自制可调稳压电源

采用LM317的方案，刚好手头还有几个闲置的LM317T，“量身”设计的完整电路如图2所示。

（图2）

主要元气件参数资料：

尽管LM317我们已经非常熟识了，但还是翻阅一下LM317的PDF资料比较稳妥，其中几个比较重要的参数如下：

1、输入与输出端最高压差为：40V（很多人误认为是输入最高电压为40V）；

2、输入与输出端最小工作压差：3V；

3、输出电压范围：1.25V-37V范围内连续可调（其实只要保证前一项条件，其输出范围的上限

是可以扩展的）；

4、最大输出电流：1.5A（LM317T TO-220封装）；

5、输出最小负载电流：5mA；

6、基准电压V REF：1.25V；

7、工作温度范围为：0-70℃；

8、LM317T TO-220封装引脚排列如图3所示：

（图3）

为了让LM317T输出0V起调，该电路设计时增加了一个由TL431构成的-2.5V基准电源，TL431相信大家也是非常熟识，它是三端可调并联型稳压IC，详细资料可参考：安森美的《TL431中文手册》。在本列电路应用中，我们比较关心的几个参数如下：

1.参考电压V REF：

2.5V ±0.4％（25℃）；

2.最大阴极电流范围：-100mA至+150mA；

3.最小阴极电流：0.5mA；

4.最大额定功耗：0.7W （TO-92封装）；

5.TL431内部结构和引脚排列如附图4所示；

6.TL431的典型应用电路如图5所示；

（图4）

（图5）

工作原理：

如图2所示，220V市电通过S1和F1连接到变压器的输入端，经过变压后分别输出：18V、8V、10V、3V（其中10V和3V绕组是自己以手工穿线的方式加绕的）四组电压，为了降低LM317T的功耗提高电源效率，采用了2个继电器的3级换档电路，换档电路如图6所示，电源输出电压V+加在W2的两端，当W2的滑动触片上获得的分压低于U4的V REF（2.5V）电压时，U4的K、A之间只有

微弱的维持电流，J1因得不到足够高的工作电压，其常开触点断开，8 V AC绕组通过J1和J2的常闭触点对后级电路供电；当W2的滑动触片上获得的分压高于U4的V REF（2.5V）电压时，U4的阴极电流剧增使J1得到足够工作电压，其常开触点吸合，18 V AC绕组通过J1常开触点和J2的常闭触点对后级电路供电。由W3、J2和U5构成的另一级换档电路工作原理类同（可能有人会说换档电路也可以用运放来实现，当然是可以的，只是电路要复杂一点，要是做产品需要考虑成本我会用运放，但偏

（图6）

偏我是懒人不喜欢做复杂的事）。经过换档输出依次得到8V AC、18 V AC、26 V AC电压，经过D1-D4整流，C1、C2滤波后对应得到：11.3V、25.5V、36.8V三档电压。由U1、R1、R2、W1组成LM317T 的典型稳压电路，D5、D6构成LM317T防短路保护电路。其输出电压计算公式为：

V o≈V REF{1+（W1+R2）/R1}-2.5V

式中减2.5V是因为W1的低端没有接V-上，而是接在由U3（TL431）和R6构成的-2.5V基准上。变压器3V绕组经过DB2和C6整流滤波后得到4.2V左右的直流电压，该电压正端与地相连形成负电压，该电压通过限流电阻R6加在U3上，这里U3（TL431）接成了图5中第一种典型应用电路，故V KA=V REF=-2.5V基准。图2中Q1、U2A、R3、R4、R5、W2等构成恒压至恒流自动转换电路，其工作原理如下，W2与R7串联后连接在V-与-2.5V基准上，W2的滑动触片经过分压后向U2A（LM358）的同相输入端提供一个可设定的基准电压，当电源输出端连接负载后，通过R3对电流进行取样，由R5送至U2A（LM358）的反相输入端，当输出电流↑时，R3上的电压降↑，U2A（LM358）的反相输入端电压↓，当U2A（LM358）反相输入端电压低于U2A（LM358）同相输入端的设定电压时（即电流超出设定值），U2A（LM358）输出高电平通过R4加到Q1的基极上，使Q1的I CE↑，则流过W1的电流↓W1两端的电压↓，对应LM317T的输出电压↓，流过负载的电流↓，这时电源由原来的恒压状态转换为恒流状态，并且保持输出电流等于设定电流，调节W2可设定输出的恒定电流值，其最大输出恒定电流计算公式为：

