鉅大LARGE | 點擊量:1766次 | 2020年02月10日
電子線路設(shè)計:基于LM317的穩(wěn)壓電源輸出設(shè)計方案
直流穩(wěn)壓電源是各種電子產(chǎn)品中不可缺少的一部分,它的質(zhì)量直接關(guān)系到儀器的質(zhì)量,為設(shè)備的穩(wěn)定工作提供能量。因此掌握穩(wěn)壓電源的安裝與調(diào)試方法,對穩(wěn)壓電源起著非常至關(guān)重要的作用。本文主要介紹LM317穩(wěn)壓電源的電路結(jié)構(gòu)、組裝步驟以及調(diào)試方法。
引言
隨著集成電路工藝的迅速發(fā)展,穩(wěn)壓電路也迅速實現(xiàn)了集成化,成為模擬集成電路的重要組成部分。目前在小功率穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最普通的是LM317可調(diào)直流穩(wěn)壓電源,它是應(yīng)用最為廣泛的電源集成電路之一,它不僅具有固定式三端穩(wěn)壓電路的最簡單形式,又具備輸出電壓可調(diào)的特點。此外,還具有調(diào)壓范圍寬、穩(wěn)壓性能好、噪聲低、紋波抑制比高等優(yōu)點。LM317是三端可調(diào)節(jié)正電壓穩(wěn)壓器,輸出電壓范圍1.25V~37V,負載電流最大為1.5A,此穩(wěn)壓器非常易于使用。
1.LM317電路圖與工作原理
LM317構(gòu)成的可調(diào)式穩(wěn)壓電源電路如圖1,220V市電經(jīng)變壓器降壓、二極管橋式整流、電容C1濾波后,送入LM317第3腳(輸入端),第2腳輸出穩(wěn)定的直流電壓,第1腳為調(diào)整端,調(diào)整端與輸出端為1.25V基準電壓。通過兩個外接電阻來調(diào)節(jié)輸出電壓,即只要調(diào)節(jié)RW的阻值就可以達到改變輸出電壓U0的目的,輸出電壓計算公式為U0=1.25&TImes;(1+RW/R1)。
C1:濾波左右,C2:抑制自激振蕩;C3:濾波,用以減小輸出電壓的紋波電壓(即輸出電壓中的交變電壓分量);C4:濾波作用,使U0中的波動減小。D5、D6主要是對LM317是保護作用,用來防止輸入端或輸出端短路時電容C3、C4向集成塊內(nèi)部放電而損壞芯片;R2、LED為工作指示電路作用。
2.組裝步驟
(1)安裝
①對照LM317可調(diào)直流穩(wěn)壓電源原理圖2和材料清單,檢查元器件是否完整,質(zhì)量是否合格,對不合格的元件應(yīng)及時更換;
②識別與檢測二極管、電容器、變壓器、電阻器、電位器、LM317是否與原理圖一致以及好壞和性能。
③元器件的標志方向應(yīng)按照圖紙規(guī)定要求,安裝后能看清元件上的標志。若裝配圖上沒有指明方向,則應(yīng)使標記向外。易于辨認,并按照從左到右、從下到上的順序讀出。
④安裝有極性的元器件時如變壓器、二極管、電容,注意極性不要裝錯。
⑤安裝高度應(yīng)符合規(guī)定要求,同一規(guī)格的元器件(R、C、D)應(yīng)盡量安裝在同高度上。
⑥安裝順序一般為先低后高,先輕后重,先小后大,先里后外,先易后難,先一般元器件后特殊元器件。比如應(yīng)先安裝電阻、二極管、電位器,接著安裝電容,后安裝穩(wěn)壓器,最后安裝變壓器。
⑦元器件在印刷板上的分布應(yīng)盡量均勻,排列整齊美觀,不允許斜排、立體交叉和重疊排列。元器件外殼和引線不得相碰,要保證1mm左右的安全間隙,必要時應(yīng)套絕緣套管。
