式中,U3为LM317的3脚电压;UO为输出电压;UD为二极管D的正向压降,即为补偿电压,其值略大于LM317的基准电压(1.25 V)。这里用3只串联的锗材料整流二极管的导通压降来实现。当调节R2少,使U3达到与UD相等时,输出电压即为0 V。之后,当调节R2逐渐增大时,UO即由0 V开始增大。由于负载电流流过D,故D的最大工作电流应能适应负载电流的要求。图5中R4用于给D提供工作电流。
(3)软启动电路设计。软启动电路由晶体管T,电阻R3,R和电容器C组成。其作用是使电路输出电压UO有一个缓慢的上升过程,以适应感性负载(如直流电机)的启动特性。当输入电压UI接入时,因C上的电压不能突变,故T因基极电位较高而饱和导通,使U2(LM317的2脚电位)和U3都很低,故UO很小,随着C的充电,T的基极电位下降,其集电极电位(即U2)升高,使U3升高(因U32为一稳定电压),所以UO也升高。当C充满电时,T被截止,启动电路失去作用,UO也达到设定值。启动的时间可以通过改变C和R的值进行调整。
(4)改进方案。由于该电路的输出电压的调整完全依赖电电位器R2的改变,因此R2的改变范围较大,这样在输出电压的调整过程中,容易调过头或调不足,要准确地实现0~24 V宽范围的电压任一电压有些调整比较麻烦,必须反复调整,只依赖R2是比较困难的,如果将电位器R2用一个电位器R2'和电阻R档串联实现,通过一个开关实现电阻R档的改变从而改变输出电压的范围,并在所选择的输出电压范围内通过改变电位器R2'的阻值得到所需要的准确的直流电压输出。电路如图6所示。
(5)电路主要测试数据。接上电源变压器和整流滤波电路以后对电路进行测试的结果为:电路在负载为1 A时输出电压调整范围如表1所示;在输出电压为额定值(24 V)下的负载特性如表2所示。电网电压波动±10%(负载电流1 A)情况下输出电压如表3所示。
4 结 语
该稳压电路应用三端集成稳压电器,并加入补偿电压的方法解决LM317系列输出电压不能从0 V开始起调的问题。软启动电路的引入适应负载的启动特性。电路的结构简单、功能完善、可靠性高。