可调直流稳压电源设计摘要本设计利用模拟电路，以变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器LMP317来设计直流稳压电源；直流稳压电源是一种简单、安全、运用非常广泛小型电源。

本次设计把重点放在电路的设计和制作上。

本次设计由于电路比较简单，故在很多参考书上都能找到相似的。

实验目的是通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源；掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。

关键词：整流二极管，LM317，稳压电源，一设计任务书1.集成稳压电源的主要技术指标（1）同时输出 1.5V±电压、输出电流为2A。

（2）输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于3⨯；输出内阻小于0.1Ω。

510（3）加输出保护电路，最大输出电流不超过2A。

2.．设计要求（1）电源变压器只做理论设计。

（2）合理选择集成稳压器及扩流二极管。

（3）保护电路拟采用限流型。

二基本原理1 电路框架图12 电路原理图图23整流滤波电路整流电路：利用单向导电性的整流元件二极管，将正负交替的正弦交流电压整流成为单向脉动电压。

但是，这种单向电压往往包含着很大的脉动成分，距离理想的直流电压还差得很远。

滤波电路：利用储能元件电容器C 两端的电压不能突变的性质，把电容C 与整流电路的负载RL 并联（或串联），就可以将整流电路输出中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电。

电路中采用四个二极管，互相接成桥式结构。

利用二极管的电流导向作用，在交流输入电压U2的正半周内，二极管D1、D3导通，D2、D4截止，在负载RL 上得到上正下负的输出电压；在负半周内，正好相反，D1、D3截止，D2、D4导通，流过负载RL 的电流方向与正半周一致。

因此，利用变压器的一个副边绕阻和四个二极管，使得在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。

123J1IN12J2OUTR134D1D2D3D4D5D6C11000UFC4100UFC310UFVIN3G N D1VOUT2V1LM317C20.01UFRP15K37321....4123图3滤波电路利用电阻抗元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波[6]。

电容器的特点就是：对直流电表现出的阻抗极大，相当于不通。

对交流电，频率越高阻抗越小。

利用电容器的这个特点，我们就可以把混杂在直流电里的交流成分过滤出来，所以叫“滤波”。

经过滤波，交流成分都经过电容器回到电源去了，电容器两侧剩下的就是没有波动的纯直流电了。

利用同样的原理，我们可以通过电容器筛选出交流信号，把直流成分去掉。

电容器C 对直流开路，对交流阻抗小，所以C 应该并联在负载两端。

经过滤波电路后，既可保留直流分量，又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。

滤波电容容量大，因此一般采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正、负极。

电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。

当U2为正半周并且数值大于电容两端电压UC 时，二极管D1和D3管导通，D2和D4管截止，电流一路流经负载电阻RL ，另一路对电容C 充电。

当UC ≥U2，D1和D3管反向偏置而截止，电容通过负载电阻RL 放电，UC 按指数规律缓慢下降。

当U2为负半周幅值变化到恰好大于UC 时，D2和D4因加正向电压变为导通状态，U2再次对C 充电，UC 上升到U2的峰值后又开始下降；下降到一定数值时D2和D4变为截止，C 对RL 放电，UC 按指数规律下降；放电到一定数值时D1和D3变为导通，重复上述过程。

电容C 愈大，负载电阻RL 愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大。

4 稳压电路123J1IND1D2D3D4C11000UFC20.01UF3....412稳压电路：当电网电压或负载电流发生变化时，滤波电路输出的直流电压的幅值也将随之变化。

因此，。

压电路的作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。

本设计采用可调正压系列：W317系列稳压块能在输出电压为1.25V~37V 的范围内连续可调,外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。

其芯片内也有过流、过热和安全工作区保护。

最大输出电流为1.5A 。

其典型电路如下所示。

其中电阻与电位器RP 组成电压输出调节电器，输出电压的表达式为：11.251o Rp U R ⎛⎫≈+ ⎪⎝⎭式中， R1一般取值为（180 -240 ），输出端与调整压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V ），所以流经电阻的泄放电流为5~10mA 。

