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LM317可调稳压直流电源电路分析与制作

发表时间:2016-5-19  作者:刘昆山  浏览次数:5402  
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我们主张,电子初学者要采用万能板焊接电子制作作品,因为这种电子制作方法,不仅能培养电子爱好者的焊接技术,还能提高他们识别电路图和分析原理图的能力,为日后维修、设计电子产品打下坚实的基础。

完成本作品的主要目的是为了掌握变压器降压、二极管整流、电容滤波、LM317稳压等工作原理初步掌握电路调试方法和电压检测方法。

一、LM317可调稳压直流电源电路功能介绍

LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一,它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式,又具备输出电压可调的特点。此外,还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。

本产品主要性能参数如下:

输出直流电压:1.25-12V DC;

输出直流电流:5mA-300mA;

芯片内部具有过热、过流、短路保护电路;

使用环境温度:-10-+85℃。 

我们用万用板设计的LM317可调稳压直流电源电路原理图如下图所示。

 

 

LM317可调稳压直流电源电路原理图

220VAC市电经变压器T1降压,四个整流二极管D1-D4构成桥式整流,电容C2滤波后,送入LM317第3脚(输入端),第2脚(输出端)输出稳定的直流电压,如下图所示。

 

直流稳压电源的原理框图和波形变换图

LM317第1脚为调整端,调整端与输出端最低的基准电压为1.25V。调节电位器RP1可改变输出电压。输出电压的计算公式位:UO=1.25(1+RP1/R2)。RP1调到0的时候,也就是1脚电压为0V的时候,输出1.25V。

C1用于滤除由市电引入的干扰电压,C2为滤波电容,滤除整流后的纹波电压,使得电压更加平稳,C3用于旁路基准电压的纹波电压,提高电源的纹波抑制性能,D5,D6是开关二极管,起到保护左右,R1和LED1为电源指示电路,接上220V市电后会亮。

二、LM317可调稳压直流电源电路安装与调试

1、根据原理图,列出元器件清单

序号

名称

代号

规格

数量

1

电阻

R1

10K

1

2

电阻

R2

220

1

3

电位器

RP1

5K塑柄

1

4

整流二极管

D1-D4

IN4007

4

5

发光二极管

LED1

3MM红色

1

6

开关二极管

D5,D6

IN4148

2

7

瓷片电容

C1

(0.1uf)104

1

8

电解电容

C2

25V/2200UF

1

9

电解电容

C3

25V/10UF

1

10

电解电容

C4

25V/470UF

1

11

稳压LM317

U1

进口LM317

1

12

鳄鱼夹

 

大号红黑一对

1

13

输入电源线

 

带插头接220V

1

14

输出电源线

J1,J2

红黑各30CM

1

15

变压器

T1

220V/12V

1

16

万能板

 

玻纤板9*15CM

1

17

拖焊专用铜导线

 

0.5铜导线

1

18

拖焊专用焊锡

 

凯纳0.8,芯内带松香

2

19

焊接专用图纸

高清原理图

A4

1

2、元件识别与检测

本电路使用了电阻、电位器、电容、发光二极管、LM317稳压集成芯片、变压器等元器件构成。

(1)电阻,本电路使用了2种色环电阻,220欧姆的电阻上面的5条色环分别为红红黑黑棕,10K欧姆的电阻上面的5条色环分别为棕黑黑红棕,详细电阻识别与检测方法请阅读微信公众号(电工电子技术)前面的内容。

(2)有极性电容,常见的有电解电容电容,本电路中使用了1个10μF/25V的电解电容,1个470μF/25V的电解电容,1个2200μF/25V的电解电容,电解电容引脚有正负之分,不能接反。引脚长的为正,短的为负;旁边有一条白色的为负,另一引脚为正。电容上标有耐压值上25V,容量是10μF。

(3)无极性电容,常见的有瓷片电容。本电路中使用了1个0.1UF的瓷片电容,电容上面标示了“104”。

(4)整流二极管1N4007,其引脚有正负之分,一般标有白色条带的为负,另外一边就是正极,如下图所示。

 