I o MAX≈{2.5[W2/（W2+R7）]}/R3

在本列的实际应用中，因为变压器功率有限，另LM317T也没有增加扩流电路，故可设定的最大输出恒定电流为1.6A左右（若需要增大输出电流请自己修改参数）。

组装调试：

电路设计好了，接下来就要动手用实践来验证我的设计了，先看看我搜集到的一些部件和工具：

尺寸为：134x106x55mm铝合金外壳（RMB：25￥/PCS）

十圈精密电位器套件（RMB：30￥/PCS）做功放用的接线柱（RMB：2.5￥/PCS）普通船型电源开关ø5mm LED灯座精制香蕉插头（RMB：2.5￥/PCS）精制小鳄鱼夹（朋友赠送）

旧黑白电视机用的变压器

（功率30W左右，矽钢片很薄而且均匀，应该是文革年代的“古董”）

本次DIY作业时所使用的主要工具

元件和工具搜集好了，现在是考验我动手能力的时候了，看我的MINI电源是怎样一步一步打造出来的：

步骤1——变压器加工：

因原变压器输出只有8V 和18V 两个绕组，还需要增加一个3V 和10V 绕组，原变压器线圈与铁心之间还有一定的距离，我决定用ø0.2mm 的漆包线以穿线的方式绕制，先大概估算一下绕制3V 和10V 绕组所需要的圈数和漆包线长度，一般低频小功率变压器的伏/匝比大约为：0.1V/匝，实践证实了我的估算值，当然你也可以用漆包线先绕几圈加电直接量出伏/匝比，这样更准确。（我已经再三强调了：我是懒人，所以自然到关键时候就会偷懒。）准备好了漆包线就开始绕制了，刚开始绕3V 绕组的时候，我还感觉今天暖洋洋的太阳一定是专为我出的，绕10V 绕组的时候才感觉那长长的漆包线穿来穿去怎么也绕不完。（突然回想起妈妈给我织的毛线衣，那毛线比这漆包线长多了，当初总嫌它太粗糙，对它不消一顾，直到今天我才感悟到那是用爱一针一针织成的精品呀！------）线圈绕好了，再接上市电测量一下电压是否正确，然后还需要在线圈外面贴上绝缘胶带，以保护好线圈。这样变压器就加工好了，来欣赏一下（图7）。

（图7）

步骤2——外壳加工：

该电源所使用的铝合金外壳是从赛格电子市场买的通用外壳，所以要想在面板上安装电位器和接线柱必须自己开孔，先用游标卡尺依次测量出：电位器、接线柱和LED 灯座安装所需要的开孔直径，然后简单的排布一下相应的位置并作好标记。接下来就是找到对应规格的麻花钻头，开始钻孔加工了，钻好的孔还需要用小刀或整形锉将孔边上毛刺处理干净。加工好的前面板见（图8）

（图8）

后面板也一样需要加工，要开一个多边形的孔，用于安装插座和电源开关。先用游标卡尺依次测量出插座和电源开关的外部尺寸，然后在要加工的后面板上标志出需要开孔的区域，这里还需要注意插座和电源开关安装位置不能与变压器的安装位置相冲突，而且还需要保持美观。加工时，先用电 自己加绕的3V 绕组 自己加绕的10V 绕组 绝缘胶带 电位器安装孔 LED 灯座安装孔 接线柱安装孔 电位器安装孔 接线柱安装孔