可调稳压电源资料.docx

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可调稳压电源资料

（电源电路图）

主要元气件参数资料：

尽管LM317我们已经非常熟识了，但还是翻阅一下LM317的PDF资料比较稳妥，其中几个比较重要的参数如下：

入与输出端最高压差为：

40V（很多人误认为是输入最高电压为40V）；

入与输出端最小工作压差：

3V；

出电压范围：

1.25V-37V范围内连续可调（其实只要保证前一项条件，其输出范围的上限是可以扩展的）；

大输出电流：

1.5A（LM317TTO-220封装）；

出最小负载电流：

5mA；

准电压VREF：

1.25V；

作温度范围为：

0-70℃；

封装引脚排列如下图所示：

《仅供参考》工作原理：

如图2所示，220V市电通过S1和F1连接到变压器的输入端，经过变压后分别输出：

18V、8V、10V、3V（其中10V和3V绕组是自己以手工穿线的方式加绕的）四组电压，为了降低LM317T的功耗提高电源效率，采用了2个继电器的3级换档电路，换档电路如图6所示，电源输出电压V+加在W2的两端，当W2的滑动触片上获得的分压低于U4的VREF（2.5V）电压时，U4的K、A之间只有微弱的维持电流，J1因得不到足够高的工作电压，其常开触点断开，8VAC绕组通过J1和J2的常闭触点对后级电路供电；当W2的滑动触片上获得的分压高于U4的VREF（2.5V）电压时，U4的阴极电流剧增使J1得到足够工作电压，其常开触点吸合，18VAC绕组通过J1常开触点和J2的常闭触点对后级电路供电。

由W3、J2和U5构成的另一级换档电路工作原理类同（可能有人会说换档电路也可以用运放来实现，当然是可以的，只是电路要复杂一点，要是做产品需要考虑成本我会用运放，但偏偏我是懒人不喜欢做复杂的事）。

经过换档输出依次得到8VAC、18VAC、26VAC电压，经过D1-D4整流，C1、C2滤波后对应得到：

11.3V、25.5V、36.8V三档电压。

由U1、R1、R2、W1组成LM317T的典型稳压电路，D5、D6构成LM317T防短路保护电路。

其输出电压计算公式为：

Vo≈VREF{1+（W1+R2）/R1}-2.5V

式中减2.5V是因为W1的低端没有接V-上，而是接在由U3（TL431）和R6构成的-2.5V基准上。

变压器3V绕组经过DB2和C6整流滤波后得到4.2V左右的直流电压，该电压正端与地相连形成负电压，该电压通过限流电阻R6加在U3上，这里U3（TL431）接成了图5中第一种典型应用电路，故VKA=VREF=-2.5V基准。

图2中Q1、U2A、R3、R4、R5、W2等构成恒压至恒流自动转换电路，其工作原理如下，W2与R7串联后连接在V-与-2.5V基准上，W2的滑动触片经过分压后向U2A（LM358）的同相输入端提供一个可设定的基准电压，当电源输出端连接负载后，通过R3对电流进行取样，由R5送至U2A（LM358）的反相输入端，当输出电流↑时，R3上的电压降↑，U2A（LM358）的反相输入端电压↓，当U2A（LM358）反相输入端电压低于U2A（LM358）同相输入端的设定电压时（即电流超出设定值），U2A（LM358）输出高电平通过R4加到Q1的基极上，使Q1的ICE↑，则流过W1的电流↓W1两端的电压↓，对应LM317T的输出电压↓，流过负载的电流↓，这时电源由原来的恒压状态转换为恒流状态，并且保持输出电流等于设定电流，调节W2可设定输出的恒定电流值，其最大输出恒定电流计算公式为：

率有限，另LM317T也没有增加扩

恒定电流为1.6A左右（若需要增大输出电流请自己修改

显示装置

基于ICL7107的数显电压显示电路简单可靠，虽然它只是三位半的AD转换器，但是已经可以满足日常的电压测量或者电压显示的要求，所以这种电路应用非常广泛，它的具体电路原理图如图13所示。

