小功率可調直流穩壓電源設計分享之主電路

在穩壓電源設計的過(guò)程中，很多時(shí)候往往會(huì )要求工程師所設計的直流穩壓電源能夠為電機驅動(dòng)電路提供1個(gè)能從0V開(kāi)始連續可調的直流電源，并且要求這一方案中具有保護功能。這種穩壓電源設計要求看似困難，實(shí)際上只是要求設計人員為穩壓電源電路中加入一個(gè)具有足夠調壓范圍和帶負載能力的直流穩壓電源電路。在今明兩天的方案分享中，我們將會(huì )為大家分享一個(gè)小功率可調的直流穩壓電源設計方案，下面我們先來(lái)看一下這一方案的主電路系統是怎么設計的吧。

主電路系統

在本方案中，這一小功率可調直流穩壓電源設計方案，其可調范圍是0-24V范圍內可調，這一電路的設計關(guān)鍵在于穩壓電路的設計，所選器件和電路必須達到在較寬范圍內輸出電壓可調，其輸出電壓應能夠適應所帶負載的啟動(dòng)性能。此外，電路還必須簡(jiǎn)單可靠，能夠輸出足夠大的電流。符合上述要求的電源電路的設計方法有很多種，比較簡(jiǎn)單的有2種，一種是晶體管串聯(lián)式直流穩壓電路，一種是三端集成穩壓器電路。下面我們分別進(jìn)行分析。

首先我們來(lái)看一下晶體管串聯(lián)式直流穩壓電路，這一電路設計的基礎框圖如下圖圖1所示，可以看到在該電路中輸出電壓經(jīng)取樣電路取樣后得到取樣電壓，取樣電壓與基準電壓進(jìn)行比較得到誤差電壓，該誤差電壓對調整管的工作狀態(tài)進(jìn)行調整，從而使輸出電壓發(fā)生變化，該變化與由于供電電壓U。發(fā)生變化引起的輸出電壓的變化正好相反，從而保證輸出電壓U。為穩壓值。因輸出電壓要求從0V起實(shí)現連續可調，因此要在基準電壓處設計輔助電源，用于控制輸出電壓能夠從0V開(kāi)始調節。

圖1 串聯(lián)式穩壓電源電路

然而，在實(shí)際的穩壓電源設計和應用過(guò)程中，盡管這種單純的串聯(lián)式直流穩壓電源電路很簡(jiǎn)單，但在增加輔助電源后在進(jìn)行設計，需要處理的電路系統就比較復雜了，而且由于都采用分立元件，這一電路的可靠性難以保證。

接下來(lái)我們來(lái)看一下三端集成穩壓器電路在穩壓電源設計中的應用情況，這一電路的結構框圖如圖2所示?？梢钥吹?，三端集成穩壓器電路主要采用輸出電壓可調且內部有過(guò)載保護的三端集成穩壓器，輸出電壓調整范圍較寬，設計一電壓補償電路可實(shí)現輸出電壓從0V起連續可調，因要求電路具有很強的帶負載能力，需設計一軟啟動(dòng)電路以適應所帶負載的啟動(dòng)性能。該電路所用器件較少，成本低且組裝方便、可靠性高。因此本方案選用三端集成穩壓器電路來(lái)進(jìn)行主電路系統的設計。

圖2 三端集成穩壓器電路結構框圖

在我們這一0-24V可調穩壓電源設計方案中，我們所設計的電源主電路系統，采用三端集成穩壓器電路方案，其電路原理圖如下圖圖3所示。在圖3中，IC為三端集成穩壓器。晶體管T，阻R3，和電容器C組成軟啟動(dòng)電路。電阻R4和二極管D組成電壓補償電路。電容C2為輸出濾波電容。

圖3 輸出電壓可調的直流穩壓電源電路原理圖

三端集成穩壓器LM317及其調壓原理

在圖3所展示的直流穩壓電源的主電路原理圖中，我們所選擇的IC采用了LM317系列三端集成穩壓器，其輸出電壓調節范圍可達1.25～37V，輸出電流可達1.5A，內部帶有過(guò)載保護電路，具有穩壓精度高、工作可靠等特點(diǎn)。這一三端集成穩壓器的輸出電壓的調節原理如圖5所示。由于LM317的2、3腳之間的電壓U32為一穩定的基準電壓，其數值為1.25V，故有公式為：

在該公式中，R1為固定電阻，因此調節R2可以調節輸出電壓Uo，并且Uo的最小值為1.25V。這也就是三端集成穩壓器的調壓原理所在了。

以上就是本文針對一種0-24V可調穩壓電源設計方案的主電路系統，所進(jìn)行的簡(jiǎn)要分析和分享，在明天的文章中我們將會(huì )繼續就該方案的驅動(dòng)電路情況進(jìn)行分享，歡迎大家繼續關(guān)注。