一、LM317 簡(jiǎn)介

　　LM317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)。其主要性能參數(shù)如下。

　　輸出電壓：1.25-37V DC；輸出電流：5mA-1.5A；芯片內(nèi)部具有過(guò)熱、過(guò)流、短路保護(hù)電路；最大輸入-輸出電壓差：40V DC，最小輸入-輸出電壓差：3V DC；使用環(huán)境溫度：-10-+85℃ 。

　　圖1給出了幾種常用（不同封裝形式）的LM317的外形及引腳排列圖。

　　由于輸出端（2腳）與調(diào)節(jié)輸入端（3腳）之間的電壓保持在1.25V，調(diào)整接在輸出端與地之間的分壓電阻R1和R2來(lái)改變ADJ端的電位，可以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的，如圖2所示，原理如下：

　　R1兩端的1.25V恒定電壓產(chǎn)生的恒定電流流過(guò)R1和R2，在R2上產(chǎn)生的電壓加到ADJ端。此時(shí)，輸出電壓Vo取決于R1和R2的比值，當(dāng)R2阻值增大時(shí)，輸出電壓升高，即：

　　Vo=1.25［（R1+R2）/R2］。

　　二、基于LM317簡(jiǎn)單的0V～3V可調(diào)穩(wěn)壓器

　　多數(shù)工程師都知道：他們可以 使用某種廉價(jià)的三端子可調(diào)穩(wěn)壓器，比如Fairchild Semiconductor公司的LM317，把它作為僅提供某個(gè)必要電壓值（如36V或3V）的可調(diào)穩(wěn)壓器。但是，如果不采用其它方法，那么該值無(wú)法低于1.25V。這些器件的內(nèi)部參考電壓為1.25V，并且如果不使用電位偏置，那么它們的輸出電壓也無(wú)法低于該值。解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)辦法是使用基于兩只二極管的參考電壓源（參考文獻(xiàn)2）。該方法適合于1.2V~15V，或電壓更高的穩(wěn)壓器，但它不適合于超低壓固定穩(wěn)壓器或可調(diào)穩(wěn)壓器。它采用的兩只1N4001二極管不提供必要的1.2V電位偏置，并且具有額外的約為2.5 mV/K的溫度不穩(wěn)定性（參考文獻(xiàn)3）。因此，輸出電壓的額外溫度漂移約為100 mV；如果把溫度調(diào)至20℃（典型室內(nèi)情況），則它大于1.5V輸出電壓的6%，等于1V輸出電壓的10%?？捎肍airchild Semiconductor公司的LM185或Analog Devices公司的AD589可調(diào)電壓參考IC來(lái)解決這些問(wèn)題。但這些器件很貴，而且在本情形中，它們不僅需要額外的調(diào)零，還需要匹配。對(duì)于LM185和AD589，位于各自參考電壓的這些調(diào)整分別為1.215V~1.255V和1.2V~1.25V。請(qǐng)注意：LM317的參考電壓為1.2V~1.3V。

　　圖1描繪了一種應(yīng)用簡(jiǎn)單的0V~3V可調(diào)穩(wěn)壓器的低成本方法。利用簡(jiǎn)單的溫度穩(wěn)定型恒流源來(lái)實(shí)施必要的電位偏置（參考文獻(xiàn)4）。用以下方程計(jì)算該電流源：I=（VF-VEBO）/（R5+R6），其中VF是D1的正向電壓，約為2V；VEBO是Q1的射極-基極電壓，約為0.68V。電流約為1.32V/（R5+R6）。恒流源在電阻器R3上產(chǎn)生的偏置電壓約為-1.25V。利用電阻器R6實(shí)施調(diào)零，它能改變恒流源的電流。電阻器R5保護(hù)晶體管Q1。可把D1用作指示燈?？衫秒娮杵鱎2調(diào)整輸出電壓。輸出電壓計(jì)算方法如下：VOUT=VREF（1+R2/R1）-VR3，其中VREF是IC1的參考電壓，VR3是電阻器R3的補(bǔ)償電壓。應(yīng)該使該電壓等于參考電壓，來(lái)實(shí)現(xiàn)其補(bǔ)償作用。在本情形中，VOUT=VREF（R2/R1）。R2的值為1.2 kΩ時(shí)，該電路用作輸出電壓為1.56V的典型電池的等價(jià)物，用于開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。

　　講解：

　　經(jīng)仿真，電路可行。調(diào)整R6使圖中Q1的集電極電位為0。

　　R1是按Vin為5-10V設(shè)計(jì)的。

　　Q1類(lèi)型要求不高。

　　仿真電路如下（用Multisim9或10）：

　　以下是二個(gè)幫助理解的電路，分別是負(fù)電源NPN單管放大電路和恒流發(fā)光電路（利用發(fā)光二極管正向壓降為定值約2V，減去0.7仍為定值，使Ie恒定，從而Ic恒定，電路中R為1/4W電阻）

　　該文的創(chuàng)新在用負(fù)電源工作的恒流單管放大電路產(chǎn)生了一個(gè)“-1.25V”的電壓，抵消LM317的1.25V參考電壓。

　　仿真電路及結(jié)果：

　　三、1.25-37V可調(diào)電源

　　原理圖見(jiàn)圖3。改變R1和R2的比值可使輸出電壓在1.25-37V之間連續(xù)可變。

　　V1和V2的作用是：當(dāng)輸出短路時(shí)，C2上的電壓被V2泄放掉，從而達(dá)到反偏保護(hù)的目的。此外，當(dāng)輸入短路時(shí)，C3等元件上儲(chǔ)存的電壓會(huì)通過(guò)V1泄放，用于防止內(nèi)部調(diào)整管反偏。C2用以提高IC的紋波抑制能力。C3用以改善IC的瞬態(tài)響應(yīng)。C1用于輸入整流濾波。在大電流輸出時(shí)，IC會(huì)因溫升過(guò)高而截止，必須加適當(dāng)面積的散熱器。R2應(yīng)選用線(xiàn)性的電位器。

