【正文】 這樣不僅浪費(fèi)了電能 ,而且增加了 317穩(wěn)壓塊的負(fù)擔(dān) ,不是一種妥當(dāng)?shù)霓k法。 1， 2腳之間為 。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。一般的情況下只適用于低電壓，大電流的場(chǎng)合。 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。 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。它的主要性能參數(shù)如下： 輸出電壓： DC； 輸出電流： ； 保護(hù)電路：芯片內(nèi)部有過(guò)熱，過(guò)流，短路保護(hù)電路； 最大輸入輸出電壓差： 40V DC； 220AC 輸入 變壓器 LM317 穩(wěn)壓電路 輸出 ICL7107 LED 顯示 5 最小輸入輸出電壓差： 3V DC 集成穩(wěn)壓器有多種型號(hào)供選擇，每種型號(hào)有著不同的性能指標(biāo)，可用于功能要求不一樣的各種電路。 三個(gè)方案的選擇： 方案一：開(kāi)關(guān)電源，采用 PWM脈寬調(diào)節(jié)。但是在實(shí)際生活中，我們的家庭用電都是用到 220V的交流電網(wǎng)。 本文主要設(shè)計(jì)并制作數(shù)字顯示的直流穩(wěn)壓電源。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。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。它的功耗比較小，效率高，穩(wěn)壓范圍寬，電路的形式多樣。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(lèi)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 Si % 1215 溫度系數(shù) S /℃ 300 (075) ℃ 紋波抑制比 RR dB 536 60 6 7780 6075 調(diào)整端電流 Id uA 50、 65100 輸出阻抗 Zo Ω 最小負(fù)載電流 Iomin mA 輸出電流 Io A 空擋（ ） M（ ） L（ ） 最大功耗 Pmax W 輸出噪聲電壓 Vn uV(峰 峰值 ) 470、 125600 50 ICL7107三位半 LCD/LED顯示 A/D轉(zhuǎn)換器 6 ICL7107是現(xiàn)時(shí)一種在數(shù)字儀表領(lǐng)域上應(yīng)用非常廣泛的三位半 A/D轉(zhuǎn)換器，它的用途非常廣泛，不僅可以用于制作數(shù)字顯示電壓表，電路稍加改造，還可以用于制作數(shù)字電流表和數(shù)字溫度計(jì)等實(shí)用的電路或儀表。交流 220V電壓經(jīng)過(guò)電源變壓器降壓整流后得到直流電壓 Vin，電壓 Vin經(jīng)過(guò)濾波電路 輸入到集成穩(wěn)壓器的輸入端，在集成穩(wěn)壓器輸出端課調(diào)出 （可調(diào)范圍取決于 R2和 R3的取值，最大范圍可以從 37V。 橋式整流電路原理圖如圖6所示。電感濾波電路圖如圖 8所示： 12 V3 V2V4 V1RLL1 圖 8 電感濾波電路 方案二：采用電容濾波電路。因此，在設(shè)計(jì)中，采用三端集成穩(wěn)壓器 lm317來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電壓的功能。為保證穩(wěn)壓器的輸出性能，R3應(yīng)小于 240歐姆。 通常 LM117/LM317不需要外接電容，除非輸入濾波電容到 LM117/LM317輸入端的連線超過(guò) 6英寸（約 15厘米）。設(shè)集成穩(wěn)壓器的最高允許結(jié)溫為 TJM，最高環(huán)境溫度為 TAM，加散熱器后器件的功耗為 PD，則有關(guān)系式： 39。此時(shí)為一階零狀態(tài)輸入響應(yīng)，求解得： 44154 (1 )RCRRU ie??? 假設(shè)電容 C4的電壓達(dá)到 ，得： 5445ln RRiRC i????? 18 設(shè)電機(jī)負(fù)荷在額定狀態(tài)下運(yùn)行，電機(jī)電流 I0已經(jīng)穩(wěn)定。 ICL7107芯片的最大量程可以到達(dá) ，如果需要用到其他的量程，可以通過(guò)修改輸出端電阻的參數(shù)來(lái)達(dá)到目的。 C1 選用 CCB電容， C2 選用 的 CCB電容， C3選用 ， C4選用 100 pF的 CCB電容。經(jīng)過(guò)測(cè)試，數(shù)顯電壓表正常工作。ARM7畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用百例 [M].北京電子工業(yè)出版社 2020 [9] 李海鯤 ,Proteus在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [J].電腦知識(shí)與技術(shù) ,2020年 35期 [10] 樓然苗 ,51單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 [M].北京：北京航空航天技術(shù)出版 社 ,2020 29 。在高興之余，也有很多感觸。然后，用萬(wàn)用表測(cè)電源的輸出，如 ，然后通過(guò)調(diào)節(jié)電位器 R2，使 LED上的數(shù)值與萬(wàn)用表上的一致。內(nèi)部振蕩頻率為 48Hz，顯示每秒刷 三 次。考慮一定的設(shè)計(jì)余量，取保護(hù)電流設(shè)定值 IGIS，式 (1)同樣成立此為一階全響應(yīng)方程，初始條件 uc4 (0+)=I0iR5, 強(qiáng)制分量 uc4 (∞)=I GR5, 求解得 ： 441554 () RCc o ccU I R R I I e?? ? ? 假設(shè) 增大到 V2導(dǎo)通電壓 ’, 則 ’ 必須小于允許短路時(shí)間 t,即： 5544539。 過(guò)流保護(hù) 在目前 ，各種直流電源產(chǎn)品 的應(yīng)用非常廣泛 ，電源技術(shù)已經(jīng)比較成熟。