复试项目2 直流可变稳压电源

项目描述：用集成芯片制作一个0~15V的直流电源，且该直流电源具有过压过流保护能力。

责任描述：负责查找资料，选择相应芯片，然后再Multisim仿真软件上进行仿真。待仿真电路完善能够实现相应功能后，焊接硬件电路并不断调试，直到可调直流稳压电源的误差在允许范围内。

直流可变稳压电源一般由整流变压器，整流、滤波电路。

（1）首先将交流电源电压变为符合整流需要的电压。

（2）将交流电压变换为单向脉冲电压， 直流脉动电压经过滤波电路变成平滑的 、脉动小的直流电压，即滤除交流成分，保留直流成分，滤波电路一般有电容组成，其作用是把脉动直流电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压。

（3）稳压电路就是在交流电源电压波动或负载变动时使直流输出电压稳定。

（4） 在稳压电路中加入补偿电压实现可以从 0v 开始调节。

一、 LM317芯片原理

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。LM317 是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5 安的电流，此稳压器非常易于使用。

LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。317 系列稳压块的型号很多：例如 LM317HVH 、W317L等。电子爱好者经常用 317稳压块制作输出电压可变的稳压电源。

稳压电源的输出电压可用下式计算， Vo=1.25（1+R2/R1）。仅仅从公式本身看，R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式， R1和R2的阻值是不能随意设定的。首先 317稳压块的输出电压变化范围是 Vo=1.25V—37V，所以 R2/R1的比值范围只能是 0—28.6 。

二、LM337芯片原理

LM337的输出电压范围是-1.2V至-37V，负载电流最大为0.5A-5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。LM337内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。

三、扩流原理

由于LM317的输出电流有限，最大仅为1.5A，故只有输出电压比较大时才能满足输出功率大于12w，所以我们要对输出电压那里进行扩流，使输出电流扩大为4A左右，使之在大部分电压下都满足输出功率大于12w。

                     

                                                                                         扩流电路

四、补偿原理

在设计当中采用三端可调集成稳压器电路。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， 输出电压调整范围宽， 此稳压器基准电压是 1.25V，而要求电压从 0V起连续可调，因此需要设计电压补偿电路才可实现输,337系列稳压器输出为可调的负电压，可调范围为-1.2V ~ -37V，最大输出电流为 1.5A，因此，可以用 LM337组成一个负电压补偿电路。补偿电路原理电路如图

                                

                                                                                            补偿电路

五、设计过程

首先，根据要求选择三端稳压器LM317,LM337。然后，根据三端稳压器对输入电压的要求计算直流电压源U的值，再计算出实验中满足要求的电阻值。接着是补偿电路，这样使得电压能与集成稳压块电压相抵消从而使得电压能从 0v 开始调节。接着是稳压电路，我们用一个2.4v的稳压管对LM337输出的负电压进行稳压。最后由于输出功率要大于12W，我们用三极管2N5551进行扩流以满足实验要求。

六、总体仿真电路图

七、实验分析

LM317 是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围 1.2 伏到 37 伏时能够提供超过1.5安的电流，而课题要求我们做的直流可变稳压电源电压的调节范围为0-15V可调电源，所以我们要加一个LM337芯片,其输出电压范围是-1.2伏37伏，输出一个负的电压来补偿LM317最低电压1.2伏，通过调节R4与R2的比值，可以使输出电压为0-15伏，由于我们外接正电源为24伏，所以我们在电源指示灯那里加了一个3千欧的电阻，经过我们测量其两端电压为23伏左右，故流过其电流为7.7毫安，满足课程设计的要求，由于LM317的最大输出电流为1.5安，故我们采用一个三极管在LM317的输出端进行扩流，使之满足功率大于12瓦，由于电流太大会对LM317，LM337造成损坏，故我们在LM317,LM337输入端和输出端那里加一个IN4001，使之电流过大时可以对LM317,LM337进行保护。