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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