LM317工作原理

　　LM317作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊，是一種使用方便、應用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。

　　317系列穩(wěn)壓塊的型號很多：例如LM317HVH、W317L等。電子愛好者經(jīng)常用317穩(wěn)壓塊制作輸出電壓可變的穩(wěn)壓電源（其電路的基本形式如下圖所示）。穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計算，Vo＝1.25（1＋R2/R1）。僅僅從公式本身看，R1、R2的電阻值可以隨意設(shè)定。

　　然而作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計算公式，R1和R2的阻值是不能隨意設(shè)定的。首先317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo＝1.25V—37V（高輸出電壓的317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317HVK等，其輸出電壓變化范圍是Vo＝1.25V—45V），所以R2/R1的比值范圍只能是0—28.6。其次是317穩(wěn)壓塊都有一個最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。最小穩(wěn)定工作電流的值一般為1.5mA。由于317穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于5mA。當317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。當317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。如果用317穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時（如圖所示），沒有注意317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流，那么你制作的穩(wěn)壓電源可能會出現(xiàn)下述不正常現(xiàn)象：穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。

　　要解決317穩(wěn)壓塊最小穩(wěn)定工作電流的問題，可以通過設(shè)定R1和R2阻值的大小，而使317穩(wěn)壓塊空載時輸出的電流大于或等于其最小穩(wěn)定工作電流，從而保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。此時，只要保證Vo/（R1＋R2）≥1.5mA，就可以保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。上式中的1.5mA為317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流。當然，只要能保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作，Vo/（R1＋R2）的值也可以設(shè)定為大于1.5mA的任意值。

　　經(jīng)計算可知R1的最大取值為R1≈0.83KΩ。又因為R2/R1的最大值為28.6。所以R2的最大取值為R2≈23.74KΩ。在使用317穩(wěn)壓塊的輸出電壓計算公式計算其輸出電壓時，必須保證R1≥0.83KΩ，R2≤23.74KΩ兩個不等式同時成立，才能保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。當然在317穩(wěn)壓塊的輸出端并聯(lián)泄流電阻R（如圖所示），也可以為317穩(wěn)壓塊提供最小穩(wěn)定工作電流。但是，由于并聯(lián)的泄流電阻不能隨輸出電壓的變化而變化，如果要保證317穩(wěn)壓塊在輸出電壓為1.25V時，其輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流，則在317穩(wěn)壓塊的輸出電壓為37V時，流過泄流電阻的電流就太大了，這樣不僅浪費了電能，而且增加了317穩(wěn)壓塊的負擔，不是一種妥當?shù)霓k法。

　　LM317電源電路原理

　　上述原理圖電路中，主要使用了一個三端穩(wěn)壓器件LM317T，功能主要是穩(wěn)定電壓信號，以便提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和可靠性能。LM317T是一種這樣的器件：由Vin端提供工作電壓后，他便可以保持其+Vout端（2腳）比其ADJ端（1腳）的電壓高1125V。因此，只需要用極小的電流來調(diào)整ADJ端的電壓，便可在Vout端得到比較大的電流輸出，并且電壓比ADJ端高出恒定的1125V。還可以通過調(diào)整ADJ端（1端）的電阻值改變輸出電壓（LM317T會保證接入ADJ端和+Vout端的那部分電阻上的電壓為1125V）。所以，當ADJ端（1端）的電阻值增大時，輸出電壓將會升高。

　　LM317T的輸出電壓可以從1125V連續(xù)調(diào)節(jié)到37V，其輸出電壓值可由式（1）算出：

　　LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路

　　直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如下：

　　1、降壓部分

　　電源變壓器是降壓變壓器，它的作用是將220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器的變比由變壓器的副邊按比例確定，變壓器副邊與原邊的功率比為P2/P1=n，式中n是變壓器的效率。

