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可调线性稳压电源的设计

国庆节因为无聊,利用手中的一些零零散散的器件,就搞了一个0-30V可调稳压电路的模块出来。。个人对于设计也不是很精通,设计的不好,请各位大牛们指导指导新人。。不甚感激!

结合网上的资源以及自己设计的经验,总结了0-30V可调稳压电路可以通过以下几个方案来实现:

1.采用运放加大功率管来实现(市面上很多批量生产的可调稳压电源都采用这种方案),该方案使用的材料非常低廉,但线路复杂不适合手工搭板;

2.采用LM723专用电源稳压IC加大功率管来实现,该方案比较成熟,线路也比较简单,但LM723比较难买,需要到电子市场去找或邮购;

3.采用LM317/338电源稳压IC,该方案线路非常简单,但按其典型应用电路接法,输出最低只能调到1.25V,要想0V起调必须加一个稳定的负电压基准来修正。

4.采用TL431电源稳压IC加大功率管来实现,该方案也具有线路简单的优点,但也同样遇到LM317不能调“0V”的问题;

5.采用LM2576-ADJ开关型稳压IC来实现,该方案也具有线路简单、效率高等优点,但也同样遇到输出不能调“0V”的问题和电感线圈比较难加工;

通过对于自己手上的资源以及对于设计方案的利弊分析,决定采用LM317的方案,自己手里有几个闲置的LM317T,设计的完整电路如图所示。

LM317其中几个比较重要的参数如下:

1、  输入与输出端最高压差为:40V

2、  输入与输出端最小工作压差:3V

3、  输出电压范围:1.25V-37V范围内连续可调(个人感觉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);

4、  最大输出电流:1.5ALM317T  TO-220封装);

5、  输出最小负载电流:5mA

6、  基准电压VREF1.25V

7、  工作温度范围为:0-70

工作原理:

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,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,8 VAC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,18 VAC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。。

经过换档输出依次得到8VAC18 VAC26 VAC电压,经过D1-D4整流,C1C2滤波后对应得到:11.3V25.5V36.8V三档电压。由U1R1R2W1组成LM317T的典型稳压电路,D5D6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

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2014-10-10 15:15
设计的很高大上啊。。
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wasdbty
LV.2
3
2014-10-10 15:50
感觉原理图很复杂的样子。。
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wasdbty
LV.2
4
2014-10-10 15:50
@得意的小女生
设计的很高大上啊。。
的确很棒,国庆假期还来搞这个。。。
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2014-10-10 16:46
@得意的小女生
设计的很高大上啊。。
只是随便玩玩。。没设计好
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2014-10-10 18:39
用一个三极管或者场效应管,来代替图中的可变阻器,并通过检测输出电压的大小,来控制这个“变阻器”阻值的大小,使输出电压保持恒定,可以实现稳压的目的。
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2014-10-10 18:40
@wasdbty
感觉原理图很复杂的样子。。
现在的设计方案哪个不是很复杂的。。
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2014-10-10 18:42
LM317在正常使用的情况下输出电压是很稳定的,不会跳动。选用LM317s是个不错的选择。。
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2014-10-10 18:43
@陌路绝途
只是随便玩玩。。没设计好
感觉还不错,但是这样的方案已经有很多了吧。。
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zhangx84265
LV.2
10
2014-10-10 18:45

通过直流稳压电源的设计、安装和调试,要学会:

⑴选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电流;

⑵掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。

(3)了解各个三极管的作用

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zhangx84265
LV.2
11
2014-10-10 18:45
@wasdbty
感觉原理图很复杂的样子。。

通过直流稳压电源的设计、安装和调试,要学会:

⑴选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电流;

