基于LM317的可调稳压电源板
基于LM317的可调稳压电源板
摘要
随着现代科技的飞速发展，电子产品在日常生活和工作中随处可见，人们对电的要求也越来越高，各种新型节能的电源应用而生。
在电子线路的相关应用中，电源是其必不可少的部分，电源系统质量的优劣和性能的可靠性直接决定着整个电子设备的质量。直流稳压电源作为直流能量的提供者，在各种电子设备中有着极其重要的地位，它的性能良好与否直接影响到电子产品的精度、稳定性和可靠性。随着电子技术的日益发展，电源技术也得到了很大的发展，它从过去一个不太复杂的电子线路发展到今天具有较强功能的模块。人们对电源的质量、功能和性能要求也随之变得越来越高。
本项目是基于LM317的可调稳压电源，该设计主要利用可调式稳压器LM317实现稳压电源的输出可调性。整个电源主要由变压器、整流电路、滤波电路，以及稳压电路几部分组成。本文主要介绍其具体实现及原理，经反复实验，结果表明其具有灵活的可调性，控制效果良好，并且该设计电路简单实用，性能安全可靠，是日常生活中一款必备产品。
关键词：可调式稳压器直流稳压电源整流电路滤波电路
一、直流稳压电源的实现原理
本设计主要采用三端可调式集成稳压器LM317，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V 交流电，变为稳定的直流电，实现电压可在1.16-13.3V 之间可调，，并用数码管直观显示电压数值。LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压．它能连续可调正负电压。稳压器内部含有过流，过热保护电路。
1.变压电路
电源变压器是降压变压器，它的作用是将220V 的交流电压变换成整流滤波电路的需要的交流电压。
2.整流电路
整流采用桥式整流电路，用4个IN4007二极管对交流电进行整流。整流电路在工作时，电路中的四只二极管都是作为开关运用，电路图可知：
当正半周时，二极管D3、D6导通（D4、D5截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周；
当负半周时，二极管D4、D5导通（D3、D6截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周。
在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。
3.滤波电路
整流电路的输出不是纯粹的直流，而且与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端(即负载电阻两端)并联一个电容即构成电容滤波电路。滤波电容容量较大，因此一般均采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正负极。
并联的电容器C 在输入电压升高时，给电容器充电，可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时，电容两端电压以指数规律放电，就可以把存储的能量释放 出来。经过滤波电路向负载放电，负载上得到的输出电压就比较平滑，起到了平波作用。
4.稳压电路
(1)集成三端稳压器LM317
选用LM317稳压模块对电路进行稳压。它是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。 数字显示 变压电路 滤波电路 稳压电路 整流电路 交流输入
(2)保护二极管IN4148
芯片处的两只二极管IN4148起保护作用，为稳压器接反时与逆偏置保护用二极管。
5.数字显示电路
一个数字可由7段笔划组成，见图3。如果用发光二极管替代这7
段笔划，那就只需接通不同笔段中发光二极管的电源，便可以显示数
字了。例如数字3，用了a、b、c、d、g五个笔段；数字6，用了a、c、
d、e、f、g六个笔段。
6.电路原理图
二、实验步骤
1、电路板的焊接
按照电路图，进行安装焊接。安装时，应注意先安装小的元件，且二极管的焊接应注意分别极性以及变压器的输入线注意用胶带隔开，避免两线触碰短路。
焊接好后，测试输出导线的电压。用万用表测量负载RL两端的电压并进行记录（输出的电压能正常后才可以后续的安装，如果不正常，应检修到正常为止），将测试所得结果和理论值相比较，若输出电压满足设计指标，说明稳压电源中各级电路都能正常工作，然后再进行各项指标的测试。
2.亚克力板的安装
底面的固定孔上先锁进螺丝；
把电路板放在固定螺丝上，然后把正面的亚克力板安装上，并锁上电位器的螺丝；
去掉变压器输入线的胶带，将其穿过后面面板的中间孔，安装好后仍然用胶带将两根线隔开，这样更加安全；
接好变压器的输入后，就是接变压器输出接入电路中；
把剩余的亚克力板安装上。
三、电路的功能测试
