采用lm317芯片的電路電源設(shè)計(jì)

1、的電路電源設(shè)計(jì)采用LM 317T解建軍1,(11 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 楊凌 712100;的電路電源設(shè)計(jì)221 西安科技大學(xué) 陜西 西安 710055)摘 要:了三端穩(wěn)壓器LM 317T的工作過程及其輸出電壓的計(jì)算公式?；陔娐钒骞╇婋娫吹目紤], 設(shè)計(jì)了一種采用LM 317T 的三端穩(wěn)壓器的電源電路,用于給板供電。設(shè)計(jì)電路時(shí), 詳細(xì)分析了其電路設(shè)計(jì)方法, 給出了此電路主要參數(shù)的計(jì)算及實(shí)驗(yàn)波形。最后將此供電電源電路制成印刷電路板, 測取各重要測試點(diǎn)的電壓信號(hào),用P ro tel對電源供電電路進(jìn)行,的結(jié)果與實(shí)際測試計(jì)算值相符, 證明設(shè)計(jì)的電源供電電路是可靠的, 具有一定的實(shí)用價(jià)值。: 電源設(shè)計(jì)

2、; 三端穩(wěn)壓器LM 317T; 整流橋;T P 303+ 13號(hào):文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:文章編號(hào): 1004(2005) 18 084 02B373XAna lysis and D es ign of Source C ircu it w ith LM 317TX IE J ian jun1,WAN W enhui2(11Yangling Po lytechnic Co llege, Yangling, 712100, Ch ina; 21X ian U niversity of A rch itecture and Techno logy, X ian, 710055, Ch ina)Abs tra

3、c t: T he w o rk ing course and the vo ltage output fo rm u la of a k ind of po sitive vo ltage regulato r w ith LM 317T are in t ro2 duced1D etailed analysis and design of the circu it are p rovided1T he m ain param etersva lue and experim ent w avefo rm s of the circu it are p resented1A t last th

4、 is circu it is m ade in to p rin ted circu it board and several im po rtant test po in tsvo ltage are tested1T he circu it is sim 2 u la ted by softw are P ro tel and the results are acco rded w ith the actual test value1A ll these im p rove that th is k ind of circu it w ith LM 317T is reliab le a

5、nd has p ractical app licat io n value1Ke yw o rds: source design; 3 te rm inal po sitive vo ltage regulato r LM 317T; rectifier bridge; sim u la t io n在設(shè)計(jì)小型單片機(jī)系統(tǒng)時(shí),板上的集成及整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)對于輸入輸出電容, 一般的要求是輸入電容要盡可能大, 相對容量的要求, 對ESR 的要求可以降低一些, 因?yàn)檩斎腚娙葜饕悄蛪? 如果使用的是開關(guān)電源, 他還能起到吸收M O SFET 開關(guān)脈沖的作用。在不引起開關(guān)電路振動(dòng)的情況下, 輸出電容耐壓和

6、容量可以低一些, ESR 的要求要高一點(diǎn), 因?yàn)橐ＷC足夠的電流通過量。參看原理圖的電源部分可知, 此電源和普通的電源電路差不多, 也是交流整流、濾波、穩(wěn)壓, 為了防止高頻信號(hào)的竄入, 在輸出端口還加了一組濾波的電容。其間的過1 所示。都需要外加直流電源, 而且為了提高定性能, 對直流電源的電源質(zhì)量也有較高的要求。一般外加直流電源的做法有 2 種: 外置式和內(nèi)置式。外置式即將所需要的電源安放在外面, 通常由電源模塊組成, 此電源模塊直接產(chǎn)生制板內(nèi)部制作所需要的直流電壓。內(nèi)置式即在控所需要的直流電壓電源。外置式電源可以使布板更方便, 但是成本較高; 而內(nèi)置式電源成本較低, 布板較麻煩。國內(nèi)常采用

