如何安装与调试集成稳压电源？

（1）了解整流、滤波、稳压电路的组成及工作过程，掌握集成稳压电源的电路原理。

（2）通过在万能板上合理布局，完成集成稳压电源电路的组装、焊接与调试，牢记安全操作的规范。

（3）提高对LM317集成稳压电源的认识，增强对行业操作标准的了解，养成良好的职业素养。

在我国，日常生活中使用最方便的是220 V、50 Hz的交流电源，而电子产品及数控机床一般都需要由低于220V的直流电源供电。这就需要将标准的交流电转换成适应需求的、稳定的直流电。本任务就是通过制作LM317集成稳压电源电路，让学生掌握二极管整流电容滤波及集成稳压的相关知识。

一、直流稳压电源结构框图

直流稳压电源的类型很多，目前应用比较广泛的是三端集成稳压电源，其主要结构分为4个部分：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路，其结构框图如图8-1-1所示。

图8-1-1　直流稳压电源结构框图

由图8-1-1可以看出，各部分的作用如下。

（1）电源变压器：将给定的交流电变换为直流电源所需的交流电压值。

（2）整流电路：将大小和方向都变化的交流电转变为大小变换而方向不变的脉动直流电。

（3）滤波电路：将脉动直流电中的交流成分滤掉，转变为平滑的直流电。

（4）稳压电路：使直流电源的输出电压稳定，消除由于电网电压波动、负载变化等对输出电压产生影响的因素。

二、单相桥式整流电路

单相桥式整流电路是最常用的整流电路，如图8-1-2所示。

在分析整流电路的工作原理时，依据二极管的单向导电性可知：在u2的正半周期和负半周期，VD1、VD3与VD2、VD4交替导通，在负载电阻上得到同一个方向的单向脉动电压，其负载两端输出的波形如图8-1-3所示，输出平均电压为Uo=0.9U2。

图8-1-2　单相桥式整流电路

图8-1-3　单相桥式整流波形

三、电容滤波电路

以单相桥式整流电容滤波电路为例，如图8-1-4所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。利用电容充放电的特性使输出波形变得平滑，输出电压的平均值升高，如图8-1-5所示，负载电压Uo=1.2U2。

图8-1-4　单相桥式整流电容滤波电路

图8-1-5　桥式整流电容滤波的电压波形

四、LM317集成稳压电源

LM317为三端可调式正电压输出稳压电源，其引脚图如图8-1-6所示。其中1脚为ADJ调整端，2脚为输出端，3脚为输入端。

图8-1-6　LM317引脚图

LM317的应用电路如图8-1-7所示，它只需外接2个电阻（R1和RP）来确定输出电压。C1为滤波电容，C2用来预防产生自激振荡，C3、C4用来改善输出电压波形。VD1、VD2起保护作用。LM317的输出电压为，其中，V为LM317的额定输出电压。

图8-1-7　LM317可调输出稳压电源

一、电路实施的准备

1.电路原理

集成稳压电路原理图如图8-1-8所示。

该原理图包括降压电路、整流滤波电路和稳压电路三部分。交流电经过VD1～VD4组成的桥式整流电路转化为脉动直流电，再经过C1滤波电容器转化为非稳定的直流电供给LM317三端稳压器的稳压电路，最后经过C4滤波电容器输出。

图8-1-8　集成稳压电源原理图

2.元器件清单

集成直流稳压电源的元器件见表8-1-1。

3.焊接工具的准备

（1）电路焊接工具：电烙铁（25～35 W）、烙铁架、焊锡丝、松香。

表8-1-1　集成直流稳压电源的元器件

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（2）加工工具：剪刀、尖嘴钳、斜口钳、一字形螺丝刀、镊子。

（3）测量仪器：万用表、示波器。

二、元器件识别与检测

（1）外观质量检查。各电子元器件应完整无损，各种型号、规格、标志应清晰、牢固，标志符号不能模糊不清或脱落。

（2）元器件的测试。用万用表检测二极管、电阻器、可调电位器、电容器、变压器的好坏。

三、电路布局

按原理图在万能板上进行合理布局，参考布局如图8-1-9所示。

图8-1-9　参考布局

四、元器件成型与安装

根据参考布局图8-1-9完成印制板上元器件的装配。元器件安装顺序原则为先低后高、先轻后重、先耐热后不耐热。本任务的安装顺序是电阻器、二极管、电容器、集成稳压电源、可调电位器、接线柱、变压器。其中LM317集成稳压电源的安装方法如图8-1-10所示。

图8-1-10　LM317集成稳压电源的安装方法

五、元件焊接与电路连接

本任务的焊接过程如下：

（1）焊接电阻R1；

（2）焊接二极管VD1～VD5，注意二极管方向及负极的标志；

（3）焊接电容C1、C2、C3、C4，注意电容负极的标志；

（4）焊接LM317，注意摆放方向，千万不能混淆1、3脚的位置，本任务中是背对着电位器；

（5）焊接电位器，最好安装在外侧，以方便调节；

（6）焊接接线柱，最好安装在外侧，以方便操作。

在电路的连接过程中可以利用元器件的引脚作为导线。集成稳压电源的焊接效果如图8-1-11所示。

图8-1-11　集成稳压电源的焊接效果

六、电路调试与检测

1.整流滤波电路的检测

（1）检查变压器一次、二次侧线圈有无开、短路现象，确定其情况良好后通电测试其输出电压为交流12 V，将变压器二次侧输出端与印制板交流输入端相连接。

此步骤也可利用实验室设备调试输出的单相10 V交流电代替。

（2）检查元件无误后通电。用万用表测量C1两端的电压，如图8-1-12所示；另外用示波器检测观察C1电压的数值及波形，如图8-1-13所示；将记录结果列于表8-1-2中，测量时注意正负极性的连接。

图8-1-12　万用表测C1电压

图8-1-13　示波器检测C1电压及波形

表8-1-2　整流滤波电路检测结果

2.直流稳压电路的检测

用万用表测量输出电压数值，如图8-1-14所示，用示波器检测观察输出电压的数值及波形，如图8-1-15所示，将记录结果列于表8-1-3，测量时注意正负极性的连接。

图8-1-14　万用表测输出电压

图8-1-15　示波器检测输出电压

表8-1-3　直流稳压电路检测结果

本任务介绍以LM317集成稳压电源为核心的可调直流稳压电源的电路组成，该电路包括变压、整流、滤波、稳压4个部分。

电路制作过程分“五步”走：准备材料；元器件识别与检测；电路布局；电路焊接；通电检测。测量时注意正负极性的连接。