基于LM117T的直流穩壓電源設計與制作

直流型的穩壓電源設計和制作，是目前很多工程師所接觸到的日?；A工作，也是目前國內外穩壓電源的研發(fā)重點(diǎn)。在此前的文章中，我們曾經(jīng)為大家分享過(guò)幾種不同的直流穩壓電源設計與制作過(guò)程，在今天的方案分享中，我們將會(huì )為各位工程師們分享一種基于LM117T的直流穩壓電源設計方案，下面一起看過(guò)來(lái)吧。

在本次為大家分享的直流穩壓電源設計與制作中，我們所設計的該款穩壓電源基于LM117T進(jìn)行制作，主體部分采用三端集成穩壓器電路。如圖1所示，它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，可靠性也相對高。

圖1 三端集成穩壓電源框圖

在該種方案的實(shí)際電路設計中，我們選擇采用三端集成穩壓器電路方案，該種方案以LM117T作為穩壓調節器組成的基本直流穩壓電路，其電路構造如下圖圖2所示。

圖2 LM117T三端穩壓器的基本電路

三端集成穩壓器LM117T及其調壓原理

在上圖圖2所展示的LN117T三端穩壓器的基本電路構造中，我們可以看到，該電路的IC部分采用了LM117系列三端集成穩壓器，其輸出電壓調節范圍可達1.2～25V，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)。由于LM117的2、3腳之間的電壓為一穩定的基準電壓(1.25V)，因此有公式：

在該公式中的計算中，R1為固定電阻，因此只要調節R2，可以調節相應的輸出電壓，并且UOUT的最小值為1.25V。電路中的電容C1起濾除高次諧波的作用，通常選擇0.1uF的瓷片電容，輸出電容C2可以改善輸出響應性能和抑制電壓波動(dòng)，其值選擇范圍1uF～1000uF之間。

LM117的保護設計

在該種直流穩壓電源的設計與制作過(guò)程中，LM117T的保護設計也同樣非常重要。當使用外部電容時(shí)，為避免電容的放電電流進(jìn)穩壓器而損壞，需要我們另外加上保護二極管。如果穩壓器的輸入端短路且在輸出端接有較大電容器時(shí)，那么輸出端電容放電電流就會(huì )流入穩壓器的輸出端就容易燒壞穩壓器，在輸入端和輸出端接入反向二極管D1即可起到保護作用，如下圖圖3所示。在穩壓器調整端接入旁路電容C3和二極管D2，在輸入端或輸出端斷路時(shí)，可以利用LM117內部電阻限制峰值放電電流，起到保護穩壓管的作用。

圖3 帶保護的穩壓電路

軟啟動(dòng)電路設計

在該種基于LM117T的直流穩壓電源設計和制作過(guò)程中，該電路系統的軟啟動(dòng)電路主要由晶體管VD、電阻R3和電容器C3組成。在系統運行時(shí)，該軟啟動(dòng)電路的主要作用是使電路輸出電壓有一個(gè)緩慢的上升過(guò)程，以適應感性負載(如直流繼電器和直流電機)的啟動(dòng)特性。當輸入電壓接人時(shí)，因C3上的電壓不能突變，故VD因基極電位較低而飽和導通，使U2(LM117的2腳電位)和UOUT都很低，隨著(zhù)C3的充電，VD的基極電位上升，其發(fā)射極電位(即U2)逐漸升高，使UOUT也同步升高。當C3充滿(mǎn)電時(shí)，VD被截止，啟動(dòng)電路失去作用，UOUT也達到設定值。啟動(dòng)的時(shí)間可以通過(guò)改變C3和R3的值進(jìn)行調整。

圖4 具有軟啟動(dòng)功能的可調穩壓電路

在這種穩壓電源的實(shí)際制作過(guò)程中，我們所選擇的LM117T其本身封裝采用T220H可以節省高度空間，交流側采用48V變壓器通過(guò)AC IN接線(xiàn)端子接入，直流側由DC OUT輸出1.2～25V的直流電壓。調節R2改變輸出電壓，如有必要可外接電壓表。該電路很適合于大中專(zhuān)院校學(xué)生的業(yè)余制作，可作為PLC(可編程控制器)控制電路中，直流繼電器和傳感器的電源，以及小型直流電機的供電電源。下圖圖5是完整的直流穩壓電源原理圖。

圖5 完整的直流穩壓電源原理圖

經(jīng)測試，該種基于LM117T的直流穩壓電源設計方案，其本身的電路主要應用三端集成穩壓電器，并加入補償電壓的方法，可以有效解決LM117系列的保護問(wèn)題。軟啟動(dòng)電路的引入適應負載的啟動(dòng)特性。電路的結構簡(jiǎn)單、功能完善，能夠適應多種工作環(huán)境的要求。