如何使用LM317T創建可變電壓電源
發布時間:2023-07-26 責任編輯:lina
【導讀】借助在 PSUshuchuzhongtianjiadeshaoliangfujiadianlu,womenkeyiyongyouyigetaishidianyuan,nenggouchengshouyixiliegudinghuokebiandianya,wulunshizhengdianyahaishifudianya。shishishang,zhebininxiangxiangdeyaojiandandeduo,yinwei PSU事先已經完成了變壓器、整流和平滑,我們需要做的就是將附加電路連接到 +12 伏黃線輸出。但首先,讓我們考慮固定電壓輸出。
繼續我們關於將 ATX PSU 轉換為台式電源的教程,一個非常好的補充是 LM317T 正電壓穩壓器,我們可以用來創建可變電壓電源。
LM317T 是一款可調的 3 端子正電壓穩壓器,能夠提供除 +5 或 +12
伏的固定電壓電源以外的不同直流電壓輸出,或作為從幾伏到某個最大值的可變輸出電壓,電流約為 1.5 安培。
借助在 PSUshuchuzhongtianjiadeshaoliangfujiadianlu,womenkeyiyongyouyigetaishidianyuan,nenggouchengshouyixiliegudinghuokebiandianya,wulunshizhengdianyahaishifudianya。shishishang,zhebininxiangxiangdeyaojiandandeduo,yinwei PSU事先已經完成了變壓器、整流和平滑,我們需要做的就是將附加電路連接到 +12 伏黃線輸出。但首先,讓我們考慮固定電壓輸出。
固定 9v 電源
標準TO-3封裝提供多種220端子穩壓器,最受歡迎的固定穩壓器是78xx係列正穩壓器,範圍從非常常見的7805,+5V固定穩壓器到7824,+24V固定穩壓器。還有一個79xx 係列固定負電壓穩壓器,可產生 -5 至 -24 伏的互補負電壓,但在本教程中,我們將僅使用正 78xx 類型。
固定式3duanziwenyaqizaibuxuyaoketiaoshuchudeyingyongzhongfeichangyouyong,shishuchudianyuanjiandan,danfeichanglinghuo,yinweitashuchudedianyajinqujueyusuoxuandewenyaqi。tamenbeichengwei 3
端子穩壓器,因為它們隻有三個端子可以連接,分別是輸入、公共和輸出。
穩壓器的輸入電壓將是來自PSU(或獨立變壓器電源)的+12v黃線,連接在輸入端和公共端子之間。穩定的 +9 V電壓取自輸出端,如圖所示,為通用電壓。
變壓電源固定穩壓電路

因此,假設我們希望PSU台式電源的輸出電壓為+9伏,那麼我們所要做的就是將+9V穩壓器連接到+12V黃線。由於PSU已經對+12v輸出進行了整流和平滑處理,因此隻需要一個電容在輸入端,另一個電容在輸出端。
這些額外的電容器有助於穩壓器的穩定性,可以在 100nF 和 330nF 之間的任何位置。額外的 100uF輸出電容有助於平滑固有紋波成分,從而提供良好的瞬態響應。這種放置在電電路輸出端的大值電容器通常稱為“平滑電容器”。
這些 78xx 係列穩壓器在 1、5、5、6、8、9、12 和 15V 的固定穩定電壓下提供約 18.24安培的最大輸出電流。但是,如果我們想要+9V的輸出電壓,但隻有一個7805、+5V穩壓器呢?5的+7805V輸出以“接地、Gnd”或“0v”端子為基準。
如果我們將引腳 2 端電壓從 0V 增加到 4V,那麼如果有足夠的輸入電壓,輸出也會額外上升 4伏。然後,通過在穩壓器的引腳-4和地之間放置一個小的4 V(最接近的首選值為3.2V)齊納二極管,我們可以使7805 5V穩壓器產生+9
V輸出電壓,如圖所示。
增加輸出電壓

那麼它是如何工作的。4.3V 齊納二極管需要一個大約 5mA 的反向偏置電流來維持一個輸出,而穩壓器需要大約 0.5mA電流。5.5mA的總電流通過輸出引腳-1的電阻“R3”提供。
因此,7805 穩壓器所需的電阻值為 R = 5V/5.5mA = 910
Ω。反饋二極管D1lianjiezaishuruzhishuchuduanzishang,yongyubaohu,fangzhiwenyaqizaishurudianyuandianyaguanbishifanxiangpianzhi,ershuchudianyuanyouyudiancifahuodianjidengdaganxingfuzaierzaiduanshijianneibaochidaotonghuohuodongzhuangtai。
然後,我們可以使用3端穩壓器和合適的齊納二極管,從我們以前的台式電源產生+5V至+12V的各種固定輸出電壓。但是,我們可以通過用LM317T等可變電壓穩壓器替換固定電壓穩壓器來改進這種設計。
變壓電源
LM317T 是一款完全可調的 3 端子正電壓穩壓器,能夠提供 1.5 安培的電流,輸出電壓範圍從大約 1.25 伏到略高於 30伏。通過使用兩個電阻的比率,一個是固定值,另一個是變量(或兩個是固定的),我們可以將輸出電壓設置為所需的水平,相應的輸入電壓在 3 到 40 伏之間。
LM317T 可變穩壓器還具有內置的電流限製和熱關斷功能,使其具有短路保護功能,是任何低壓或自製台式電源的理想選擇。
LM317T 的輸出電壓由兩個反饋電阻 R1 和 R2 的比值決定,它們在輸出端子上形成一個電位分壓器網絡,如下所示。
LM317T 可變穩壓器