⑧一些特殊元器件的安裝處理,如LM317穩(wěn)壓器發(fā)熱元件要與電路板保持一定的距離并加裝散熱片,散熱面積一般不應(yīng)小于10mm²;較大元器件的安裝如變壓器應(yīng)采取固定措施(綁扎、粘、支架固定等),以減振緩沖。
(2)焊接
①電烙鐵要接地,以防止在焊接時由于漏電而擊穿元器件。因此推薦使用白光的可調(diào)電烙鐵,一般溫度調(diào)節(jié)在350度左右為宜,焊接時間少于2秒;
②焊接時要保持焊點飽滿,有光澤度,焊錫不應(yīng)過多。
③焊接時應(yīng)保證所有插裝好的器件不移動位置。各焊點加熱時間及用錫量要適當(dāng),對耐熱性差的元器件應(yīng)使用工具輔助散熱。防止虛焊、錯焊,避免因拖錫而造成短路;
④焊后處理:剪去多余引腳線,檢查所有焊點,對缺陷進行修補。
注意:
①要正確連接好取樣電阻R1、RW。在焊接電路時,應(yīng)讓R1盡可能靠近穩(wěn)壓器的調(diào)整端與輸出端之間,否則,當(dāng)輸出端流過大電流時,將會在電路上產(chǎn)生附加的電壓降,使輸出電壓不穩(wěn)定。RW的接地點應(yīng)該和負載電流返回的接地點相同。所以R1、RW的連接是否正確會直接影響穩(wěn)壓性能。
②應(yīng)特別注意4個整流二極管和電容C1的極性不能接反。二極管接錯可能會燒毀集成穩(wěn)壓器甚至燒毀電源變壓器;電容C1的極性如果接反可能會使電容爆裂。
③變壓器的輸入級和輸出級不能接錯,可用萬用表測電阻,電阻大的為輸入級,電阻小的為輸出級;一般變壓器的紅色線為輸入級;
3.調(diào)試方法
對照電路圖,仔細核對元器件的位置是否正確,極性是否正確,有無漏焊、虛焊、錯焊和搭錫或短路。在上述各點都檢查正確后,進行下一步的檢查與調(diào)試。
(1)散熱器安裝可靠后才能調(diào)試,調(diào)試前應(yīng)檢查穩(wěn)壓器輸入、輸出端和接地端連接是否正確。輸入端及輸出端與地之間電容的裝接是否牢靠后,檢查無誤后即可進行調(diào)試。
(2)接通電源,通電指示燈LED亮;
(3)用電壓表測試LW317穩(wěn)壓器輸入端電壓和輸出端電壓,輸入電壓應(yīng)高于輸出電壓。輸入電壓約為40V,說明LW317工作正常,就可進行性能參數(shù)測試了。當(dāng)RW調(diào)至0時,輸出電壓為1.25V,當(dāng)RW調(diào)至最大時,輸出電壓為37V左右。
(4)若輸出電壓為0,變壓器又無異常發(fā)熱現(xiàn)象,則說明電源變壓器一次或二次繞組已經(jīng)斷開或未接妥,也可能是電源與橋式整流未接妥。
(5)測試時一定要遵守安全操作規(guī)程,安裝或更換元器件時要關(guān)斷電源,發(fā)現(xiàn)打火、冒煙、有異味等不正常現(xiàn)象也要及時關(guān)斷電源,然后再查找原因。
4.結(jié)束語
LM317是固定集成穩(wěn)壓器芯片,經(jīng)過對外圍電路的改進制作,可以達到大范圍的輸出電壓調(diào)整,不僅滿足了一般小功率設(shè)備對直流電源的需要,同時也滿足教學(xué)上各種綜合實驗的需要,是各類高校理工類電子技術(shù)及相關(guān)專業(yè)開展綜合整機線路制作的理想器件之一。
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