5v12v线性稳压电源(原理)
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5V12V线性稳压电路原理
一、技术说明:输入交流电压。
输出电压5V和连续可调电压~30V/两组直流。
二、制作说明:
1、成品用金属盒或者塑料盒包装成产品。
2、电压表V、电流表A和调节电压用的电位器Rw安装在包装盒的面板上。
3、电源变压器固定在包装盒的底座上,电路板固定在包装盒的底座上。
4、电压调节的三端稳压集成块7805和317加装散热器。
直流稳压电源
我们最熟悉的电源是220伏交流市电,但若直接使用这个市电,则最多能够点亮一盏灯或转动一个电风扇等。
若要在一个电子电路或计算机上使用市电,则必须首先将其转换为直流稳压电源后才能使用。
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图线性直流稳压电源电路图
如图所示为一种典型的线性直流稳压电源的电路图,它由电源开关K、保险管、AC—DC适配器、集成稳压器和后级滤波器组成。
当输入220V交流电且开关K闭合时,输出一个稳定的直流电压,且稳定输出在一定范围内不受220V交流电网的波动和电子电路负载轻重的影响。
整流器的作用是将降低后的工频交流电压变换为直流电压。
图展示了整流器的工作原理。
在交流的正半周,变压器次级上正下负,电流从正极经D1、负载和D3
流回变压器的负极,这样若忽略二极管的导通电压,在负载上得到一个大小与变压器次级相同的电压波形,极性为上正下负;在交流的负半周,变压器次级上负下正,电流从正极经D2、负载和D4流回变压器的负极,这样在负载也得到一个大小与变压器次级相同的电压波形,极性与正半周一样,也为上正下负。
因此在交流信号的正负半周的分别作用下,整流器均输出单极性的脉动电压,该输出的直流成份已大于零。
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图整流器工作原理示意图
前级滤波器由大电容C1和小电容C2并联组成,我们知道电容能够滤除交流信号,整流器输出的单极性脉动电压经过该滤波器后,就变成了直流信号了。
大电容
C1的作用主要是交流成份和储存电能,小电容C2的作用是滤除高频干扰。
AC—DC适配器输出的直流电压是不稳定的,它的输出电压值会随着电网电压的波动和负载的轻重而变化,并不适合直接应用于计算机系统和电子电路,因此还必须进行稳压。
稳压电源的输出电压可用下式计算,Vo=(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。
1,2脚之间为电压基准。
为保证稳压器的输出性能,R1应小于240欧姆。
改变R2阻值即可调整稳压电压值。
D1,D2用于保护LM317。
首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo=—37V(高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等,其输出电压变化范围是Vo=—45V),所以R2/R1的比值范围只能是0—。
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。
LM117/LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。
其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流,有的资料称为最小输出电流,也有的资料称为最小泄放电流。
最小稳定工作电流的值一般为。
由于317
稳压块的生产厂家不同、型号不同,其最小稳定工作电流也不相同,但一般不大于5mA。
当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时,317稳压块就不能正常工作。
当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时,317稳压块
就可以输出稳定的直流电压。
如果用317稳压块制作稳压电源时(如图所示),没有注意317稳压块的最小稳定工作电流,那么你制作的稳压电源可能会出现下述不正常现象:稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。
1.要解决317稳压块最小稳定工作电流的问题,可以通过设定R1和R2阻值的大小,而使317稳压块空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流,从而保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。
此时,只要保证Vo/(R1+R2)≥,就可以保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。
上式中的为317稳压块的最小稳定工作电流。
当然,只要能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作,Vo/(R1+R2)的值也可以设定为大于的任意值。
2.经计算可知R1的最大取值为R1≈Ω。
又因为R2/R1的最大值为。
所以R2的最大取值为R2≈Ω。
在使用317稳压块的输出电压计算公式计算其输出电压时,必须保证R1≥Ω,R2≤Ω两个不等式同时成立,才能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。
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通常LM117/LM317不需要外接电容,除非输入滤波电容到LM117/LM317输入端的连线超过6英寸(约15厘米)。
使用输出电容能改变瞬态响应。
调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。
输入至少要比输出高2V,否则不能调压。
输入电要最高不能超过40V吧。
输出电流不超过1A。
输入12V的话,输出最高就是10V左右。
由于它内部还是线性稳压,因此功耗比较大。
当输入输入电压差比较大且输出电流也比较大时,注意317的功耗不要过大。
一般加散热片后功耗也不超过20W。
因此压差大时建议分档调压。