1.标定DVM功能——表头显示与实际输出之间的误差
2.测试蜂鸣器功能——可以测试导线通断（将导线接在电源正与信号输入端，导线通-蜂鸣器响）。还可以测试低频信号，（将信号从信号输入端输入，如果有信号，蜂鸣器响）
3.测试信号输出功能——板载方波信号发生器
4.测试逻辑笔功能——方便测试电路的逻辑电平
四、测试结果分析
1.实验数据和波形记录
(1)表头显示与实际输出之间的误差
数码管读数万用表度数误差
1.16 1.19 -0.03
1.92
2.008 -0.088
3.92 3.967 -0.047
7.12 7.07 0.05
8.00 7.95 0.05
9.52 9.46 0.06
10.7 10.56 0.14
11.5 11.48 0.02
12.6 12.43 0.17
13.3 13.4 -0.1
（2）蜂鸣器测试
将导线接在电源正与信号输入端，蜂鸣器发出响声。
（3）示波器波形显示
不同的示波器，显示的结果有所不同，这是由于示波器本身存在的误差所造成的。
2.误差分析
在测试电路的过程中可能带来的误差因素有:
（1）电路安装的元器件本身阻值存在的误差；
（2）万用表与触点之间的微小电阻；
（3）示波器, 万用表本身的准确度而造成的系统误差；
（4）测量过程中存在的读数的误差；
五、注意事项
(1)焊接前，注意检验元件是否正常。（主要检查显示管导线是否短路，LM317芯片是否正常)
(2)焊接时应遵循“由低到高”的原则。即先将矮小的元件先焊上电路板。焊好所有元件后，焊接导线。焊接导线前，应先将导线表面清理干净，然后再对导线端点上锡，最后对整条导线上锡。对导线上完锡后，再对电路板上要焊导线的位置用砂纸擦拭干净，这样处理后焊接才容易且牢固。
(3)电阻、三端稳压器、整流桥采用卧式焊接。三端稳压器、整流桥不能完全贴紧电路板，避免其散热不良。
(4)注意元件的正负极和引脚序号等。
(5)测试点要断开。(方便以后测试电路)
(6)元件焊接后多余的引脚应该剪短。
(7)接通电源时注意将导线隔开，避免触碰。
六、项目的改进及扩展
在人们的生活和生产中有许多的电子设备不能直接使用公用电网提供的交流电源, 而是需要稳定的直流电源，随着电子设备种类的不断增加，使得其对直流电源输出电压值、电流值的需求也越来越多。所以可调式的稳压电源应用更加广泛。
本文研究的就是可调直流稳压电源的设计和组装，在设计中仍有许多需要改进和完善的地方，也有许多可以扩展的地方。
实验电路所测得的电流偏小，经过查阅相关资料，可进行扩流。
七、实验小结
“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”这次电子工艺实习正是一个契机，一个让我们改变学习方式，将理论转化成实践，更贴近实际的学习机会。
由于在大一二我学的都是一些理论知识没能体会到亲自动手焊接东西实际操作过程是怎样的。在这一过程当中我深深的感觉到，看似简单的，实际上可能并非如此。刚开始做出来的焊点都是又大又圆，完全不合要求。但是在耐心地焊了很多个焊点之后，我慢慢掌握了一些焊接的技巧，在项目里有用到了一些常用的电子元器件，所以通过了实际操作，我能够识别相关的电子元器件，如电阻器、电位器、电容器、二极管、晶体管和三端集成稳压器等常有的电子元器件。知道了它们的形状、它们的分类、它们的型号规格、它们的用法以及如何检测这些元器件的好坏。
在电路的调试上，我觉得是自己做的不好的地方，调试起来往往会遇到一些困难，特别是当板比较大、元件比较多时，往往无从下手。因为自己的电路板测试未达到标准，但最开始也不知道是什么地方出现错误，所以浪费了很多时间，后来在老师的指导下，找到了错误根源，通过这一过程，我对调试电路板有了基本的认识和体会。
1.看看电容，二极管等有极性元件是否焊反（特别是有极性电容），看芯片是否焊得颠倒，看是否有焊接短路，看是否有明显虚焊，看是否有元件未焊，看元件是否焊错（如：电阻焊成电容），看是否冒烟，烧焦，火花等。
2.闻闻是否有异味，例如烧焦的味道、电容电解液的味道等。
在接电源时，由于没有注意到两根导线，导致导线碰到一起引起短路，出现了导线烧断的情况，这个时候就应该注意一下电路板是否有异味，其他器件是否有随坏。
3.测试元器件是否短路用万用表测试导线（引脚）的两端，若万用表发出响声，则说明元件短路。
在实验过程中，最开始电压的可调范围太小，但没有找到原因，所以一直耽误了很多时间，后来在老师的知道下，通过测试数码管以及芯片的电压，发现其均出现短路，经过修改后，终于成功了。
对我而言，这次实验是一次全新的尝试，自己的动手能力得到很大的锻炼。虽然这一次的实验出现了很多的错误，但是也有更多的体会。理论与实践是有很大区别的，许多事情需要自己去想，只有付出了，才会得到，有思考，就有收获，就意味着有提高，就增强了实践能力和思维能力。熟能生巧，吸取这一次的经验教训，我相信下一次一定能做的更好！