三端可调输出稳压器应用技巧

三端可调输出稳压器应用技巧

图51为三端可调正输出稳压器的等效威廉希尔官方网站 框图，封装外形见图52-54，输出电流最大为1．5A．输出电压Vo=(1．25／Rl+50uA)·R2+1．25，其中50uA为从调整端(ADJ)流出的恒定电流。一般情况下，R1的取值较小，使流过R1的电流远大于50uA，故50uA项可忽略，此时Vo≈1．25(R2／R1+1)。
    三端可调负输出稳压器的工作原理与正电压输出稳压器类似，图55～57为其封装外形。以下介绍以正输出稳压器为主。



    1．降低纹波系数及增设保护二极管
    在要求稳压器供电的质量比较高时，可在Vi端到地加0．33uF的电容，在ADJ端到地加10uF的电解电容，这样能保证有很高的纹波抑制能力(图58)。当稳压器的输入、输出端接有大电解电容时，还需加入保护二极管D1、D2，以防止输入端及输出端对地短路时损坏稳压器内部威廉希尔官方网站 。
    2．并联使用
    稳压器内部设有过热、过流保护威廉希尔官方网站 ，可像三端固定稳压器一样直接并联使用，以求获得大的输出电流，然而，这存在一个电流分配的问题。

    实际使用时我们总是希望输出电流在每个稳压器上平均分配，以使各个稳压器承担的功耗处于均衡状态。
    图59为稳压器均流并联使用原理，在每只LM317的输出端各串联一只均流电阻Rs，如果Rs≤R1，则每只稳压器有
    1．25=Vorl／Rl+R2)+I1Rs之关系式，其输出电流I1=[1．25-VoRl／(R1+R2)]／Rs
    输出总电流为Io=N·I1，N为稳压器并联数目。
    事实上，当负载恒定(输出电流Io也恒定)时，图59威廉希尔官方网站 的工作是令人满意的。但是，实际工作环境中，负载是经常变化的，因此输出电流也经常变化(例如给功率放大器供电时即如此)，这样在Rs上的压降也经常变化，由此造成输出电压Vo不能保持恒定。


    图60采用外接运放来控制LM317的调整端，使稳压器的输出电压随输出电流的变化而变化，以补偿在均流电阻Rs上的压降损失。流过晶体管Vl发射极的电流是恒定的(1.25V／100Ω)，故运放同相端的电压也保持恒定，反相端电压则偏置于Vo／2上。当输出电压Vo随输出电流Io升高而下降时．运放作差动放大，使LM317的调整端电位升高，形成一个闭合控制环路，则Vo升高到原来数值。
    如采用七只LM317并联，并配置良好散热器的话，此威廉希尔官方网站 的输出电流大于10A。


    3．外接大功率管扩流
    图61为采用外接大功率达林顿管FC30的扩流方法，输出电流可达2A。R3决定了三端稳压器的输出电流(约0．7A)，其余的输出电流由V3承担。为了防止因负载短路而损坏V3，还设置了V1、V2等组成的减流型保护威廉希尔官方网站 ，R2决定过流保护的起控值。
    4．从0V起调的稳压器
    图62威廉希尔官方网站 可从0V起调，齐纳稳压管ZD提供大于1．25V的负基准电压，这样当R2调为零时，输出电压可达0V。


    图63威廉希尔官方网站 采用运放来产生负基准电压。运放接成差动放大器，它将LM317的Vo端与ADJ端间的1．25V基准电压反相为-1．25V，当R2调为零时，稳压器的最低输出电压也为0V。
    5．线路压降校准
    三端稳压器使用很方便，但它对输出电流在导线上的损失电压不能感测和校准。

    图64威廉希尔官方网站 加入了一个光耦合器MCT2E，用于实现自动补偿。流过光耦晶体管的电流取定为1．25／R1=5mA。
    调节R3可使光耦合的强度合适，也即调节R3可使RL两端的电压保持为12V。当输出电流加大，使导线上的压降增大时(Rc为导线电阻)，RL上的电压低于12V，光耦合器中的发光二极管电流减小，光耦合度减弱，光耦晶体管趋于截止，使LM317的ADJ端电压上升，直至RL两端的电压回升到额定的12V为止．反之亦然。

    6．高压输出
    三端可调稳压器的最高输出电压为37V，如果将它的ADJ端悬浮在高电位，则输出电压可大于100V。
    图65为输出150V的威廉希尔官方网站 ，由R1、R2将ADJ端悬浮偏置于148．75V的电压上，则Vo达150V。ZD用于保护稳压器，使输人、输出压差在额定值内。


    图66采用外接大功率管V1预降压，使输入电压的大部分落在V1上，ZD可保LM317的输入输出压差处于6～8V的安全范围内。输出电压Vo可通过w在90～120V内调节。


    图67利用电荷泵原理，可输出115V电压，输出电流高于0．5A，可供彩电使用。市电正半周时通过Dl给Cl充电。负半周时光耦器GO2耦合，SCR导通，C1给C2泵电荷，提供三端稳压器的输入电压。输出电压Vo由R4、R5调定在115V。G01、ZD2等使稳压器的输入输出压差保持在安全区内，一旦超过时，ZD2击穿，GO1耦合，将GO2的发光二极管短路，使SCR截止。直到稳压器恢复到安全区内时，才重新启动。
    图68为采用可控硅SCR预调压的稳压器，V1、V2组成SCR的可控触发威廉希尔官方网站 ，当稳压器的入出压差增大时，Vl导通减弱，使V2振荡频率下降，进而最终使SCR的输出电压下降，稳压器的人出压差保持在恒定值上。威廉希尔官方网站 的输出电流≤1A。
    图69为高精度高压稳压器。由V1、V2进行预稳压，一方面使三端稳压器的入出压差处于正常范围，另一方面也提高了输出电压的精度。


