采用lm317芯片的电路电源设计

1、的电路电源设计采用LM 317T解建军1,(11 杨凌职业技术学院 陕西 杨凌 712100;的电路电源设计221 西安科技大学 陕西 西安 710055)摘 要:了三端稳压器LM 317T的工作过程及其输出电压的计算公式。基于电路板供电电源的考虑, 设计了一种采用LM 317T 的三端稳压器的电源电路,用于给板供电。设计电路时, 详细分析了其电路设计方法, 给出了此电路主要参数的计算及实验波形。最后将此供电电源电路制成印刷电路板, 测取各重要测试点的电压信号,用P ro tel对电源供电电路进行,的结果与实际测试计算值相符, 证明设计的电源供电电路是可靠的, 具有一定的实用价值。: 电源设计

2、; 三端稳压器LM 317T; 整流桥;T P 303+ 13号:文献标识码:文章编号: 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在设计小型单片机系统时,板上的集成及整个系统的稳对于输入输出电容, 一般的要求是输入电容要尽可能大, 相对容量的要求, 对ESR 的要求可以降低一些, 因为输入电容主要是耐压, 如果使用的是开关电源, 他还能起到吸收M O SFET 开关脉冲的作用。在不引起开关电路振动的情况下, 输出电容耐压和

6、容量可以低一些, ESR 的要求要高一点, 因为要保证足够的电流通过量。参看原理图的电源部分可知, 此电源和普通的电源电路差不多, 也是交流整流、滤波、稳压, 为了防止高频信号的窜入, 在输出端口还加了一组滤波的电容。其间的过1 所示。都需要外加直流电源, 而且为了提高定性能, 对直流电源的电源质量也有较高的要求。一般外加直流电源的做法有 2 种: 外置式和内置式。外置式即将所需要的电源安放在外面, 通常由电源模块组成, 此电源模块直接产生制板内部制作所需要的直流电压。内置式即在控所需要的直流电压电源。外置式电源可以使布板更方便, 但是成本较高; 而内置式电源成本较低, 布板较麻烦。国内常采用

7、的方法是直接使用外置式电源,方便布板。LM 317T 是由美国半导体公司在 2001 年生产的一种三端口稳压器件, 他的输出电压可以通过调整电阻进行一定幅度的调整。输出的电压幅度在 112 27 V之间,基本上可以满足大多数集成所需要的电压幅度。基于方面的考虑, 笔者设计了一种内置式的电源供电电路, 制板后通过实验测试和软件可行且可靠的。1电源设计思路,证明此电源供电是图 1 电源电压主要转换过程2 LM 317T 在焊接板中的运用211 电路结构及工作原理电源电路原理如图 2 所示。212 稳压器件LM 317T在上述原理图电路中, 主要使用了一个三端稳压器件在电源稳定方面,设计中使用了大部

8、分的电解电容,(他们一方面起滤波的作用, 另一方面稳定参考电压的工作电压) , 参看下面给出的原理图。LM 317T ,功能主要是稳定电压信号, 以便提高系统的稳定性能和可靠性能。收稿日期: 2005 05 1984 1994-2006Journal Electronic Publishing H与设计解建军等: 采用LM 317T? 集 成 电 路?现代电子技术2005 年第 18 期总第 209 期LM 317T 是一种这样的器件: 由V in 端提供工作电压ADJ 端到参考端的电阻输出电压= 11251+= 11251+ADJ 端到+ V out 端的电阻后, 他便可

9、以保持其+ V out 端 ( 2 脚) 比其ADJ 端( 12167103的电压高 1125 V。因此,脚)只需要用极小的电流来调整243ADJ 端的电压, 便可在V out 端得到比较大的电流输出, 并且电压比ADJ 端高出恒定的1125 V 。还可以通过调整ADJ14198 V 15100 V=R G1 输出值:输出电压= 1125端 (1 端) 的电阻值改变输出电压(LM 317T会保证接入ADJ 端到参考端的电阻1+ADJ 端和+ V out 端的那部分电阻上的电压为1125 V )。所以, 当ADJ 端 (1 端) 的电阻值增大时, 输出电压将会升高。ADJ 端到+ V out 端

