基于LM317穩壓電源項目的研究

楊陽 雷迅

[摘 要] 介紹基于LM317穩壓電源項目的研究，明確直流穩壓電源在電源技術中有著十分重要的地位。設計了一種可調直流穩壓電源，該電源由橋式整流、濾波電路、穩壓等幾部分組成，通過調節可實現1.25～25V的電壓，通過電壓表實時顯示電壓。具有邏輯測量功能、蜂鳴器通斷測量、可調信號輸出功能，該電路成本低、性能可靠、操作便攜，具有實用價值。

[關 鍵 詞] 穩壓電源；整流；濾波；LM317

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）20-0050-01

一、引言

隨著社會的發展，越來越多的電子設備出現在身邊，每個電子設備都有電源電路部分，電源電路也是電子設備的一個核心電路，無論大到航天設備還是我們常見的手機設備等都離不開它，所有的設備都必須依靠電源電路才能正常工作。本文設計的穩壓電源可滿足日常生活以及實驗需要，并且有著諸多優點。

二、系統結構

本文設計的穩壓電源的主要部分包括交流輸入、變壓器降壓、整流電路、濾波電路、穩壓電路以及功能電路，其中有電壓輸出、邏輯輸出、通斷測量、信號輸出電路，前部分為穩壓電源的設計，后部分為擴展功能的開發。電源輸出電壓通過數碼管實時顯示；邏輯電平測量通過高低兩個不同的指示燈顯示；通斷測量通過蜂鳴器進行指示，通則蜂鳴器鳴叫；方波信號輸出由信號輸出可調電阻器調節輸出信號的頻率。整個電路設計不僅完善了穩壓電源的設計，并且提高了其使用價值。穩壓電源系統框圖如下圖所示。

三、電路設計

直流穩壓電源一般由四部分組成，分別為變壓器部分、整流部分、濾波部分以及穩壓部分。通過變壓器將220 V交流市電轉換為設計電路所需的低壓交流電，再經過整流電路，將交流電轉換成直流電，此時的電壓波形并不夠理想，需要經過濾波再穩壓后才能得到所需的穩定的直流電。本文設計的穩壓電源選用了小功率電源中常用的單相橋式整流電路，由四個二極管組成，依次連接，構成橋式形狀，當輸入信號為正半周期時，對稱的兩只二極管導通得到正輸出，當輸入信號為負半周期時，另外兩只二極管導通，得到負的輸出，從而形成正負信號。

經過整流后的直流電含有大量的交流成分，直接使用會影響整個電源的工作性能，通常利用電容來作為電容濾波器，過濾其中的交流充分。電容濾波是常見的一種濾波電路，根據電路所需的電壓及電流選擇相應容量的電容并聯在電路中即可，通常采用電解電容，因此在電路設計中需要注意電容的正負極方向，濾波電路利用電容的充放電使得電壓趨于平滑。

本次設計中，穩壓電源的設計核心電路就是穩壓電路，幾乎所有的電子設備都需要穩定的直流電才能工作，因此對穩壓電源電路的研究是很重要的。穩壓電路是為了提供較為穩定的直流電，而上一級整流濾波電路輸出的電壓還不能夠滿足電子設備使用的直流電的需求，經過濾波后的電壓需要穩壓后才可正常工作，本設計采用了LM317集成塊作為穩壓模塊，該穩壓塊內部有過流、過熱保護電路，具有安全可靠，性能優良、不易損壞、使用方便等優點。其電壓調整率和電流調整率均優于固定式集成穩壓構成的可調電壓穩壓電源。LM317穩壓電源的輸出電壓公式為：Vo=1.25（1+R2/R1）V。LM317穩壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo=1.25～37 V，因此R2/R1的比值范圍需要控制在0～28.6。

四、拓展功能模塊

拓展功能模塊采用CD4069六路反相器，其具有全靜態工作、提供較寬的電壓范圍、標準對稱輸出特性、提供較寬溫度適用范圍、通過設計實現邏輯筆測量、通斷測量、可調信號輸出的功能。

邏輯測量：由CD4069的三個單元構成，當輸入為高電平時，經過翻轉可得到一個控制指示燈的電信號，高低電平由不同的指示燈顯示。

通斷測量：通斷測量功能由蜂鳴器等組成，通過連接電源正以及蜂鳴器端，可以測量電路的通斷，電路通蜂鳴器則鳴叫。

信號輸出電路：本設計能夠輸出方波信號，由CD4069的兩個單元構成。當輸入電平為高電平時，輸出為高電平，由電阻及電容組成正反饋，形成一個連續翻轉的方波信號，輸出具有指示燈顯示頻率，通過調節電位器，可以對電容的充放電時間進行調整，從而控制信號輸出的頻率。

通過對LM317穩壓電源項目的設計、制作、研究，完成了穩壓電源既定的功能，輸出電壓通過數碼管實時準確的顯示，并且具有輸入信號的邏輯測量功能，通過LED指示燈顯示高低電平，通過蜂鳴器的鳴叫對電路通斷進行測量，另外還可以輸出信號等。

參考文獻：

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