【正文】 θ 2 表示從器件外殼到散熱片表面的熱阻， Rθ A 表示從結(jié)到散熱片表面的熱阻，則 Rθ A=Rθ 1+Rθ 2。 LM317 屬于深度負(fù)反饋的穩(wěn)壓電路，其功耗比較大，所以有必要討論一下 LM317 穩(wěn)壓模塊的散熱問(wèn)題。輸入 12V 的話，輸出最高就是 10V 左右。調(diào)整端使用 濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。當(dāng)然在 317 穩(wěn) 壓塊的輸出端并聯(lián)泄流電阻 R(如圖所示 ),也可以為 317 穩(wěn)壓塊提供最小穩(wěn)定工作電流。當(dāng) 317 穩(wěn)壓 塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時(shí)， 317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。 LM317 內(nèi)置有過(guò)載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。 D5， D6用于保護(hù) LM317。然而作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計(jì)算公式， R3和 R2的阻值是不能隨意設(shè)定的。 317 系列穩(wěn)壓塊的型號(hào)很多：例如 LM317HVH、 W317L 等。啟動(dòng) XV 電路的作用是在剛接通電流輸入電壓的時(shí)候，是調(diào)整管、放大電路和基準(zhǔn)電源等建立各自的工作電路，而當(dāng)穩(wěn)壓電路正常工作是啟動(dòng)電路被斷開(kāi)，影響穩(wěn)壓電路的性能。放大短路將基準(zhǔn)電壓與從輸出端得到的采樣電壓進(jìn)行比較，然后再放大并送到調(diào)整管的基極。第二方面，由于電網(wǎng)電壓并不穩(wěn)定，當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，整流電路的輸出電壓直接與變壓器副邊電壓有關(guān)，因此輸出直流電壓也相應(yīng)的發(fā)生變化。 XIV 圖 10 橋式整流、電容濾波時(shí)的電壓、電流波形 穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路是整個(gè)設(shè)計(jì)之 中一個(gè)很重要的組成部分，幾乎所有的電子設(shè)備都需要穩(wěn)定的直流電源供電才能正常工作。對(duì)于橋式整流電路來(lái)說(shuō)，脈動(dòng)電壓峰值為 2U2， C的充電周期等于交流電源周期 T的一半，即 C≥ (3~5) T2RL，式中 RL為整流后的等效負(fù)載電阻，經(jīng)過(guò)考慮，本設(shè)計(jì)取 C為 2200uF。電容濾波電路原理圖如圖 9所示。一般的情況下只適 用于低電壓，大電流的場(chǎng)合。所以我們需要在整流電路之后加入濾波電路進(jìn)行濾波，才能得到穩(wěn)定的直流電壓。橋式整流電路電壓和電流波形如圖 7所示。流過(guò)整流管的平均電流： 2D IiI ? 2 oi RI I I? ? 21 0 .0 1RR adj AI I I? ? ? XI 式中 Ii 為穩(wěn)壓器的輸入電流， IR IR Iadj 分別為流過(guò) R R2，以及調(diào)整端的電流，則： 0. 012 oD II ? ? 考慮到電容充電電流的沖擊，正向電流一般取平均電流的 2～ 3 倍。 在負(fù)載電阻上正、負(fù)半周經(jīng)過(guò)合成，得到的是同一個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。在小功率整流電路中，常見(jiàn)的集中整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流電路。 整流濾波電路 因?yàn)檎n題需要 5V12V 的穩(wěn)壓直流電，所以需要用到 220V 轉(zhuǎn) 18V 的變壓器把高壓的交流電轉(zhuǎn)成低壓交流電。由于穩(wěn)壓器在 1∶ 1的深度負(fù)反饋下工作，當(dāng)輸出端負(fù)載為容性的某一值時(shí)，穩(wěn)壓器有可能出現(xiàn)自激現(xiàn)象。 IX T R 1T R A N 2P 2 SB R 1D F 00 5 MC122 00 uC20. 1 uD1D I O D E LE DR11kVI3VO2ADJ1U1LM 31 7 LR2P O TR320 0 RD61N40 0 2D51N40 0 2Q190 1 3R4 R5R6C4C310 uC510 u 圖 5 穩(wěn)壓電源電路原理圖 Lm317 可調(diào)式集成穩(wěn)壓電源的原理圖如圖 5所示，只要接線正確，一般能良好地實(shí)現(xiàn)它的功能。 芯片的電源地是 21 腳，模擬地是 32 腳，信號(hào)地是 30腳，基準(zhǔn)地是 35腳，在通常的情況下，這四個(gè)引腳都接地。當(dāng)知道了那個(gè)腳是第一腳，按照逆時(shí)針?lè)较蚺帕?，依次是第二引腳到第四十引腳。 ICL7107 芯片將高精度，低成本和通用性非常好地集于一身，而且極性誤差小于一個(gè)字 。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。它不僅能構(gòu)成三端穩(wěn)壓電路的最簡(jiǎn)單形式，同時(shí)輸出電壓具有可調(diào)的功能。