LM317T的可变电压电源应用电路图介绍

可变电压电源继续从我们的教程转换一个ATX PSU到一个台式电源，一个非常好的补充这是LM317T正电压调节器。LM317T是一种可调的三端正电压调节器，能够提供不同的直流电压输出，而不是+5或+12伏的固定电压电源，或者作为从几伏到某个最大值的可变输出电压，所有的电流都约为1.5安培。

在PSU输出端添加一小段附加电路的帮助下，我们可以有一个工作台电源，能够提供一系列固定或可变电压，无论是正电压还是负电压。事实上，这比你想象的要简单得多，因为PSU已经预先完成了整流和平滑处理，我们需要做的就是将附加电路连接到+12伏黄线输出。但首先，让我们考虑一个固定的电压输出。

固定9v电源

在标准TO-220封装中有各种各样的3端电压调节器，其中最流行的固定电压调节器是78xx系列正调压器，范围从非常常见的7805，+5V固定电压调节器到7824，+24V固定电压调节器。也有一个79xx系列的固定负电压调节器，产生从-5到-24伏的互补负电压，但在本教程中，我们将只使用正78xx类型。

固定的三端稳压器在应用中是有用的，如果不需要可调输出，使输出电源简单，但非常灵活，因为它输出的电压只取决于所选的调节器。它们被称为三端电压调节器，因为它们只有三个端子可连接，分别是输入端、公共端和输出端。

调节器的输入电压将是来自PSU（或独立变压器电源）的+12v黄色导线，并连接在输入和公共端子之间。如图所示，稳定的+9伏电压在输出端和公共端被取下。

所以假设我们想要一个+9伏特的输出电压从我们的PSU工作台电源，然后我们要做的就是连接一个+9v电压调节器到+12V黄线。由于PSU已经对+12v输出进行了整流和平滑处理，因此只需要一个电容器穿过输入端，另一个穿过输出端。

这些额外的电容器有助于调节器的稳定性，可以在100nF和330nF之间的任何地方。额外的100uF输出电容有助于消除固有的纹波含量，使其具有良好的瞬态响应。放置在电源电路输出端的大值电容器通常称为“平滑电容器”。

这些78xx系列稳压器分别在5、6、8、9、12、15、18和24V的固定稳定电压下提供约1.5安培的最大输出电流。但是如果我们想要一个+9V的输出电压，但是只有一个7805，+5V的调节器呢？7805的+5V输出参考“接地，接地”或“0v”端子。

如果我们把这个pin-2的终端电压从0V增加到4V，那么只要有足够的输入电压，输出也会增加4V。然后，通过在调节器的引脚2和接地之间放置一个小的4伏（最接近的首选值4.3伏）齐纳二极管，我们可以使一个7805伏的调节器产生一个+9伏的输出电压，如图所示。

增加输出电压电路图

那么它是怎样工作的。 4.3V齐纳二极管需要约5mA的反向偏置电流，以维持约0.5mA的稳压器输出。 5.5mA的总电流通过电阻“ R1”从输出引脚3提供。

因此，7805稳压器所需的电阻值为R = 5V / 5.5mA = 910欧姆。 输入两端连接到输出端子的反馈二极管D1是用于保护的，当输入电源电压关闭时，由于大电感量而使输出电源保持导通或短时间有效时，可防止调节器反向偏置。 电磁阀或电动机等负载。

然后，我们可以使用3端稳压器和合适的齐纳二极管，从我们以前的台式电源产生范围从+ 5V到+ 12V的各种固定输出电压。 但是我们可以通过用可变电压调节器（例如LM317T）代替固定电压调节器来改进此设计。

LM317T可变电压稳压器

LM317T是一款完全可调的3端正电压稳压器，能够提供1.5A的电流，输出电压范围为1.25V至刚好超过30V。 通过使用两个电阻的比率，一个固定值，另一个可变（或两者都固定），我们可以将输出电压设置为所需的水平，相应的输入电压在3至40伏之间。

LM317T可变电压稳压器还具有内置的限流和热关断功能，使其具有防短路性能，非常适合任何低压或家用台式电源。

LM317T的输出电压由两个反馈电阻R1和R2之比确定，这两个电阻在输出端子上形成一个分压器网络，如下所示。

反馈电阻R1两端的电压为恒定的1.25V参考电压，即在“输出”和“调节”端子之间产生的Vref。 调节端子电流是100uA的恒定电流。 由于电阻器R1两端的参考电压是恒定的，因此恒定电流i将流过另一个电阻器R2，从而产生以下输出电压：

然后，流过电阻器R1的任何电流也流过电阻器R2（忽略非常小的调整端电流），R1和R2上的电压降之和等于输出电压Vout。显然，输入电压（Vin）必须至少比为调节器供电所需的输出电压大2.5伏。

此外，LM317T有非常好的负载调节，只要最小负载电流大于10mA。因此，为了保持1.25V的恒定参考电压，反馈电阻R1的最小值需要为1.25V/10mA=120ohm，这个值可以是120欧姆到1000欧姆之间的任何范围，R1的典型值大约是220Ω到240Ω，以保持良好的稳定性。

如果我们知道所需输出电压的值，Vout和反馈电阻R1是240欧姆，那么我们就可以从上面的等式中计算出电阻R2的值。例如，我们最初的9V输出电压将给出R2的电阻值：

R1.（（Vout/1.25）-1）=240。（（9/1.25）-1）=1488欧姆

或1500欧姆（1k5Ω）至最接近的首选值。

当然，在实践中，电阻R1和R2通常会被一个电位计所取代，从而产生一个可变电压的电源，或者如果需要几个固定的输出电压，可以用几个开关预置电阻来代替。但为了减少每次计算电阻R2值时所需的数学运算，我们可以使用如下所示的标准电阻表，该表给出了使用E24电阻值的电阻器R1和R2的不同比率的调节器输出电压。

电阻R1与R2之比

通过将电阻R2更改为2k欧姆的电位计，我们可以将PSU台式电源的输出电压范围控制在大约1.25伏至最大输出电压10.75（12-1.25）伏。 然后，我们的最终修改后的可变电源电路如下所示。

LM317T可变电压电源电路

通过将电流表和电压表连接到输出端子，我们可以进一步改善基本的稳压器电路。 这些仪器将直观显示可变电压调节器的电流和电压输出。 如果需要，还可以在设计中加入快速熔断器，以提供如图所示的附加短路保护。

LM317T的缺点

使用LM317T作为可变电压电源电路的一部分来调节电压的主要缺点之一是，随着调节器上的热量下降或损失多达2.5伏。因此，例如，如果所需的输出电压为+9伏，那么，如果输出电压要在最大负载条件下保持稳定，则输入电压将需要高达12伏或更高。稳压器两端的压降称为“压差”。同样由于这种压降电压，需要某种形式的散热片以使调节器保持冷却。

幸运的是，可以使用低压差可变稳压器，例如美国国家半导体的“ LM2941T”低压差可变稳压器，该稳压器在最大负载下的低压差仅为0.9伏。这种低压差的产生是有代价的，因为该器件仅能够提供1.0安培的电流，并具有5至20伏的可变电压输出。但是，我们可以使用该器件提供约11.1V的输出电压，仅比输入电压低一点。

因此，总而言之，通过使用LM317T调节电压，可以将在上一教程中由旧PC电源单元制成的台式电源转换为可变电压电源。通过跨PSU的+ 12V黄色输出线连接该设备的输入，我们可以同时具有固定的+ 5V，+ 12V和可变的输出电压，最大输出电流为1.5A时，其输出电压范围约为2至10伏。