法师

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基于LM117T的直流稳压电源设计与制作

2019-9-21 08:00:59 显示全部楼层
     本文来源于网络       直流型的稳压电源设计和制作,是目前很多工程师所接触到的日常基础工作,也是目前国内外稳压电源的研发重点。在此前的文章中,我们曾经为大家分享过几种不同的直流稳压电源设计与制作过程,在今天的方案分享中,我们将会为各位工程师们分享一种基于LM117T直流稳压电源设计方案,下面一起看过来吧。

      在本次为大家分享的直流稳压电源设计与制作中,我们所设计的该款稳压电源基于LM117T进行制作,主体部分采用三端集成稳压器电路。如图1所示,它采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器,输出电压调整范围较宽,设计一电压补偿电路可实现输出电压连续可调,因要求电路具有很强的带负载能力,需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少,成本低且组装方便,可靠性也相对高。

图1 三端集成稳压电源框图

在该种方案的实际电路设计中,我们选择采用三端集成稳压器电路方案,该种方案以LM117T作为稳压调节器组成的基本直流稳压电路,其电路构造如下图图2所示。

图2 LM117T三端稳压器的基本电路

三端集成稳压器LM117T及其调压原理

在上图图2所展示的LN117T三端稳压器的基本电路构造中,我们可以看到,该电路的IC部分采用了LM117系列三端集成稳压器,其输出电压调节范围可达1.2~25V,输出电流可达1.5A,内部带有过载保护电路,具有稳压精度高、工作可靠等特点。由于LM117的2、3脚之间的电压为一稳定的基准电压(1.25V),因此有公式:

在该公式中的计算中,R1为固定电阻,因此只要调节R2,可以调节相应的输出电压,并且UOUT的最小值为1.25V。电路中的电容C1起滤除高次谐波的作用,通常选择0.1uF的瓷片电容,输出电容C2可以改善输出响应性能和抑制电压波动,其值选择范围1uF~1000uF之间。

LM117的保护设计

在该种直流稳压电源的设计与制作过程中,LM117T的保护设计也同样非常重要。当使用外部电容时,为避免电容的放电电流进稳压器而损坏,需要我们另外加上保护二极管。如果稳压器的输入端短路且在输出端接有较大电容器时,那么输出端电容放电电流就会流入稳压器的输出端就容易烧坏稳压器,在输入端和输出端接入反向二极管D1即可起到保护作用,如下图图3所示。在稳压器调整端接入旁路电容C3和二极管D2,在输入端或输出端断路时,可以利用LM117内部电阻限制峰值放电电流,起到保护稳压管的作用。

图3 带保护的稳压电路

软启动电路设计

在该种基于LM117T的直流稳压电源设计和制作过程中,该电路系统的软启动电路主要由晶体管VD、电阻R3和电容器C3组成。在系统运行时,该软启动电路的主要作用是使电路输出电压有一个缓慢的上升过程,以适应感性负载(如直流继电器和直流电机)的启动特性。当输入电压接人时,因C3上的电压不能突变,故VD因基极电位较低而饱和导通,使U2(LM117的2脚电位)和UOUT都很低,随着C3的充电,VD的基极电位上升,其发射极电位(即U2)逐渐升高,使UOUT也同步升高。当C3充满电时,VD被截止,启动电路失去作用,UOUT也达到设定值。启动的时间可以通过改变C3和R3的值进行调整。

图4 具有软启动功能的可调稳压电路

在这种稳压电源的实际制作过程中,我们所选择的LM117T其本身封装采用T220H可以节省高度空间,交流侧采用48V变压器通过AC IN接线端子接入,直流侧由DC OUT输出1.2~25V的直流电压。调节R2改变输出电压,如有必要可外接电压表。该电路很适合于大中专院校学生的业余制作,可作为PLC(可编程控制器)控制电路中,直流继电器和传感器的电源,以及小型直流电机的供电电源。下图图5是完整的直流稳压电源原理图。

图5 完整的直流稳压电源原理图



经测试,该种基于LM117T的直流稳压电源设计方案,其本身的电路主要应用三端集成稳压电器,并加入补偿电压的方法,可以有效解决LM117系列的保护问题。软启动电路的引入适应负载的启动特性。电路的结构简单、功能完善,能够适应多种工作环境的要求。



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