而且方案三具有電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，便于操作等優(yōu)點(diǎn)，而且經(jīng)過(guò)調(diào)試，其電壓輸出穩(wěn)定，調(diào)壓精度高，效率高，完全符合課題的要求。 圖 2 方案二系統(tǒng)框圖 掉電貯存單元 51 單 片 機(jī) LCD 顯示單元 電壓控制單元 按鍵電路 電壓 /電流采樣電路 輸出 電源電路 V 方案三：利用 lm317 集成穩(wěn)壓芯片為核心，通過(guò)變壓器之后整流濾波再穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的直流電。但是， PWM 占空比的線性變化使相應(yīng)的電流呈非線性變化，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)濾波電容的存在對(duì)占空比很小的 PWM 波積分效果明顯，導(dǎo)致電壓的非線性變化更顯著，特別是 PWM 占空比很小的時(shí)候，即希望調(diào)出很小的電壓的時(shí)候。 第六部分對(duì)本穩(wěn)壓直流電源給出本 課題的結(jié)論，作結(jié)束語(yǔ)。 第二部分提出穩(wěn)壓直流電源的總的設(shè)計(jì)思路和幾種可行的方案，以及各方案實(shí)現(xiàn)的功能，并對(duì)這些不同的方案進(jìn)行分析，最終選擇了本方案，并對(duì)本方案需要用到的元器件進(jìn)行詳細(xì)的介紹。 III VI3VO2ADJ1U1LM 31 7 LR122 0 RR V 1P O T 圖 1 lm317 的電壓調(diào)整原理電路圖 如圖 1所示，通過(guò)調(diào)整可調(diào)電阻 RV1 的阻值，就可以調(diào)整輸出電壓 Vo 的大小。變壓器可以將 220V 的交流電轉(zhuǎn)換成適合用電器的低壓交流電。所以，穩(wěn)壓直 流電源具有非常重要的研究意義。本設(shè)計(jì)采用 lm317 芯片作為集成穩(wěn)壓電路的芯片，不僅電路簡(jiǎn)單，而且電壓可以在 內(nèi)連續(xù)可調(diào)，而且它效率高，性能好，有較高的調(diào)整精度，各方面都適合設(shè)計(jì)的要求。本設(shè)計(jì)的顯示部分是采用 ICL7107 芯片制作 LED 顯示的數(shù)字電壓表，并聯(lián)到輸出端，完成電壓顯示的功能。本電源作為一個(gè)微型啟動(dòng)器，具有可調(diào)整電壓，調(diào)壓范圍是 ，而且具備輸出電壓可以顯示的功能。 由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。 I 摘 要 當(dāng)今社會(huì)人們極大的享受著電子設(shè)備帶來(lái)的便利，但是任何電子設(shè)備都有一個(gè)共同的電路 電源電路。 不可否認(rèn)電源已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于我們生活的方方面面，所以，學(xué)習(xí)并了解電源的制作原理和技術(shù)對(duì)于我們的生產(chǎn)和發(fā)展都具有積極的意義。 本文主要設(shè)計(jì)并制作數(shù)字顯示的直流穩(wěn)壓電源。 ICL7107 是一種市場(chǎng)上應(yīng)用非常廣泛的集成芯片，內(nèi)置程序，可以直接驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管。通過(guò)變壓器把 220V 的市電變?yōu)殡娫此枰牡蛪航涣麟?，然后?jīng)過(guò)整流器，把交流電變成直流電，但是這時(shí)候的直流電并不穩(wěn)定，需要經(jīng)過(guò)濾波后，再由穩(wěn)壓器穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的直流 電。在日常的電子電路中，供電電源常常要用到穩(wěn)壓直流電源。這就需要通過(guò)變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓電路來(lái)將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓的直流電，供家用電器使用。 LM317 的電壓調(diào)整電路圖如圖 1所示。 性能指標(biāo) 輸出最大電壓： 20V 輸出最小電壓： 輸出最大電流： 最大傳 送功率： 20W 論文的總體結(jié)構(gòu) 第一部分主要介紹課題的背景，研究意義，介紹本文的主要研究?jī)?nèi)容，包括實(shí)現(xiàn)的功能和性能指標(biāo)等。 第五部分給出設(shè)計(jì)的實(shí)物圖。它的功耗比較小，效率高，穩(wěn)壓范圍寬，電路的形式多樣。方案二系統(tǒng)框圖如圖 2所示。 圖 3 方案三系統(tǒng)框圖 根據(jù)課 題的要求最終選擇方案三，雖然方案三電壓調(diào)節(jié)精度不及方案二，但是連續(xù)可調(diào)的直流電壓比較符合課題，方案二中的數(shù)控直流電源是步進(jìn)調(diào)壓的。 Lm317 是應(yīng)用很廣泛的集成電路之一。表 1 為幾種集成穩(wěn)壓器的型號(hào)與性能指標(biāo)： 表 1 幾種集成穩(wěn)壓器的型號(hào)與性能指標(biāo) 類型 三段固定 三端可調(diào) 大電流可調(diào) 參數(shù) 符號(hào) 單位 78Mxx、 79Lxx lm31 LM337 LM138 輸入電壓 V1 V +（ 840） +（ 340） 35 輸出電壓 V0 V +（ 524） +（ ） 最小電壓差 （ ViVo） min V +() 電壓調(diào)整率 Sv %V 318 電流調(diào)整率 S