7、的方法是直接使用外置式電源,方便布板。LM 317T 是由美國半導(dǎo)體公司在 2001 年生產(chǎn)的一種三端口穩(wěn)壓器件, 他的輸出電壓可以通過調(diào)整電阻進(jìn)行一定幅度的調(diào)整。輸出的電壓幅度在 112 27 V之間,基本上可以滿足大多數(shù)集成所需要的電壓幅度。基于方面的考慮, 筆者設(shè)計(jì)了一種內(nèi)置式的電源供電電路, 制板后通過實(shí)驗(yàn)測試和軟件可行且可靠的。1電源設(shè)計(jì)思路,證明此電源供電是圖 1 電源電壓主要轉(zhuǎn)換過程2 LM 317T 在焊接板中的運(yùn)用211 電路結(jié)構(gòu)及工作原理電源電路原理如圖 2 所示。212 穩(wěn)壓器件LM 317T在上述原理圖電路中, 主要使用了一個(gè)三端穩(wěn)壓器件在電源穩(wěn)定方面,設(shè)計(jì)中使用了大部

8、分的電解電容,(他們一方面起濾波的作用, 另一方面穩(wěn)定參考電壓的工作電壓) , 參看下面給出的原理圖。LM 317T ,功能主要是穩(wěn)定電壓信號(hào), 以便提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和可靠性能。收稿日期: 2005 05 1984 1994-2006Journal Electronic Publishing H與設(shè)計(jì)解建軍等: 采用LM 317T? 集 成 電 路?現(xiàn)代電子技術(shù)2005 年第 18 期總第 209 期LM 317T 是一種這樣的器件: 由V in 端提供工作電壓ADJ 端到參考端的電阻輸出電壓= 11251+= 11251+ADJ 端到+ V out 端的電阻后, 他便可

9、以保持其+ V out 端 ( 2 腳) 比其ADJ 端( 12167103的電壓高 1125 V。因此,腳)只需要用極小的電流來調(diào)整243ADJ 端的電壓, 便可在V out 端得到比較大的電流輸出, 并且電壓比ADJ 端高出恒定的1125 V 。還可以通過調(diào)整ADJ14198 V 15100 V=R G1 輸出值:輸出電壓= 1125端 (1 端) 的電阻值改變輸出電壓(LM 317T會(huì)保證接入ADJ 端到參考端的電阻1+ADJ 端和+ V out 端的那部分電阻上的電壓為1125 V )。所以, 當(dāng)ADJ 端 (1 端) 的電阻值增大時(shí), 輸出電壓將會(huì)升高。ADJ 端到+ V out 端

10、的電阻732= 1125= 5102 V 5100 V1+243 表 2 LM 317T 端子電壓 (DC)穩(wěn)壓器 V inBO T + VoutBO T V in+ VoutADJ BO T+ VoutADJREF ?V ?V ?V ?V?VR G332110R G233199151281511416195181571319915127131861511411251125 R G11311351018110317651001124 表 3 W 02G 輸出電壓 (DC) CR 2CR 3CR 4CR 9 3213 V3411 V1315 V5213 V 在過程中, 有很多軟件可以選擇。但是如

11、果軟件中能直接帶有所用器件的模型, 整個(gè)過程將會(huì)簡單些。筆者選用了現(xiàn)今比較流行的制板軟件 P ro tel,其內(nèi)部庫中就有LM 317T 的模型。圖 3 和圖 4 分別是產(chǎn)生 5 V 和 15 V直流電壓的電壓波形,由于模型的差別,值與理論值有些差別。圖 2 電源電路原理圖LM 317T 的輸出電壓可以從 1125 V 連續(xù)調(diào)節(jié)到37 V , 其輸出電壓值可由式 (1) 算出:ADJ 端到地的電阻輸出電壓= 1125 1 +ADJ 端到+ V out 端的電阻(1)值得注意的是,LM 317T 有一個(gè)最小負(fù)載電流的問題, 即只有負(fù)載電流超過某一數(shù)值時(shí), 他才能起到穩(wěn)壓的作用。這個(gè)電流隨器件的生

12、產(chǎn)廠家不同在3 8 mA 不等, 這個(gè)可以通過在負(fù)載端口外接一個(gè)合適的電阻來解決。3實(shí)驗(yàn)指標(biāo)及主要波形為了確保設(shè)計(jì)的正確性, 在設(shè)計(jì)并制成板件后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測試, 數(shù)據(jù)如表 1 表 3 所示。 表 1 電源端電壓 (AC)接實(shí)驗(yàn)板之前 接實(shí)驗(yàn)板之后 差值V圖 35 V直流電壓信號(hào)波形端口位置 ?V?V?V571002616726156561302513026120017011370136J 12J 12J 121 J 125 J 127 J 12268 J 12 9 J 12 1011136111100126 圖 415 V 直流電壓信號(hào)波形(下轉(zhuǎn)第 88 頁)穩(wěn)壓器輸出電壓值計(jì)算過程:

13、R G2 輸出值:85 1994-2006Journal Electronic Publishing H等: 高速緩沖器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)M U X21 (2 選 1 選擇器)、COM PA RA TOR (比較器)、IN 2V ER T ER (反相器)。這些單元都是整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中共用的模塊, 設(shè)計(jì)簡單, 不僅降低了版圖設(shè)計(jì)的工作量, 而且提out V s Schem atic) , 保證基本電路的正確性。第二這些基本電路來組大的單元。數(shù)據(jù)緩沖器的數(shù)據(jù)通道部分的版圖實(shí)現(xiàn)如圖 6 所示。上端與數(shù)據(jù)靜態(tài)器連高了整個(gè)的性能。設(shè)計(jì)出來的電路邏輯是否正確, 時(shí)接, 左側(cè)與靜態(tài)器連接, 右

14、端與單元連接。此版圖通過了DRC?LV S, 邏輯功能正確。延是否滿足要求, 分別需要做功能驗(yàn)證和電路。在驗(yàn)證了各個(gè)小模塊的正確性之后, 驗(yàn)證小模塊之間的邏輯連接正確性, 最后對整個(gè)模塊的進(jìn)行驗(yàn)證, 確定了該模塊能達(dá)到預(yù)期的邏輯設(shè)計(jì)要求。進(jìn)一步分析電路, 找出模塊中的最長路徑, 通過、更改電路再的過程, 最后達(dá)到滿足設(shè)計(jì)時(shí)延要求。圖 6 數(shù)據(jù)緩沖器的數(shù)據(jù)通道部分版圖3結(jié)語本項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)的 32 位全定制高性能嵌入式CPU已經(jīng)測試, 從測試結(jié)果可知,CPU中高速緩沖器的設(shè)計(jì)在邏輯功能和時(shí)延上都達(dá)到了預(yù)期的要求。項(xiàng)目中采用全定制設(shè)計(jì)流程完成, 實(shí)現(xiàn)了整個(gè)片面積的設(shè)計(jì)要求。高頻率、低功耗和低芯參 考

15、文獻(xiàn)1 計(jì)算機(jī)組, 20021M 1 北京: 清華大 1 圖 5 數(shù)據(jù)緩沖器的數(shù)據(jù)通道部分的電路學(xué)當(dāng)前生產(chǎn)工藝達(dá)到深亞微米, 導(dǎo)線負(fù)載的比重日164 位R ISU 的Cache 設(shè)計(jì) D 1 2 ,大學(xué) 1:益增加。采用全定制的設(shè)計(jì), 可以根據(jù)數(shù)據(jù)通道電路20001的規(guī)則手工設(shè)計(jì)出合理的版圖。其優(yōu)勢是在實(shí)現(xiàn)上可以盡量減小每個(gè)單元的面積和時(shí)延, 降低器件的負(fù)載電容。版圖設(shè)計(jì)全定制過程分兩步完成, 每個(gè)大單元電路總 3 4 M IPS32 4KcTM P rocesso r Co re D atasheet,M IPS32 4KTM P rocesso r Co re Fam ily Softw

16、are U sersM anual, R evisio n 01117,1V erilog HDL 實(shí)用, 1999120021M 1 成都: 電子科技大學(xué) 5 是由各種基本電路組合而成, 所以第一繪制基本電路的版圖, 畫完后做DRC (D esign R ule Check) 和LV S (L ay2(上接第 85 頁)4結(jié)語LM 317T參 考文 獻(xiàn)1P ro tel 99 SE 電路設(shè)計(jì)與, 20011M 1 北 1 計(jì)算機(jī)機(jī)械工業(yè)器件的電源模塊輸出電壓的值與外接因此如果需要其他的輸出電壓值,京:的電阻有密切的關(guān)系,N at io nal Sem iconducto r. LM 317T M an