0～24V可调直流稳压电源电路的设计方法

来源：选型说明书    发布时间：2024-09-28 00:31:53

  、电子仪器和电子设备的常规使用的寿命、使用性能等影响很大，尤其在带有感性负载的；输出电压应能适应所带负载的启动性能。此外，电路还必须简单可靠，能够输出足够大的电流。

  (1)晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图1所示，该电路中，输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态做调整，从而使输出电压发生明显的变化，该变化与由于供电电压UI发生明显的变化引起的输出电压的变化正好相反，来保证输出电压UO为恒定值(稳压值)。因输出电压要求从0 V起实现连续可调，因此要在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从0 V开始调节。

  单纯的串联式直流稳压电源电路很简单，但增加辅助电源后，电路很复杂，由于都采用分立元件，电路的可靠性难以保证。

  (2)采用三端集成稳压器电路。如图2所示，他采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调，因要求电路有着非常强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。

  (3)用单片机制作的可调直流稳压电源。该电路采取可控硅作为第一级调压元件，用稳压电源芯片LM317，LM337作为第二级调压元件，通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值，从而改变调压元件的外围参数，并加上软启动电路，获得0～24 V，0.1 V步长，驱动能力可达1 A，同时能显示电源电压值和输出电流值的大小。

  其硬件电路最重要的包含变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分，硬件部分原理图如图3所示。

  正、负端压差控制电路的作用是减少LM317和LM337输入端和输出端的压差以降低LM317和LM337的功耗。稳压电路由三端稳压芯片LM317(负压用LM337)及外围器件组成，输出电压控制电路采取继电器控制的电阻网络。电阻网络的每个电阻都需要精密匹配，电阻的精密程度直接影响输出电压的精度。电压电流采样电路由单片机控制实时对当前电压电流进行采样，以修正输出电压值。掉电前重要数据存储电路用以保存当前设置的电压值，可以方便用户在重新上电后不用设置，而且也不会因为电压值过高损坏用户设备。

  该电源稳定性高、精度高，还可以输出±24 V范围内的可调直流电压，且其性能优于传统的可调直流稳压电源，但是电路很复杂，成本比较高，使用于要求比较高的场合。在实际中，如果对电路的要求不太高(这种情况较多)，多采用第二种设计方案。

  电路采用三端集成稳压器电路方案，电路原理图如图4所示。其中IC为三端集成稳压器。晶体管T，阻R3，和电容器C组成软启动电路。电阻R4和二极管D组成电压补偿电路。电容C2为输出滤波电容。

  (1)三端集成稳压器LM317及其调压原理。图4中IC采用了LM317系列三端集成稳压器，其输出电压调节范围可达1.25～37 V，输出电流可达1.5 A，内部带有过载保护电路，具有稳压精度高、工作可靠等特点。其输出电压的调节原理如图5所示。由于LM317的2，3脚之间的电压U32为一稳定的基准电压(1.25 V)，故有：

  其中，R1为固定电阻，故调节R2能调节输出电压UO，并且UO的最小值为1.25 V。