10、的电阻732= 1125= 5102 V 5100 V1+243 表 2 LM 317T 端子电压 (DC)稳压器 V inBO T + VoutBO T V in+ VoutADJ BO T+ VoutADJREF ?V ?V ?V ?V?VR G332110R G233199151281511416195181571319915127131861511411251125 R G11311351018110317651001124 表 3 W 02G 输出电压 (DC) CR 2CR 3CR 4CR 9 3213 V3411 V1315 V5213 V 在过程中, 有很多软件可以选择。但是如

11、果软件中能直接带有所用器件的模型, 整个过程将会简单些。笔者选用了现今比较流行的制板软件 P ro tel,其内部库中就有LM 317T 的模型。图 3 和图 4 分别是产生 5 V 和 15 V直流电压的电压波形,由于模型的差别,值与理论值有些差别。图 2 电源电路原理图LM 317T 的输出电压可以从 1125 V 连续调节到37 V , 其输出电压值可由式 (1) 算出:ADJ 端到地的电阻输出电压= 1125 1 +ADJ 端到+ V out 端的电阻(1)值得注意的是,LM 317T 有一个最小负载电流的问题, 即只有负载电流超过某一数值时, 他才能起到稳压的作用。这个电流随器件的生

12、产厂家不同在3 8 mA 不等, 这个可以通过在负载端口外接一个合适的电阻来解决。3实验指标及主要波形为了确保设计的正确性, 在设计并制成板件后进行了实验数据的测试, 数据如表 1 表 3 所示。 表 1 电源端电压 (AC)接实验板之前 接实验板之后 差值V图 35 V直流电压信号波形端口位置 ?V?V?V571002616726156561302513026120017011370136J 12J 12J 121 J 125 J 127 J 12268 J 12 9 J 12 1011136111100126 图 415 V 直流电压信号波形(下转第 88 页)稳压器输出电压值计算过程:

13、R G2 输出值:85 1994-2006Journal Electronic Publishing H等: 高速缓冲器的设计与实现M U X21 (2 选 1 选择器)、COM PA RA TOR (比较器)、IN 2V ER T ER (反相器)。这些单元都是整个项目设计中共用的模块, 设计简单, 不仅降低了版图设计的工作量, 而且提out V s Schem atic) , 保证基本电路的正确性。第二这些基本电路来组大的单元。数据缓冲器的数据通道部分的版图实现如图 6 所示。上端与数据静态器连高了整个的性能。设计出来的电路逻辑是否正确, 时接, 左侧与静态器连接, 右

14、端与单元连接。此版图通过了DRC?LV S, 逻辑功能正确。延是否满足要求, 分别需要做功能验证和电路。在验证了各个小模块的正确性之后, 验证小模块之间的逻辑连接正确性, 最后对整个模块的进行验证, 确定了该模块能达到预期的逻辑设计要求。进一步分析电路, 找出模块中的最长路径, 通过、更改电路再的过程, 最后达到满足设计时延要求。图 6 数据缓冲器的数据通道部分版图3结语本项目设计开发的 32 位全定制高性能嵌入式CPU已经测试, 从测试结果可知,CPU中高速缓冲器的设计在逻辑功能和时延上都达到了预期的要求。项目中采用全定制设计流程完成, 实现了整个片面积的设计要求。高频率、低功耗和低芯参 考

15、文献1 计算机组, 20021M 1 北京: 清华大 1 图 5 数据缓冲器的数据通道部分的电路学当前生产工艺达到深亚微米, 导线负载的比重日164 位R ISU 的Cache 设计 D 1 2 ,大学 1:益增加。采用全定制的设计, 可以根据数据通道电路20001的规则手工设计出合理的版图。其优势是在实现上可以尽量减小每个单元的面积和时延, 降低器件的负载电容。版图设计全定制过程分两步完成, 每个大单元电路总 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 实用, 1999120021M 1 成都: 电子科技大学 5 是由各种基本电路组合而成, 所以第一绘制基本电路的版图, 画完后做DRC (D esign R ule Check) 和LV S (L ay2(上接第 85 页)4结语LM 317T参 考文 献1P ro tel 99 SE 电路设计与, 20011M 1 北 1 计算机机械工业器件的电源模块输出电压的值与外接因此如果需要其他的输出电压值,京:的电阻有密切的关系,N at io nal Sem iconducto r. LM 317T M an