日常运用。
完成集成可调稳压电源实物后我们可以将他用于我们的实际生活中，这样我们的设计实物在现实生活中便可以用到。
通过这次课程设计我了解到了很多知识，知道了自己的不足之处，知道这科学习的重要性，让我对下学期的课程有了一个很好的了解，并对下学期的课程充满了希望。
七、参考文献
[1]迟钦河，电子技能与实训，电子工业出版社2006.10
[2]谭博学，集成电路原理及应用，电子工业出版社 2011,。
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