　　四、1.25-120V維修、實(shí)驗(yàn)電源

　　原理圖見(jiàn)圖4。電路由四塊LM317組成，四組輸出電勢(shì)只通過(guò)R2進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)R2，IC4的輸出電勢(shì)在1.25-30V之間連續(xù)可變，同時(shí)，與之串聯(lián)的IC1-IC3的輸出電勢(shì)也隨之改變，從而得到1.25-120V間的四組直流穩(wěn)定電壓。

　　五、慢啟動(dòng)15V電源

　　原理圖見(jiàn)圖5。輸出電壓Vout通過(guò)R1、V1對(duì)C2充電。

　　開(kāi)始時(shí)V1飽和導(dǎo)通，Vout最低（約1.5V）。隨著C2上的電壓升高，V1逐漸退出飽和并趨于截止，Vout逐漸升高至額定電壓。改變R1、C2的常數(shù)可改變軟啟動(dòng)的時(shí)間。D1用于關(guān)機(jī)后使C2上的電荷快速泄放。改變R2的值，可調(diào)整輸出電壓Vout的值，圖示參數(shù)輸出電壓為15V。圖中V1可用9012替換。

　　六、TTL電平控制的5V電源

　　原理圖見(jiàn)圖6。當(dāng)外來(lái)的TTL控制信號(hào)使V1截止時(shí)，輸出電壓為5V。同樣，改變R2使的值可獲得不同的電壓輸出。V1可用9013等NPN管替換。

　　七、1.16-13.3V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源

　　本設(shè)計(jì)主要采用三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器LM317，通過(guò)變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過(guò)程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，實(shí)現(xiàn)電壓可在1.16-13.3V之間可調(diào)，，并用數(shù)碼管直觀顯示電壓數(shù)值。LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源能夠連續(xù)輸出可調(diào)的直流電壓．它能連續(xù)可調(diào)正負(fù)電壓。穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過(guò)流，過(guò)熱保護(hù)電路。

　　1.變壓電路

　　電源變壓器是降壓變壓器，它的作用是將220V的交流電壓變換成整流濾波電路的需要的交流電壓。

　　2.整流電路

　　整流采用橋式整流電路，用4個(gè)IN4007二極管對(duì)交流電進(jìn)行整流。整流電路在工作時(shí)，電路中的四只二極管都是作為開(kāi)關(guān)運(yùn)用，電路圖可知：

　　當(dāng)正半周時(shí)，二極管D3、D6導(dǎo)通（D4、D5截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周；

　　當(dāng)負(fù)半周時(shí)，二極管D4、D5導(dǎo)通（D3、D6截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。

　　在負(fù)載電阻上正、負(fù)半周經(jīng)過(guò)合成，得到的是同一個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。

　　3.濾波電路

　　整流電路的輸出不是純粹的直流，而且與直流相差很大，波形中含有較大的脈動(dòng)成分，稱(chēng)為紋波。為獲得比較理想的直流電壓，需要利用具有儲(chǔ)能作用的電抗性元件（如電容、電感）組成的濾波電路來(lái)濾除整流電路輸出電壓中的脈動(dòng)成分以獲得直流電壓。

　　電容濾波電路是最常見(jiàn)也是最簡(jiǎn)單的濾波電路，在整流電路的輸出端（即負(fù)載電阻兩端）并聯(lián)一個(gè)電容即構(gòu)成電容濾波電路。濾波電容容量較大，因此一般均采用電解電容，在接線(xiàn)時(shí)要注意電解電容的正負(fù)極。

　　并聯(lián)的電容器C在輸入電壓升高時(shí)，給電容器充電，可把部分能量存儲(chǔ)在電容器中。而當(dāng)輸入電壓降低時(shí)，電容兩端電壓以指數(shù)規(guī)律放電，就可以把存儲(chǔ)的能量釋放 出來(lái)。經(jīng)過(guò)濾波電路向負(fù)載放電，負(fù)載上得到的輸出電壓就比較平滑，起到了平波作用。

　　4.穩(wěn)壓電路

　　（1）集成三端穩(wěn)壓器LM317

　　選用LM317穩(wěn)壓模塊對(duì)電路進(jìn)行穩(wěn)壓。它是利用穩(wěn)壓管兩端的電壓稍有變化，會(huì)引起其電流有較大變化這一特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的限流電阻上的壓降來(lái)達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。

　?。?）保護(hù)二極管IN4148

　　芯片處的兩只二極管IN4148起保護(hù)作用，為穩(wěn)壓器接反時(shí)與逆偏置保護(hù)用二極管。

　　5.數(shù)字顯示電路

　　一個(gè)數(shù)字可由7段筆劃組成，見(jiàn)圖3。如果用發(fā)光二極管替代這7段筆劃，那就只需接通不同筆段中發(fā)光二極管的電源，便可以顯示數(shù)字了。例如數(shù)字3，用了a、b、c、d、g五個(gè)筆段；數(shù)字6，用了a、c、d、e、f、g六個(gè)筆段。

　　6.電路原理圖