    7．0.1V级差的步进稳压电源
    图70威廉希尔官方网站 的输出电压从1．5～25．5V可调，级差为0．1V，由八只开关S1～S8控制，用八位二进制码选择，共有2的8次方=256档输出电压。


    8．数控稳压源
    图71威廉希尔官方网站 采用数字脉冲选择输出电压，Vl～V4截止时输出电压最高，V1～v4依次被数字脉冲选通时，输出电压也相应下降至额定值。

    图72威廉希尔官方网站 采用一块脉冲分配器CD4017，对Vl～V10轮流选通，使输出电压随之改变。


    9．预跟踪稳压电源
    图73威廉希尔官方网站 采用两块稳压器，因而输出精度提高。两块稳压器的输出电压由双联同轴电位器进行跟踪调节，Vi-Vo的压差由它们均匀分担。
    该威廉希尔官方网站 的电压调整率<0．01％，负载调整率<0．1％，输出纹波<100uV。


    10．步进分档稳压器
    图74威廉希尔官方网站 用一个单刀十一掷旋转开关S对输出电压进行切换，共有1．5V、3V、4．5V、5V、6V、7．5V、9V、10．5V、12V、13．5V和15V共十一档输出，适合初学者作实验所用。当s进行转换时，其接点会暂时断开(此外时间一长，s也会接触不良)，此时V0将升至很高，加入了V1后可保证在此种情况下使Vo下降为1．8V，避免负载受损。


    11．输人电压切换
    三端稳压器的最大输出电流为1．5A，在较大的人出压差下工作时，由于内部的功耗保护威廉希尔官方网站 的作用，使输出电流能力下降。
    图75采用切换交流输入电压的方法来满足输出电压电流的大范围变动。输出电压Vo小于12V时，S1置交流15V档；Vo大于12V时，S1置交流30V档。
    图75威廉希尔官方网站 需采用手动方法来切换S1，这在许多场合(尤其是进行威廉希尔官方网站 实验时)甚感麻烦。


    图76威廉希尔官方网站 可实现输入交流电压的自动切换，当Vo小于13V时，V1截止，继电器KSl释放，触点S1与交流15V连接，当Vo大于13V时，ZD击穿。V1饱和导通，KSl吸合，触点转换至与交流30V连接。满足了输出电压大范围变动的要求，又不使稳压器功耗过大。

    12．自动闪烁灯
    图77威廉希尔官方网站 可驱动12V的灯泡作4Hz的闪烁，改变阻容网络参数可改变闪烁频率。V1用于控制威廉希尔官方网站 的工作，当Vc>0．7V时，灯泡停止发光。
    13．恒流充电器
    三端可调充电器也可充当恒流源。
    图78中，流过负载RL的电流IL=1．25／R+50uA，改变R的大小可调节IL的大小。
    图79为依此原理制成的恒流充电器。开始充电时，威廉希尔官方网站 作为一恒流源(此时SCR截止），S1用于选择充电电流。
    当被充电池电压上升至最大允许值(一般每节电池最高为1．6V，N节时为1．6NV)时，经W2分压，触发SCR，将w1短接接地，这时威廉希尔官方网站 转变为恒压输出充电器，充电电流逐渐减小，同时LED点亮。
    W1用于调节恒压输出的数值。

    图80为限流充电器，最大充电电流被限制在0．7V／1Ω=0．7A以下。


    14．软启动电濠
    图81威廉希尔官方网站 具有软启动特性，用于黑白电视机时对显像管灯丝的延寿有一些好处。通电后，Vo的输出通过R1、Vl对C2充电，V1饱和导通，Vo输出最低(约1．5V)。随着C2上电压的升高，Vl渐渐退出饱和并趋于截止，Vo逐渐升高至额定电压。改变R1、C2的常数可改变软启动的时间。D1用于关机后使C2上的电荷快速泄放．
    图82为采用齐纳稳压管钳位的另一种软启动电源。


    15．输出电压、电流可调稳压器
    图83威廉希尔官方网站 的输出电压、电流可分别由电位器调节。左侧的稳压器构成恒流源，电流由w1调节；右侧的稳压器构成电压源，输出电压由w2调节。


    图84威廉希尔官方网站 的输出电流由V1扩展，最大可达5A。运放及R2等元件构成的反馈环路决定着电流输出，当输出电流达额定值时，LED点亮指示。


    16．交流稳压器
    图85的威廉希尔官方网站 采用两个正负可调稳压器交连相接，这样输出信号将跟随输入信号，但输出幅度被限制于士6V上。输出电流可达lA以上。

    17．开关式稳压电源
    图86为带过流保护的自激型开关稳压器，LM317与阻容件组成自激振荡器及误差放大器，流过R1上的电流大小控制着V1、V2复合管进行开关工作。输出电压由w控制．可在1．8-32V内调节，输出电流为4A。