1. 线性稳压电源模块
模块描述
线性稳压电源模块采用三端可调稳压器LM317/LM337构建，可提供可调正负电压输出。LM317输出正电压1.25V-37V可调，LM337输出负电压-1.25V至-37V可调，最大输出电流1.5A。线性稳压具有纹波小、噪声低、瞬态响应快等优点，适合为模拟电路、精密测量电路、运放等供电。虽然效率较低（约50-60%），但输出质量高，是电赛电源题目的基础模块。
工作原理
[变压器] → [整流桥] → [滤波电容] → [LM317/337] → [输出电容] → [负载]
↓ ↓
[基准电压] [调整管]
1.25V ↓
↓ [误差放大器]
[分压电阻] ↑
R1+R2(可调) |
└─────────────┘
↑
[负反馈稳压]
输出电压 Vout = 1.25V × (1 + R2/R1) + Iadj×R2
技术指标
- 芯片型号: LM317T (正压), LM337T (负压) * 输出电压: 1.25V-37V可调 (LM317), -1.25V至-37V (LM337)
- 输出电流: 最大1.5A * 输入电压: Vin ≥ Vout + 3V (压差至少3V)
- 负载调整率: 典型0.01% * 线性调整率: 典型0.01%
- 纹波抑制: 80dB@120Hz * 温度系数: 0.003%/°C
- 保护功能: 过流保护、过热保护、安全区保护 接口管脚定义 | 管脚 | 名称 | 功能 | 说明 | |------|------|------|------| | 1 | ADJ | 调整端 | 连接分压电阻 | | 2 | Vout | 输出端 | 稳压输出 | | 3 | Vin | 输入端 | 未稳压输入 | | - | Tab | 散热片 | 通常接输出 | 板上设置和信号指示 * 输入端: 接整流滤波后的直流电压（大电容2200μF/50V） * 输出端: 100μF电解电容+100nF瓷片电容并联 * 调整端: 240Ω固定电阻+5kΩ电位器串联到地 * 保护二极管: 输出端并联1N4007保护（防反向电压） * 散热器: TO-220封装需安装散热器（功耗>2W时必须） * 电压表: 数字电压表显示输出电压 * 电流表: 串联电流表监测负载电流 电气指标 - 输入电压范围: 4.25V-40V (相对地) - 输出电压精度: ±0.5% (典型) - 最大输出电流: 1.5A (TO-220), 2.2A (TO-3) - 压差: 最小3V (Vin-Vout) - 静态电流: 3-10mA - 输出纹波: <0.003% (输入纹波80dB抑制) - 效率: η = Vout/Vin (线性稳压，效率等于电压比) - 功耗: P = (Vin-Vout) × Iout 使用说明 1. 电压设定: Vout = 1.25 × (1 + R2/R1)，常用R1=240Ω 2. 输入选择: 输入电压必须比输出高3V以上 3. 散热计算: 功耗P=(Vin-Vout)×Iout，选择合适散热器 4. 电容配置: 输入220μF，输出100μF，靠近芯片 5. 保护二极管: 输出对输入并联二极管，防止输入短路时输出电容反向放电 6. 负载能力: 轻载时可能振荡，输出端加10Ω假负载 7. 正负电源: LM317+LM337构成正负对称电源 8. 纹波测试: 示波器测量输出纹波，应<10mV 全国大学生电子设计竞赛相关赛题 - **2011年A题**: 开关稳压电源（对比参考） - **2009年A题**: 光伏并网发电模拟装置（辅助电源） - **2007年A题**: 音频信号分析仪（模拟电路供电） - **2005年A题**: 正弦波频率计（前端供电） - **历年题目**: 几乎所有题目都需要稳压电源模块 应用技术要点总结 1. 散热设计: 计算热阻，选择合适散热器，必要时加风扇 2. 抗干扰: 输入输出电容就近放置，双电源时注意共地 3. 电流扩展: 并联三极管扩流（达林顿接法） 4. 精密基准: 用TL431替代分压电阻获得更高精度 5. 负载电容: 大容性负载需在输出串联小电阻（0.1-1Ω） 6. 短路保护: 虽有内置保护，但大电流时建议加电流限制电路 7. 噪声抑制: 调整端加10μF电容到地可改善纹波抑制 8. 效率优化: 输入输出压差尽量小，减少功耗 —