直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計與Proteus仿真應(yīng)用

計算濾波所需的電容值，可采用以下公式：

式中，VM 為濾波之后的最大電壓，Vγ 為濾波之后的波紋電壓，即最大電壓與最小電壓的差值，R 為負載電阻，f 為工頻50Hz.全波整流之后的電壓平均值為前面變壓器副邊電壓有效值的1. 35 倍; 濾波之后的電壓平均值為全波整流電壓平均值的1. 2 倍。還要在濾波電容兩端并聯(lián)一電源指示電路，即一個電阻串聯(lián)一個發(fā)光二極管。電路調(diào)試時，如果發(fā)光二極管亮，則說明濾波之前的電路無故障; 否則可判斷出前面電路有問題。

計算與發(fā)光二極管串聯(lián)的電阻值。發(fā)光二極管要想點亮都有一個最小電流，一般為幾mA,這里取6mA.發(fā)光二極管導(dǎo)通時兩端的管壓降在2V 左右。而濾波之后的電壓為：

電阻就等于其兩端的電壓除以流過它的電流，即：

2. 3 集成穩(wěn)壓電路

集成穩(wěn)壓電路的核心器件是LM317,在實際應(yīng)用中要注意加裝散熱片。為了保護集成器件在接反的狀態(tài)下不被燒毀，在輸入、輸出端之間以及輸出與調(diào)節(jié)端之間分別接反向保護二極管1N4003,仿真圖如圖3 所示。

圖3 仿真圖

關(guān)鍵是對輸出端和調(diào)節(jié)端和地之間的兩個外接電阻的計算，由于調(diào)節(jié)端的輸出電流僅為100mA,可以忽略不計。即認為圖3 中的電阻R2 和RV4 是串聯(lián)關(guān)系。而LM317 的輸出端2 和調(diào)節(jié)端1 之間的輸出電壓已知為1. 25V,電路的最大輸出電壓為37V,所以滑動變阻器的最大值可以算出。

一般設(shè)R2 為100 ~ 200Ω，典型值為120Ω，這里我們設(shè)為200Ω。在實際接線時，這個電阻應(yīng)盡可能地靠近LM317 元件來接，因為它本應(yīng)是LM317 內(nèi)部電阻。

由上面的公式算出滑動變阻器的最大值為4. 92kΩ，取典型值4. 1kΩ，這樣最大值達不到37V,理論上只有32V 左右，仿真時顯示為33. 5V,有些誤差，并且最小值也比1. 25V 小。

另外，在圖3 中，電容C2 和C3 分別為去抖和濾波作用。C2 并聯(lián)在滑動變阻器兩端，可防止滑動變阻器在調(diào)節(jié)過程中由于抖動而產(chǎn)生的諧波，一般經(jīng)驗值為10μF.C3 為輸出側(cè)二次濾波，其目的是去掉輸出電壓波形中細小的波紋。C1 與C3 的關(guān)系一般為22 倍。

可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的完整電路仿真圖如圖4所示。

圖4 完整電路

3 結(jié)論

本文的直流穩(wěn)壓電源輸出電壓在1. 25V ~ 37V可調(diào); 最大輸出電流為1. 5A; 電壓調(diào)整精度達0. 1%.通過Proteus 軟件的仿真完全達到預(yù)期效果，不僅提高了運用軟件的能力還為后續(xù)PCB 的設(shè)計奠定了良好基礎(chǔ)。