⑵掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。

(3)了解各个三极管的作用

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2014-10-10 18:48
直流稳压电源一般由电源变压器,整流电路,滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电,整流器把交流电变为直流电,经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将220V交流电,变为稳定的直流电,并稳定输出直流电压。
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2014-10-10 18:49
@q若不弃永相惜q
用一个三极管或者场效应管,来代替图中的可变阻器,并通过检测输出电压的大小,来控制这个“变阻器”阻值的大小,使输出电压保持恒定,可以实现稳压的目的。
确定稳压电路的输入电压Vin:确定的原则是要保证调整管工作在放大区,调整管的VCE选的过小就可能工作在饱和区而失去调整作用。如果VCE选得过大,虽然调整范围宽,但管子功率损耗大,耐压也要高
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2014-10-10 20:42
LM317 的输出电压范围是 1.25V—37V。。用来做这个很合适。。
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91688sj
LV.2
15
2014-10-10 22:34
宽的调压范围LM317受不了,220V必须先用变压器降到20~24V交流后整流,LM317可不能承受直接220V整流输入,那样没含义,会触电身亡的,而且会直接击穿烧毁,降压整流后滤波,再用LM317调压,但是想3V1.2A工作没门,剩下21V1.2A产生的热量LM317散不了那么多热,LM317接最大的散热片可扛5瓦热量,你只有采用多绕组先降低输入电压,比如6V,9V,15V,20V,24V等换挡到接近电压后再用LM317稳压调节。
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91688sj
LV.2
16
2014-10-10 22:35
@几代人的成功
确定稳压电路的输入电压Vin:确定的原则是要保证调整管工作在放大区,调整管的VCE选的过小就可能工作在饱和区而失去调整作用。如果VCE选得过大,虽然调整范围宽,但管子功率损耗大,耐压也要高
降压整流后滤波,再用LM317调压。。
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2014-10-10 22:39
由市电输入的交流电压变化波动很大,经过过压吸收滤波电路将高频脉冲等干扰电压滤去后,送入直流开关稳压电源、交流取样电路和控制执行电路。
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大财主11
LV.4
18
2014-10-10 22:42
在输入交流电压150V-260V时,输出稳压在220V效果效好。低于和高于这个范围,其效率要下降。采用单片微机进行第一步控制,使310V以下和90V以上的输入电压,调整控制在190V—250V范围,再用参数稳压器进行稳压效果很好。
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大财主11
LV.4
19
2014-10-10 22:43
@李潜来报道
LM317的输出电压范围是1.25V—37V。。用来做这个很合适。。
LM317输出是1.25V到37V,我想让它从0V输出,该咋样设计电路?
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2014-10-11 11:30
@大财主11
在输入交流电压150V-260V时,输出稳压在220V效果效好。低于和高于这个范围,其效率要下降。采用单片微机进行第一步控制,使310V以下和90V以上的输入电压,调整控制在190V—250V范围,再用参数稳压器进行稳压效果很好。
单片微机进行第一步控制?具体怎么实现的啊?
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2014-10-11 11:30
@91688sj
宽的调压范围LM317受不了,220V必须先用变压器降到20~24V交流后整流,LM317可不能承受直接220V整流输入,那样没含义,会触电身亡的,而且会直接击穿烧毁,降压整流后滤波,再用LM317调压,但是想3V1.2A工作没门,剩下21V1.2A产生的热量LM317散不了那么多热,LM317接最大的散热片可扛5瓦热量,你只有采用多绕组先降低输入电压,比如6V,9V,15V,20V,24V等换挡到接近电压后再用LM317稳压调节。
LM317接最大的散热片可扛5瓦热量这个确实是一个硬伤。。
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2014-10-11 11:43
J1因得不到足够高的工作电压,其常开触点断开,,这个足够高是需要达到什么程度呢??
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2014-10-11 11:47
@sddcacaxzx
感觉还不错,但是这样的方案已经有很多了吧。。
这样的设计方案现在确实是有很多,技术越来越进步了。。
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2014-10-11 11:48
@sddcacaxzx
LM317在正常使用的情况下输出电压是很稳定的,不会跳动。选用LM317s是个不错的选择。。
LM317。。设计可调电源必备啊。。
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2014-10-11 11:48
@李潜来报道
LM317接最大的散热片可扛5瓦热量这个确实是一个硬伤。。
可以使用其他的散热方法来弥补这个的
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2014-10-11 11:48
@很安静的人
J1因得不到足够高的工作电压,其常开触点断开,,这个足够高是需要达到什么程度呢??
这个需要根据具体的设计电路来分析。。
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2014-10-11 11:49
@李潜来报道
单片微机进行第一步控制?具体怎么实现的啊?
同求,对于这个我也没有接触太多。。
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2014-10-11 11:50
@91688sj
宽的调压范围LM317受不了,220V必须先用变压器降到20~24V交流后整流,LM317可不能承受直接220V整流输入,那样没含义,会触电身亡的,而且会直接击穿烧毁,降压整流后滤波,再用LM317调压,但是想3V1.2A工作没门,剩下21V1.2A产生的热量LM317散不了那么多热,LM317接最大的散热片可扛5瓦热量,你只有采用多绕组先降低输入电压,比如6V,9V,15V,20V,24V等换挡到接近电压后再用LM317稳压调节。
这个思路很不错,以后考虑考虑。。thanks
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sddcacaxzx
LV.3
29
2014-10-11 14:01
@陌路绝途
LM317。。设计可调电源必备啊。。
稳压电源的输出电压公式为Vo=1.25(1+R2/R1)。请问R1、R2的电阻值可以随意设定呢??
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sddcacaxzx
LV.3
30
2014-10-11 14:02
@李潜来报道
LM317的输出电压范围是1.25V—37V。。用来做这个很合适。。
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。
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大财主11
LV.4
31
2014-10-11 14:10
@sddcacaxzx
稳压电源的输出电压公式为Vo=1.25(1+R2/R1)。请问R1、R2的电阻值可以随意设定呢??
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。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。
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