D6：选用1N4001或1N4007。

作用：无D2，当LM317输入端元件短路时，出现UI<UO,则会产生一个由其输出端经LM317流入输入端的反向泄放电流。

这个电流将可能损坏LM317。

接入D6后，D6提供一个泄放电流的通路(D2正偏), 从而保护了LM317。

图4R134D6C310UFVIN3G N D1VOUT2V1LM317C20.01UFRP15K33412三元器件介绍及选择1特殊元器件介绍1.1 LM317三端稳压器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是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。

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LM117/LM317 1.25V 至 37V 连续可调主要参数输出电压：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℃。

内部结构图图52元器件选择2.1 输出电压Uo=Uo’+URp1=(R1+PR1)Uo’=(1+RP1/R1)Uo’ (Uo’=1.25)2.2 确定 RP1,R1Uomax=12=(1+RP1/R1)Uo’所以 RP1=(Uomax/Uo-1）R1=(12/1.25-1)*200=1720在考虑到实验室元器件的库存问题，最后选择RP1=5K。

图62.3 R1的选定（180-250） LM317稳定工作的最小电流为： Iomin=1.5mAR1max=1.25/5*1000=250R1取值过小会使 LM317的分流过多，导致IL 下降，所以R1取240. 2.4电容选择C1：滤波，C1=1200 µF； C2：抑制自激振荡， C2=(0.1～0.3)µF/63V；C3：滤波，用以减小输出电压的波纹电压(即输出电压中的交变电压分量)。

C3=10uF/16V ；C4：滤波作用，使Uo 中的波动减小; C4=100µF/16V。

123J1IN12J2OUTR1240D1D2D3D4D5D6C11000UFC4100UFC310UFVIN3G N D1VOUT2V1LM317C20.01UFRP15K7321...3 元件清单 表1表1四 安装调试1 PCB 板型号/规格 数量变压器 220/15V ， 15W 1电解电容C1 1000uF/25 1三端可调稳压器LM317 1电容C2 0.1uF/63V 1电位器Rp15k电容C3 10uF/16V 1电容C4 100uF/16V 1二极管IN4001 or IN40076印制板 1 1图72.安装电路及检测整流滤波电路：主要检查整流二极管是否接反，否则会损坏变压器。

检查无误后，通电测试（可用调压器逐渐将输入交流电压升到220V ），用滑线变阻器做等效负载，用示波器观察输出是否正常。

安装稳压电路部分：输入端加直流电压I U （可用直流电源作输入，也可用调试好的整流滤波电路作输入），滑线变阻器作等效负载，调节电位器RP ，输出电压应随之变化，说明稳压电路正常工作。

注意检查在额定负载电流下稳压器的发热情况。

总装及指标测试将整流滤波电路与稳压电路相连接并接上等效负载，测量下列各值是否满足设计要求：①I U 为最高值（电网电压为242V ），o U 为最小值（此例为+5V ）。

测稳压器输入、输出端压差是否小于额定值，并检查散热器的温升是否满足要求（此时应使输出电流为最大负载电流）。

②I U 为最低值（电网电压为198V ），o U 为最大值（此例为+12V ），测稳压器输入、输出端压差是否大于3V ，并检查输出稳压情况总结本设计利用模拟电路，以变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器LMP317来设计直流稳压电源.通过本次课程的学习，让我从中学到了很多知识，和制作版的基本常识。

本设计利用直流稳压电源经过整流、滤波、稳压等部分输出可调的0到6伏的直流电流。

在实物的制作中与到了不少的问题，有电路画错的，封装画错的还有元器件安装时装反了等，在修正错误的同时自己学到了不少的知识，也总结了不少经验，自身的创新设计能力及动手能力得到了提高，为以后的设计供作打下了坚实基础。

致谢从拿到设计题目到设计整稿，从理论到实践，学习到了很多新的知识，也成长了好多，在此要特别感谢导师司小平的指导与帮忙，在导师的指导下才能够产生了不错的设计思路，在设计过程中，遇到不少问题，都能够得到导师的指点，让设计工作得以顺利进行，同时要感谢设计制作中帮助过我的同学，特别是大神汪杨铭在设计过程中帮我解决了许多问题，及时帮我解惑，以及排除障碍等。

在此要感谢老师和同学们，让我在这次设计过程中增长知识，学会成长。