图13基于ICl7107的数显电压显示电路原理图

ICL7107是一种内置程序的芯片，所以可以直接使用，免去了编程的麻烦。

ICL7107本身带有段式输出，直接连接到LED上就可以显示了，显示用的数码管应为共阳极数码管。

因为本设计不需要用到20V以上的电压值，所以此数显电压表的量程为0-19.99V。

ICL7107芯片的最大量程可以到达199.9V，如果需要用到其他的量程，可以通过修改输出端电阻的参数来达到目的。

3.5.1参数的计算

系统时钟由IC的38、39、40脚决定。

内部振荡频率为48Hz，显示每秒刷三次。

振荡器频率：

fosc=0.45/RC  

Cosc>50pF  

Rosc>50KΩ  

fosc=48KHz（典型值）

振荡周期：

Tosc=RC/0.45

所以，38脚的C4取100pF，39脚的R5取100KΩ。

积分电路由IC的27、28脚决定。

积分时钟频率：

Fclock=Fosc/4  

积分周期：

Tint=1000×（4/Fosc）=1000×（4/48K）=83.3ms

满量程模拟输入电压：

Vinfs=200mV（典型值）

最佳积分电流：

Iint=4uA

积分电压：

Vint=2V

积分电阻：

Rint=Vinfs/Iint=200mV/4uA=50KΩ

积分电容：

Cint=（Tint）（Iint）/Vint=83.3ms×4uA/2=0.166uF

所以，27脚C3取0.22uF，28的R4取47KΩ。

C2用于防止系统噪音的影响以及过载输入时电路的恢复，29脚的C2取0.47uF。

参考电容：

0.1uF

C1为参考电容，我们取0.1Uf。

电阻R2用于调整参考电压，参考电源为0~200mV可调。

R3用于电压校准。

参考电压与输入电压的关系为：

Vin=2×Vref

如果要求电压表的量程0~199.9mV，参考电压应设置为100mV。

如果需要需要测量的电压大于200mV，就要通过分压电路来实现。

由于我们电源的指标是5~12V，所以要求电压表的量程为0~20V。

下面以20V来进行分压电阻（Rx）的计算，这里我们设定R4形成的参考电压为100mV，

R2为1KΩ，落在R2上的电压降为2×100mV=0.2V，Rx计算如下：

为了方便电阻选择，选用100KΩ电阻，其误差可通过调整R2来弥补。

《仅供参考》3.5.2元件的选择

制作时，显示用的数码管为共阳型，2KΩ可调电阻最好选用多圈可调精密电阻，分压电阻选用误差较小的金属膜电阻，其他器件选用正品即可。

R1选用100KΩ的金属膜电阻，R2选用2KΩ的多圈可调精密电阻，R3选用24KΩ的金属膜电阻，R4选用1KΩ的多圈可调精密电阻，R5选用47KΩ的金属膜电阻，R6选用100KΩ的金属膜电阻。

C1选用0.22uF的CCB电容，C2选用0.47uF的CCB电容，C3选用0.1uF的陶瓷电容，C4选用100pF的CCB电容。

3.5.3ICL7107的校准

首先，先校准参考电压，用万用表测IC的35和36之间的电压，是否为100mV，如不是，则需要调节电位器R4使两端电压为100mV。

然后，用万用表测电源的输出，如9.50V，然后通过调节电位器R2，使LED上的数值与万用表上的一致。

这样，校准工作就算完成了。

经过校准后，ICL7107和万用表的绝对误差只有0.01V。

用LM317集成稳压模块制作一个+5V的电源，然后用一只NPN三极管，两只电阻，一个电感来进行信号放大，把芯片38脚的振荡信号串接一个20K－56K的电阻连接到三极管“B”极，在三极管“C”极串接一个电阻（为了保护）和一个电感（提高交流放大倍数），在正常工作时，三极管的“C”极电压为2.4V－2.8V为最好。

这样，在三极管的“C”极有放大的交流信号，把这个信号通过2只4u7电容和2支1N4148二极管，构成倍压整流电路，可以得到负电压供给ICL7107的26脚使用。

完整显示电路就如图16所示。

图16单电源供电的ICL7107电路原理图

《仅供参考》3.6仿真图

3.7系统总图