反饋電阻R1兩端的電壓為恒定的1.25V基準電壓,V裁判在“輸出”和“調整”端子之間產生。調節端電流為100uA的恒流。由於電阻R1兩端的基準電壓是恒定的,恒定電流i將流過另一個電阻R2,導致輸出電壓為:

然後,流過電阻R1的任何電流也流過電阻R2(忽略非常小的調節端電流),R1和R2兩端的壓降之和等於輸出電壓Vout。顯然,輸入電壓 Vin
必須至少比為穩壓器供電所需的輸出電壓高 2.5 伏。
此外,LM317T 具有非常好的負載調整率,前提是最小負載電流大於
10mA。因此,為了保持1.25V的恒定基準電壓,反饋電阻R1的最小值需要為1.25V/10mA =120歐姆,該值的範圍可以從120歐姆到1,000歐姆,R1的典型值約為220Ω到240Ω,以獲得良好的穩定性。
如果我們知道所需輸出電壓的值,Vout和反饋電阻R1是240歐姆,那麼我們可以從上式計算電阻R2的值。例如,我們的原始輸出電壓為9V,R2的電阻值為:
R1.((Vout/1.25)-1) = 240。((9/1.25)-1) = 1,488 歐姆
或 1,500 歐姆 (1k5Ω) 到最接近的首選值。
當然,在實踐中,電阻R1和R2通常由電位計代替,以產生可變電壓電源,如果需要多個固定輸出電壓,則由幾個開關預設電阻代替。
但是,為了減少每次我們想要特定電壓時計算電阻R2值所需的數學運算,我們可以使用標準電阻表,如下所示,該表使用E1電阻值為我們提供了不同電阻R2和R24比率的調節器輸出電壓。
電阻 R1 與 R2 之比

通過將電阻R2更改為2k歐姆電位計,我們可以將PSU台式電源的輸出電壓範圍從約1.25伏控製到最大輸出電壓10.75伏(12-1.25)伏。然後我們最終修改的可變電源電路如下所示。
變壓電源電路

我wo們men可ke以yi通tong過guo將jiang電dian流liu表biao和he電dian壓ya表biao連lian接jie到dao輸shu出chu端duan子zi來lai進jin一yi步bu改gai進jin我wo們men的de基ji本ben穩wen壓ya器qi電dian路lu。這zhe些xie儀yi器qi將jiang直zhi觀guan地di指zhi示shi可ke變bian穩wen壓ya器qi輸shu出chu的de電dian流liu和he電dian壓ya。如ru果guo需xu要yao,還hai可ke以yi在zai設she計ji中zhong加jia入ru快kuai速su熔rong斷duan保bao險xian絲si,以yi提ti供gong額e外wai的de短duan路lu保bao護hu,如ru圖tu所suo示shi。

LM317T 的缺點
使用 LM317T 作為可變電壓電源電路的一部分來調節電壓的主要缺點之一是,多達 2.5
伏的電壓會作為熱量在穩壓器上丟失或損失。例如,如果所需的輸出電壓為+9伏,那麼如果輸出電壓要在最大負載條件下保持穩定,則輸入電壓將需要高達12伏或更高。穩壓器兩端的壓降稱為“壓差”。此外,由於這種壓差,需要某種形式的散熱器來保持穩壓器冷卻。
幸運的是,低壓差可變穩壓器可用,例如美國國家半導體“LM2941T”低壓差可變穩壓器,其在最大負載下僅具有 0.9
伏的低壓差。這種低壓差是有代價的,因為該器件隻能提供 1.0 安培的電流,電壓輸出範圍為 5 至 20
伏。但是,我們可以使用此器件提供約11.1V的輸出電壓,僅略低於輸入電壓。
總而言之,我們用上一教程中的舊PC電源單元製成的台式電源可以通過使用LM317T來調節電壓來轉換為提供可變電壓電源。通過連接該器件的輸入,通過PSU的+12V黃色輸出線連接,我們可以同時具有固定的+5V、+12V和約2至10伏的可變輸出電壓,最大輸出電流為1.5A。
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