　　2、整流部分

　　該設(shè)計采用單相橋式整流電路。其由四只二極管組成，其構(gòu)成原則就是保證在變壓器副邊電壓u的整個周期內(nèi)，負載上的電壓和電流方向始終不變。為達到這一目的，需要在Uz的正、負半周內(nèi)正確引導流向負載的電流，使其方向不變，設(shè)變壓器副邊兩端分別為a和b，則a為“+”b為“一”時應有電流流出a點，a為“一”b為“+”時應有電流流入a點；相反，a為“+”b為“一”時應有電流流入b點，因而a和b點均應接兩只二極管，以引導電流，具體電路原理如圖2所示。

　　果橋式整流電路變壓器副邊中點接地，就應將兩個負載電阻相連接且連接中點接地。根據(jù)橋式整流電路的工作原理，當a點為“+”b點為“一”時，Dl、D3導通，D2、D4截止，U01=U2，U02=一U2；而當b點為“+”a點為“一”時，D2、D4導通，D1、D3截止，U01=一U2，U02=U2，這樣兩個負載上就分別獲得正、負電壓。

　　若設(shè)變壓器副邊電壓u2=U2sinwt，U2為其有效值。當u2為正半周時，電流由a點流出，經(jīng)Dl、RL、D3流入b點，因而負載電阻RL上的電壓等于變壓器副邊電壓，即uo=u2，D2和D4管承受的反向電壓為一u2。當u2為負半周時，電流由b點流出，經(jīng)D2、RL、D4流入a點，負載電阻RL上的電壓等于一u2，即uo=一u2，D1、D3承受的反向電壓為u2。這樣，由于D1、D3和D2、D4兩對二極管交替導通，致使負載電阻RL上在u2的整個周期內(nèi)都有電流通過，而且方向不變，則輸出電壓uo=|U2sinwt|。

　　3、濾波電路

　　經(jīng)過整流后的直流電幅值變化很大，會影響電路的工作性能。可利用電容的“通交流，隔直流”的特性，在電路中并人兩個并聯(lián)電容作為電容濾波器，濾去其中的交流成分。

　　電容濾波電路是最常見也是最簡單的濾波電路，在整流電路的輸出端（即負載電阻兩端）并聯(lián)一個電容即構(gòu)成電容濾波電路。濾波電容容量較大，因此一般均采用電解電容，在接線時要注意電解電容的正負極。電容濾波電路利用電容的充、放電作用，使輸出電壓趨于平滑。如果將兩個濾波電容相連接，且連接點接地，就可同時得到輸出電壓平滑的正負電源。

　　在理想情況下，變壓器副邊無損耗，二極管導通電壓為零，所以電容兩端電壓相等。而當其上升到峰值后開始下降，電容便通過負載電阻放電，其電壓也開始下降，趨勢與電容兩端電壓基本相同。但是由于電容按指數(shù)規(guī)律放電，所以當其下降到一定數(shù)值后，電容將繼續(xù)通過負載放電，電容兩端電壓按指數(shù)規(guī)律緩慢下降。

　　LM317典型應用電路

　　1，2腳之間為1.25V電壓基準。為保證穩(wěn)壓器的輸出性能，R1應小于240歐姆。改變R2阻值即可調(diào)整穩(wěn)壓電壓值。D1，D2用于保護。

　　lm317如何用作穩(wěn)流器

　　1、明確LM317的輸入和輸出端

　　2、Lm317做穩(wěn)流器的電路原理圖。

　　3、LM317用作穩(wěn)流器的例子。

　　通過LM317控制3個LED燈發(fā)光。LED燈的額定電壓是3V。

　　4、第三步中，為什么要用LM317作為穩(wěn)流管而不是穩(wěn)壓管？

　　原因是：如果D1、D2、D3中有一個短路了，而且LM317做的是穩(wěn)壓管，剩下的兩個好的led發(fā)光二極管也會因為電壓變大二壞掉。

　　但是如果LM317用作穩(wěn)流管，即使D1、D2、D3中有一個短路了，LM317也會自動調(diào)整電流，以保持電流恒定，從而起到保護電路的作用