lm317如何用作稳流器

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描述

  LM317工作原理

  LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。

  317系列稳压块的型号很多:例如LM317HVH、W317L等。电子爱好者经常用317稳压块制作输出电压可变的稳压电源(其电路的基本形式如下图所示)。稳压电源的输出电压可用下式计算,Vo=1.25(1+R2/R1)。仅仅从公式本身看,R1、R2的电阻值可以随意设定。

lm317

  然而作为稳压电源的输出电压计算公式,R1和R2的阻值是不能随意设定的。首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo=1.25V—37V(高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等,其输出电压变化范围是Vo=1.25V—45V),所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6。其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流,有的资料称为最小输出电流,也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同,其最小稳定工作电流也不相同,但一般不大于5mA。当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时,317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时,317稳压块就可以输出稳定的直流电压。如果用317稳压块制作稳压电源时(如图所示),没有注意317稳压块的最小稳定工作电流,那么你制作的稳压电源可能会出现下述不正常现象:稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。

  要解决317稳压块最小稳定工作电流的问题,可以通过设定R1和R2阻值的大小,而使317稳压块空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流,从而保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。此时,只要保证Vo/(R1+R2)≥1.5mA,就可以保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。上式中的1.5mA为317稳压块的最小稳定工作电流。当然,只要能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作,Vo/(R1+R2)的值也可以设定为大于1.5mA的任意值。

  经计算可知R1的最大取值为R1≈0.83KΩ。又因为R2/R1的最大值为28.6。所以R2的最大取值为R2≈23.74KΩ。在使用317稳压块的输出电压计算公式计算其输出电压时,必须保证R1≥0.83KΩ,R2≤23.74KΩ两个不等式同时成立,才能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。当然在317稳压块的输出端并联泄流电阻R(如图所示),也可以为317稳压块提供最小稳定工作电流。但是,由于并联的泄流电阻不能随输出电压的变化而变化,如果要保证317稳压块在输出电压为1.25V时,其输出电流大于其最小稳定工作电流,则在317稳压块的输出电压为37V时,流过泄流电阻的电流就太大了,这样不仅浪费了电能,而且增加了317稳压块的负担,不是一种妥当的办法。

  LM317电源电路原理

  上述原理图电路中,主要使用了一个三端稳压器件LM317T,功能主要是稳定电压信号,以便提高系统的稳定性能和可靠性能。LM317T是一种这样的器件:由Vin端提供工作电压后,他便可以保持其+Vout端(2脚)比其ADJ端(1脚)的电压高1125V。因此,只需要用极小的电流来调整ADJ端的电压,便可在Vout端得到比较大的电流输出,并且电压比ADJ端高出恒定的1125V。还可以通过调整ADJ端(1端)的电阻值改变输出电压(LM317T会保证接入ADJ端和+Vout端的那部分电阻上的电压为1125V)。所以,当ADJ端(1端)的电阻值增大时,输出电压将会升高。

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  LM317T的输出电压可以从1125V连续调节到37V,其输出电压值可由式(1)算出:

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  LM317可调稳压直流电源电路

  直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如下:

lm317

  1、降压部分

  电源变压器是降压变压器,它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器的变比由变压器的副边按比例确定,变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n,式中n是变压器的效率。

  2、整流部分

  该设计采用单相桥式整流电路。其由四只二极管组成,其构成原则就是保证在变压器副边电压u的整个周期内,负载上的电压和电流方向始终不变。为达到这一目的,需要在Uz的正、负半周内正确引导流向负载的电流,使其方向不变,设变压器副边两端分别为a和b,则a为“+”b为“一”时应有电流流出a点,a为“一”b为“+”时应有电流流入a点;相反,a为“+”b为“一”时应有电流流入b点,因而a和b点均应接两只二极管,以引导电流,具体电路原理如图2所示。

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  果桥式整流电路变压器副边中点接地,就应将两个负载电阻相连接且连接中点接地。根据桥式整流电路的工作原理,当a点为“+”b点为“一”时,Dl、D3导通,D2、D4截止,U01=U2,U02=一U2;而当b点为“+”a点为“一”时,D2、D4导通,D1、D3截止,U01=一U2,U02=U2,这样两个负载上就分别获得正、负电压。

  若设变压器副边电压u2=U2sinwt,U2为其有效值。当u2为正半周时,电流由a点流出,经Dl、RL、D3流入b点,因而负载电阻RL上的电压等于变压器副边电压,即uo=u2,D2和D4管承受的反向电压为一u2。当u2为负半周时,电流由b点流出,经D2、RL、D4流入a点,负载电阻RL上的电压等于一u2,即uo=一u2,D1、D3承受的反向电压为u2。这样,由于D1、D3和D2、D4两对二极管交替导通,致使负载电阻RL上在u2的整个周期内都有电流通过,而且方向不变,则输出电压uo=|U2sinwt|。

  3、滤波电路

  经过整流后的直流电幅值变化很大,会影响电路的工作性能。可利用电容的“通交流,隔直流”的特性,在电路中并人两个并联电容作为电容滤波器,滤去其中的交流成分。

  电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路,在整流电路的输出端(即负载电阻两端)并联一个电容即构成电容滤波电路。滤波电容容量较大,因此一般均采用电解电容,在接线时要注意电解电容的正负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用,使输出电压趋于平滑。如果将两个滤波电容相连接,且连接点接地,就可同时得到输出电压平滑的正负电源。

  在理想情况下,变压器副边无损耗,二极管导通电压为零,所以电容两端电压相等。而当其上升到峰值后开始下降,电容便通过负载电阻放电,其电压也开始下降,趋势与电容两端电压基本相同。但是由于电容按指数规律放电,所以当其下降到一定数值后,电容将继续通过负载放电,电容两端电压按指数规律缓慢下降。

  LM317典型应用电路

lm317

  1,2脚之间为1.25V电压基准。为保证稳压器的输出性能,R1应小于240欧姆。改变R2阻值即可调整稳压电压值。D1,D2用于保护。

  lm317如何用作稳流器

  1、明确LM317的输入和输出端

lm317

  2、Lm317做稳流器的电路原理图。

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  3、LM317用作稳流器的例子。

lm317

  通过LM317控制3个LED灯发光。LED灯的额定电压是3V。

  4、第三步中,为什么要用LM317作为稳流管而不是稳压管?

  原因是:如果D1、D2、D3中有一个短路了,而且LM317做的是稳压管,剩下的两个好的led发光二极管也会因为电压变大二坏掉。

  但是如果LM317用作稳流管,即使D1、D2、D3中有一个短路了,LM317也会自动调整电流,以保持电流恒定,从而起到保护电路的作用

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jf_98870883 2023-03-11
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