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。 D5， D6用于保護(hù) LM317。當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流波動(dòng)時(shí)，調(diào)整自身的集 射壓降使輸出電壓基本保持不變。電容濾波電路比較簡(jiǎn)單，而且負(fù)載直流電壓比較高，紋波也比較少，適用于負(fù)載電壓較高，負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合，也減輕了電路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。由于濾波電容的容量愈大，二極管導(dǎo)通角愈小，通過(guò)二極管脈沖電流的幅度愈大，因此，整流管的幅值電流必須加以考慮。 為獲得較高的輸出電壓值， LM317穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端與地之間的電阻 R2值及其壓降往往較大，在 R2兩端并接一個(gè)不小于 10uF的電容 C3，可有效地抑制輸出端的紋波。它集成了七段譯碼器，顯示驅(qū)動(dòng)器，參考源和時(shí)鐘系統(tǒng)，并且可以直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。 方案二：用單片機(jī)控制輸出電壓的調(diào)整，使用電壓采樣電路，通過(guò) A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。整流器由二極管組成，用于濾去整流輸出電壓中的紋波。電源的穩(wěn)壓部分用三端集成穩(wěn)壓管 LM317完成，數(shù)字顯示部分用 ICL7107芯片完成。提供這 種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。所以，穩(wěn)壓直流電源具有非常重要的研究意義。 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)。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。 表 2 ICL7107的極限參數(shù) 參數(shù)類(lèi)型 型號(hào) 符號(hào) 參數(shù)范圍 單位 電源電壓 ICL7106 V+~V 15 V 電源電壓 ICL7107 V+~GND 6 V 電源電壓 ICL7107 V~GND 9 V 模擬輸入電壓 ICL7106/ICL7107 V+~V 參考源輸入 ICL7106/ICL7107 V+~V 時(shí)鐘輸入 ICL7106 TEST~V+ 時(shí)鐘輸入 ICL7107 GND~V+ 工作溫度 ICL7106/ICL7107 Topr 0~70 ℃ 貯存溫度 ICL7106/ICL7107 Tstg 65~150 ℃ 熱阻 ICL7106/ICL7107 ? 50 ℃ /W 8 最大結(jié)溫 ICL7106/ICL7107 150 ℃ 3 可調(diào)穩(wěn)壓直流電源的設(shè)計(jì) 可調(diào)穩(wěn)壓直流電源的基本組成 穩(wěn)壓電源一般分為五部分，由變壓器降壓電路，全橋整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路和保護(hù)電路組成。 單相橋式整流電路是工程上最常用的單相整流電路 。由于電感在電路中有儲(chǔ)能的作用，所以在電路中可以串聯(lián)電感，當(dāng)電源供給的電流增加時(shí)，它能夠把能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，當(dāng)電流減小時(shí)，它有可以把能量釋放出來(lái)，是負(fù)載電流比較平滑，有平波的作用。 14 穩(wěn)壓電路主要用于提供更加穩(wěn)定的直流帶能源。 穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計(jì)算 ： 231 .2 5 (1 )oRV R? ? 僅僅從公式本身看， R R2的電阻值可以隨意設(shè)定。 在使用 317穩(wěn)壓塊的輸出電壓計(jì)算公式計(jì)算其輸出電壓時(shí) ,必 須保證 R1≥ 和R2≤ 兩個(gè)不等式同時(shí)成立 ,才能保證 317穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定地工作。穩(wěn)壓器的散熱能力取決于它的熱阻給半導(dǎo)體器件加散熱片后可減小總熱阻。 電機(jī)啟動(dòng)時(shí)必須滿(mǎn)足充電時(shí)間 τ 大于啟動(dòng)時(shí)間 δ ， Q1不導(dǎo)通，電機(jī)才能正常啟動(dòng)。 19 圖 13 基于 ICl7107的數(shù)顯電壓顯示電路原理圖 ICL7107是一種內(nèi)置程序的芯片，所以可以直接使用，免去了編 程的麻煩。 下面以 20V來(lái)進(jìn)行分壓電阻（ Rx）的計(jì)算，這里我們?cè)O(shè)定 R4 形成的參考電壓為 100mV， R2為 1KΩ ，落在 R2上的電壓降為 2100mV = ， Rx計(jì)算如下：2 0 0 . 2 990 . 2x URkI ?? ? ? ? 為了方便電阻選擇，選用 100 KΩ 電阻，其誤差可通過(guò)調(diào)整 R2來(lái)彌補(bǔ)。這樣，在三極管的 “C” 極有放大的交流信號(hào)，把這個(gè)信號(hào)通過(guò) 2只 4u7電容和 2支 1N4148二極管，構(gòu)成倍壓整流電路，可以得到負(fù)電壓供給ICL7107的 26腳使用。從中能夠加強(qiáng)自我認(rèn)知，認(rèn)識(shí)到自己在哪方面有欠缺，一邊能在日后的學(xué)習(xí)或工作中得到改進(jìn)和提高。但是，經(jīng)過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)我對(duì)知識(shí)的掌握程度有了很大的提高，更是很好地培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力，使我獲益良多。 ICL7107的供