【文章內(nèi)容簡介】 含有大量的交流成分（稱為紋波電壓）。所以我們需要在整流電路之后加入濾波電路進行濾波，才能得到穩(wěn)定的直流電壓。對于濾波電路的選擇有兩種方案：方案一：采用電感濾波電路。由于電感在電路中有儲能的作用，所以在電路中可以串聯(lián)電感，當電源供給的電流增加時，它能夠把能量儲存起來，當電流減小時，它有可以把能量釋放出來，是負載電流比較平滑，有平波的作用。在電感濾波電路中，整流管的導電角度比較大，峰值電流很小，輸出特性比較平坦，但是由于鐵芯的存在，比較笨重，體積比較大，而且容易引起電磁干擾。一般的情況下只適用于低電壓，大電流的場合。電感濾波電路圖如圖8所示：圖8 電感濾波電路方案二：采用電容濾波電路。由于電容在電路中也是起到儲存能量的作用，并聯(lián)的電容器在電源供給的電壓升高時，能夠把部分能量儲存起來，而當電源電壓減低的時候，就能把能量釋放出來，是負載電壓比較平滑穩(wěn)定，也就是電容也有平波的作用。電容濾波電路比較簡單，而且負載直流電壓比較高，紋波也比較少，適用于負載電壓較高，負載變動不大的場合，也減輕了電路設計和實際焊接的工作。電容濾波電路原理圖如圖9所示。圖9 電容濾波電路經(jīng)過分析，最終決定采用方案二。經(jīng)過濾波，電路的電壓、電流波形如圖10所示。濾波電解電容C的選擇原則是：取其放電時間常數(shù)RLC大于充電周期的3～5 倍，其耐壓值必須大于脈動電壓峰值。對于橋式整流電路來說，脈動電壓峰值為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為整流后的等效負載電阻，經(jīng)過考慮，本設計取C為2200uF。設電容兩端初始電壓為零，并假定t=0時接通電路，輸入電壓U2為正半周，當U由零上升時，VV3導 通，C被充電，同時電流經(jīng)VV3向負載電阻供電。忽略二極管正向壓降和變壓器內(nèi)阻，電容充電時間常數(shù)近似為零，因此Uo=Uc≈U2，在u2達到最大值時，Uc也達到最大值，然后U2下降，此時，UcU2，VV3截止，電容 C向負載電阻RL放電，由于放電時間常數(shù)τ=RLC一般較大，電容電壓Uc按 指數(shù)規(guī)律緩慢下降，當下降到|U2|Uc時，VV4導通，電容C再次被充電，輸出電壓增大，以后重復上述充放電 過程。其輸出電壓波形近似為一鋸齒波直流電壓，使負載電壓的波動大為減小。圖10 橋式整流、電容濾波時的電壓、電流波形 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路是整個設計之中一個很重要的組成部分，幾乎所有的電子設備都需要穩(wěn)定的直流電源供電才能正常工作。所以，研究和熟悉穩(wěn)壓電路的組成和設計具有非常重要的意義。穩(wěn)壓電路主要用于提供更加穩(wěn)定的直流帶能源。考慮到整流濾波電路的輸出電壓和理想的直流電源還是有相當?shù)木嚯x，主要是存在兩方面的問題：第一方面，但負載電流變化的時候，因為整流濾波電路存在一定的內(nèi)阻，所以輸出的直流電壓將有可能隨之發(fā)生變化。第二方面，由于電網(wǎng)電壓并不穩(wěn)定，當電網(wǎng)電壓發(fā)生波動時，整流電路的輸出電壓直接與變壓器副邊電壓有關，因此輸出直流電壓也相應的發(fā)生變化。因此，在設計中，采用三端集成穩(wěn)壓器lm317來實現(xiàn)穩(wěn)定電壓的功能。其中，調(diào)整管接在輸入端和輸出端之間。當電網(wǎng)電壓或負載電流波動時，調(diào)整自身的集射壓降使輸出電壓基本保持不變。放大短路將基準電壓與從輸出端得到的采樣電壓進行比較，然后再放大并送到調(diào)整管的基極。放大倍數(shù)越大，則穩(wěn)定性能越好。由于三端集成穩(wěn)壓器是串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路的一種，而串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路的輸出電壓和基準電壓成正比，因此，基準電壓的穩(wěn)定性將直接影響穩(wěn)壓電路的輸出電壓的穩(wěn)定性。采樣電路由兩個分壓電阻組成，它將輸出電壓變化量的一步份送到放大電路的輸入端。啟動電路的作用是在剛接通電流輸入電壓的時候，是調(diào)整管、放大電路和基準電源等建立各自的工作電路，而當穩(wěn)壓電路正常工作是啟動電路被斷開，影響穩(wěn)壓電路的性能。保護電路主要起到限流保護，過熱保護和過壓保護的作用。穩(wěn)壓部分的電路原理圖如圖11所示。 圖11 穩(wěn)壓電路原理圖LM317作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊，是一種使用方便、應用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。317系列穩(wěn)壓塊的型號很多：例如LM317HVH、W317L等。電子愛好者經(jīng)常用317穩(wěn)壓塊制作輸出電壓可變的穩(wěn)壓電源。 穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計算：僅僅從公式本身看，RR2的電阻值可以隨意設定。然而作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計算公式，R3和R2的阻值是不能隨意設定的。1。為保證穩(wěn)壓器的輸出性能，R3應小于240歐姆。改變R2阻值即可調(diào)整穩(wěn)壓電壓值。D5，D6用于保護LM317?！　∈紫?17穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo＝—37V（高輸出電壓的317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317HVK等，其輸出電壓變化范圍是Vo＝—45V），所以R2/R3的比值范圍只能是0—。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率也比標準的固定穩(wěn)壓器好。LM317內(nèi)置有過載保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。　　其次是317穩(wěn)壓塊都有一個最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。由于317穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于5mA。當317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。當317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時，LM317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。如果用LM 317穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時，沒有注意LM317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流，那么你制作的穩(wěn)壓電源可能會出現(xiàn)下述不正?，F(xiàn)象：穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。在使用317穩(wěn)壓塊的輸出電壓計算公式計算其輸出電壓時,必須保證R1≥≤,才能保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。當然在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。但是,由于并聯(lián)的泄流電阻不能隨輸出電壓的變化而變化,其輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流,則在317穩(wěn)壓塊的輸出電壓為37V時,流過泄流電阻的電流就太大了,這樣不僅浪費了電能,而且增加了317穩(wěn)壓塊的負擔,不是一種妥當?shù)霓k法。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6英寸（約15厘米）。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標準三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。輸入至少要比輸出高2V，否則不能調(diào)壓。輸入電要最高不能超過40V。輸出電流不超過1A。輸入12V的話，輸出最高就是10V左右。由于它內(nèi)部還是線性穩(wěn)壓，因此功耗比較大。當輸入輸入電壓差比較大且輸出電流也比較大時，注意317的功耗不要過大。一般加散熱片后功耗也不超過20W。LM317屬于深度負反饋的穩(wěn)壓電路，其功耗比較大，所以有必要討論一下LM317穩(wěn)壓模塊的散熱問題。穩(wěn)壓器的最大允許功耗取決于芯片的最高結溫TJM,當TTJM時穩(wěn)壓器才能正常工作。因此，穩(wěn)壓器的散熱能力愈強, 結溫就愈低，它所能承受的功率也愈大。穩(wěn)壓器的散熱能