電子線路設(shè)計(jì)：基于LM317的穩(wěn)壓電源輸出設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)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(jiǎn)單形式，又具備輸出電壓可調(diào)的特點(diǎn)。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(diǎn)。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(fù)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(zhǔn)電壓。通過兩個(gè)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(dá)到改變輸出電壓U0的目的，輸出電壓計(jì)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(dòng)減小。D5、D6主要是對(duì)LM317是保護(hù)作用，用來防止輸入端或輸出端短路時(shí)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(duì)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(duì)不合格的元件應(yīng)及時(shí)更換；

②識(shí)別與檢測(cè)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(biāo)志方向應(yīng)按照?qǐng)D紙規(guī)定要求，安裝后能看清元件上的標(biāo)志。若裝配圖上沒有指明方向，則應(yīng)使標(biāo)記向外。易于辨認(rèn)，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(shí)如變壓器、二極管、電容，注意極性不要裝錯(cuò)。

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(shí)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(shí)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(shí)間少于2秒；

②焊接時(shí)要保持焊點(diǎn)飽滿，有光澤度，焊錫不應(yīng)過多。

③焊接時(shí)應(yīng)保證所有插裝好的器件不移動(dòng)位置。各焊點(diǎn)加熱時(shí)間及用錫量要適當(dāng)，對(duì)耐熱性差的元器件應(yīng)使用工具輔助散熱。防止虛焊、錯(cuò)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(diǎn)，對(duì)缺陷進(jìn)行修補(bǔ)。

注意：

①要正確連接好取樣電阻R1、RW。在焊接電路時(shí)，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(shí)，將會(huì)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(diǎn)應(yīng)該和負(fù)載電流返回的接地點(diǎn)相同。所以R1、RW的連接是否正確會(huì)直接影響穩(wěn)壓性能。

②應(yīng)特別注意4個(gè)整流二極管和電容C1的極性不能接反。二極管接錯(cuò)可能會(huì)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(huì)使電容爆裂。

③變壓器的輸入級(jí)和輸出級(jí)不能接錯(cuò)，可用萬用表測(cè)電阻，電阻大的為輸入級(jí)，電阻小的為輸出級(jí)；一般變壓器的紅色線為輸入級(jí)；

3.調(diào)試方法

對(duì)照電路圖，仔細(xì)核對(duì)元器件的位置是否正確，極性是否正確，有無漏焊、虛焊、錯(cuò)焊和搭錫或短路。在上述各點(diǎn)都檢查正確后，進(jìn)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(jìn)行調(diào)試。

（2）接通電源，通電指示燈LED亮；

（3）用電壓表測(cè)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(jìn)行性能參數(shù)測(cè)試了。當(dāng)RW調(diào)至0Ω時(shí)，輸出電壓為1.25V，當(dāng)RW調(diào)至最大時(shí)，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(cè)試時(shí)一定要遵守安全操作規(guī)程，安裝或更換元器件時(shí)要關(guān)斷電源，發(fā)現(xiàn)打火、冒煙、有異味等不正?，F(xiàn)象也要及時(shí)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(duì)外圍電路的改進(jìn)制作，可以達(dá)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(duì)直流電源的需要，同時(shí)也滿足教學(xué)上各種綜合實(shí)驗(yàn)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(jī)線路制作的理想器件之一。