利用LM317制作简易电源设计电路

LM317是电源设计领域中广泛使用的一种集成稳压器，它具有固定式三端稳压器的简单结构，并且支持输出电压的调整。它广泛应用于需要可调输出电压的各种电子设备中，如电源供应器、电池充电器等。LM317的主要优势在于其调压范围宽、稳压性能优越、噪声和纹波抑制表现良好，以及具备过热、过流和短路保护功能。 LM317的工作电压范围为1.25到37伏直流电（VDC），输出电流可以从5毫安（mA）到1.5安培（A）。这种芯片在正常工作环境下可以适应的温度范围是-10℃到+85℃。LM317芯片内部集成了过热、过流、短路保护电路，这使得其在各种情况下都能提供可靠的保护，避免由于恶劣的电气条件引起的损坏。 LM317的基本工作原理是利用芯片内部的1.25V参考电压，通过外部的分压电阻R1和R2来设置输出电压。输出端（即第2脚）与调整输入端（第3脚）之间的电压保持在1.25V不变，通过调整R1和R2的比值，可以改变调节端（ADJ）的电位，从而调节输出电压。输出电压的计算公式为Vo=1.25[(R1+R2)/R2]，意味着当R2的阻值增大时，输出电压Vo也相应升高。 在设计1.25-37V的可调电源时，需要根据LM317的工作原理来配置外围元件，其中包括电容C1用于输入端的整流滤波，C2和C3分别用于改善IC的纹波抑制能力和瞬态响应。在大电流输出时，由于LM317可能会因温度升高而自动停止工作，因此需要为LM317配备适当的散热器以帮助散热。在选择R2时，应使用线性的电位器，以便平滑调节输出电压。 进一步地，可以设计更高电压输出的电源，比如1.25-120V的维修或实验电源。这类电源电路由四个LM317芯片组成，通过调整R2，可以调节IC4的输出电势在1.25到30V之间，而其他IC1、IC2、IC3的输出电势也将随着变化，最终得到四组直流稳定电压，总输出在1.25到120V之间。 另外，还可以设计具有软启动功能的电源，例如输出电压为15V的慢启动电源。在这种设计中，输出电压Vout通过R1、V1对电容C2充电，开始时V1饱和导通使得Vout最低，随着C2充电电压的升高，V1逐渐退出饱和状态，Vout逐渐上升至额定值。调整R1、C2的常数可以改变软启动的时间，而D1则用于关机后快速泄放C2上的电荷。 还可以实现TTL电平控制的电源设计，例如输出电压为5V的电源。在有TTL控制信号输入时，LM317的V1将截止，输出固定为5V。通过改变R2的值，可以得到不同的输出电压。V1可由NPN晶体管如9013等替换。 在设计LM317电路时，不仅要理解其工作原理和计算公式，还需要考虑电路中的保护措施、滤波元件、以及如何根据实际需求进行适当的电路调整。不同封装形式的LM317在设计电路时会略有不同，但其基本原理和设计步骤是一致的。通过这些详细的设计步骤和参数的调整，可以灵活地构建出满足不同需求的电源设计电路。