基于LM117T的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與制作

 直流型的穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)和制作，是目前很多工程師所接觸到的日常基礎(chǔ)工作，也是目前國內(nèi)外穩(wěn)壓電源的研發(fā)重點(diǎn)。在此前的文章中，我們?cè)?jīng)為大家分享過幾種不同的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與制作過程，在今天的方案分享中，我們將會(huì)為各位工程師們分享一種基于LM117T的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案，下面一起看過來吧。

在本次為大家分享的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與制作中，我們所設(shè)計(jì)的該款穩(wěn)壓電源基于LM117T進(jìn)行制作，主體部分采用三端集成穩(wěn)壓器電路。如圖1所示，它采用輸出電壓可調(diào)且內(nèi)部有過載保護(hù)的三端集成穩(wěn)壓器，輸出電壓調(diào)整范圍較寬，設(shè)計(jì)一電壓補(bǔ)償電路可實(shí)現(xiàn)輸出電壓連續(xù)可調(diào)，因要求電路具有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，需設(shè)計(jì)一軟啟動(dòng)電路以適應(yīng)所帶負(fù)載的啟動(dòng)性能。該電路所用器件較少，成本低且組裝方便，可靠性也相對(duì)高。

圖1 三端集成穩(wěn)壓電源框圖

在該種方案的實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，我們選擇采用三端集成穩(wěn)壓器電路方案，該種方案以LM117T作為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器組成的基本直流穩(wěn)壓電路，其電路構(gòu)造如下圖圖2所示。

圖2 LM117T三端穩(wěn)壓器的基本電路

三端集成穩(wěn)壓器LM117T及其調(diào)壓原理

在上圖圖2所展示的LN117T三端穩(wěn)壓器的基本電路構(gòu)造中，我們可以看到，該電路的IC部分采用了LM117系列三端集成穩(wěn)壓器，其輸出電壓調(diào)節(jié)范圍可達(dá)1.2～25V，輸出電流可達(dá)1.5A，內(nèi)部帶有過載保護(hù)電路，具有穩(wěn)壓精度高、工作可靠等特點(diǎn)。由于LM117的2、3腳之間的電壓為一穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓(1.25V)，因此有公式：

在該公式中的計(jì)算中，R1為固定電阻，因此只要調(diào)節(jié)R2，可以調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出電壓，并且UOUT的最小值為1.25V。電路中的電容C1起濾除高次諧波的作用，通常選擇0.1uF的瓷片電容，輸出電容C2可以改善輸出響應(yīng)性能和抑制電壓波動(dòng)，其值選擇范圍1uF～1000uF之間。

LM117的保護(hù)設(shè)計(jì)

在該種直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作過程中，LM117T的保護(hù)設(shè)計(jì)也同樣非常重要。當(dāng)使用外部電容時(shí)，為避免電容的放電電流進(jìn)穩(wěn)壓器而損壞，需要我們另外加上保護(hù)二極管。如果穩(wěn)壓器的輸入端短路且在輸出端接有較大電容器時(shí)，那么輸出端電容放電電流就會(huì)流入穩(wěn)壓器的輸出端就容易燒壞穩(wěn)壓器，在輸入端和輸出端接入反向二極管D1即可起到保護(hù)作用，如下圖圖3所示。在穩(wěn)壓器調(diào)整端接入旁路電容C3和二極管D2，在輸入端或輸出端斷路時(shí)，可以利用LM117內(nèi)部電阻限制峰值放電電流，起到保護(hù)穩(wěn)壓管的作用。

圖3 帶保護(hù)的穩(wěn)壓電路

軟啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)

在該種基于LM117T的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)和制作過程中，該電路系統(tǒng)的軟啟動(dòng)電路主要由晶體管VD、電阻R3和電容器C3組成。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，該軟啟動(dòng)電路的主要作用是使電路輸出電壓有一個(gè)緩慢的上升過程，以適應(yīng)感性負(fù)載(如直流繼電器和直流電機(jī))的啟動(dòng)特性。當(dāng)輸入電壓接人時(shí)，因C3上的電壓不能突變，故VD因基極電位較低而飽和導(dǎo)通，使U2(LM117的2腳電位)和UOUT都很低，隨著C3的充電，VD的基極電位上升，其發(fā)射極電位(即U2)逐漸升高，使UOUT也同步升高。當(dāng)C3充滿電時(shí)，VD被截止，啟動(dòng)電路失去作用，UOUT也達(dá)到設(shè)定值。啟動(dòng)的時(shí)間可以通過改變C3和R3的值進(jìn)行調(diào)整。

圖4 具有軟啟動(dòng)功能的可調(diào)穩(wěn)壓電路

在這種穩(wěn)壓電源的實(shí)際制作過程中，我們所選擇的LM117T其本身封裝采用T220H可以節(jié)省高度空間，交流側(cè)采用48V變壓器通過AC IN接線端子接入，直流側(cè)由DC OUT輸出1.2～25V的直流電壓。調(diào)節(jié)R2改變輸出電壓，如有必要可外接電壓表。該電路很適合于大中專院校學(xué)生的業(yè)余制作，可作為PLC(可編程控制器)控制電路中，直流繼電器和傳感器的電源，以及小型直流電機(jī)的供電電源。下圖圖5是完整的直流穩(wěn)壓電源原理圖。

圖5 完整的直流穩(wěn)壓電源原理圖

經(jīng)測(cè)試，該種基于LM117T的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案，其本身的電路主要應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓電器，并加入補(bǔ)償電壓的方法，可以有效解決LM117系列的保護(hù)問題。軟啟動(dòng)電路的引入適應(yīng)負(fù)載的啟動(dòng)特性。電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完善，能夠適應(yīng)多種工作環(huán)境的要求。