(5)开关二极管1N4148,其引脚有正负之分,一般标有黑色条带的为负,另外一边就是正极,如下图所示。

 

(6)发光二极管,其引脚有正负之分,一般长的为正,短的为负。也可以从内部看到,接触面小的为正,接触面大的为负。外边有切口的为负,另一边就为正。

(7)电位器是可调电阻的一种,通常是由电阻体与转动或滑动系统组成,即靠一个动触点在电阻体上移动,获得部分电压输出。

电位器的电阻体有两个固定端,通过手动调节转轴或滑柄,改变动触点在电阻体上的位置,则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值,从而改变了电压与电流的大小。本电路使用一个5K的电位器,电位器表注了5K字样,如下图所示。

 

电位器引脚图

当把电位器的中间引脚(3脚)和另外一个引脚(1脚或2脚)短路(连接在一起)时,这个电位器就构成了可调电阻。

可调电阻也叫可变电阻,是电阻的一类,其电阻值的大小可以人为调节,以满足电路的需要。可以逐渐地改变和它串联的用电器中的电流,也可以逐渐地改变和它串联的用电器的电压,还可以起到保护用电器的作用。

8稳压可调集成芯片LM317,采用了ST进口的芯片,质量可靠,输出电压和电流稳定性非常高。LM317的引脚排列:有字的一面朝自己,引脚朝下,从左往右数为1脚、2脚、3脚,如下图所示。

 

9变压器,采用了老牌变压器生产厂家(石家庄亨特电器厂)生产的,质量可靠。变压器的2根红色线接220V市电,2根黑色(或者蓝色)线为输出12V交流电压,更换变压器不要超过12V,否则容易烧LM317,如下图所示。

 

用万用表检测两根红色线之间的电阻值,大概为:2.7k欧姆左右。两根黑色线(或者蓝色)之间的电阻值,大概为:12到20欧姆左右。

3、LM317可调稳压直流电源电路安装

根据LM317可调稳压直流电源电路焊接原理图和PCB布局图,按照从左到右,整流电路、滤波电路、电源指示电路、稳压电路、滤波电路、电源输出电路的顺序安装。

 

LM317可调稳压直流电源电路PCB布局图

LM317可调稳压直流电源电路安装成功后,接上市电220V交流电后,电源指示灯被点亮,从输出端输出可调的直流电压1.25V12V,调试效果如下图所示:

 

LM317可调稳压直流电源电路产品图正面

 

LM317可调稳压直流电源电路产品图反面

如果电路不能正确工作,电源指示灯不亮,没有直流电压输出,或者电压输出不可调等,请按照下面的提示进行检修:

1)观察法:检查每个元件是否安装正确,特别是LM317稳压芯片是否安装正确。

2)观察法:观察二极管的正负极性是否接反。

3)电阻法:根据原理图检查线路是否正常连通,可用万用表检测每条线路是否导通。因为初次焊接的时候,经常出现虚焊、假焊、漏焊等焊接故障。

4)用万用表交流250V电压档测变压器输入端的电压是否有220V

5)提供的是3W12V输出变压器,红色接220V,黑色(或蓝色)将输出12V

6)用万用表直流50V电压档测变压器输出端的电压是否有12V

7)用万用表直流50V电压档测整流输出的电压,也就是LM317的输入端(3脚)有没有电压。

8)用万用表直流10V电压档测调整端的电压,也就是LM317的调整端(1脚)的电压,旋转可调电阻,看看电压是否可调。如果不可调,可调电阻损坏或者R2没有接到可调电阻上。

9)用万用表直流50V电压档测输出端的电压,也就是LM317的输出端(2脚)的电压,旋转可调电阻,看看电压是否可调。

10)如果不可调,可能是集成芯片LM317损坏。

11)如果输出电压一直是5.6V,或者4V左右,可能是集成芯片LM317损坏。

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