我們主張,電子初學(xué)者要采用萬能板焊接電子制作作品,因?yàn)檫@種電子制作方法,不僅能培養(yǎng)電子愛好者的焊接技術(shù),還能提高他們識(shí)別電路圖和分析原理圖的能力,為日后維修、設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
完成本作品的主要目的是為了掌握變壓器降壓、二極管整流、電容濾波、LM317穩(wěn)壓等工作原理,初步掌握電路調(diào)試方法和電壓檢測(cè)方法。
一、LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路功能介紹
LM317是應(yīng)用最為廣泛的電源集成電路之一,它不僅具有固定式三端穩(wěn)壓電路的最簡單形式,又具備輸出電壓可調(diào)的特點(diǎn)。此外,還具有調(diào)壓范圍寬、穩(wěn)壓性能好、噪聲低、紋波抑制比高等優(yōu)點(diǎn)。
本產(chǎn)品主要性能參數(shù)如下:
輸出直流電壓:1.25-12V DC;
輸出直流電流:5mA-300mA;
芯片內(nèi)部具有過熱、過流、短路保護(hù)電路;
使用環(huán)境溫度:-10-+85℃。
我們用萬用板設(shè)計(jì)的LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路原理圖如下圖所示。
LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路原理圖
220VAC市電經(jīng)變壓器T1降壓,四個(gè)整流二極管D1-D4構(gòu)成橋式整流,電容C2濾波后,送入LM317第3腳(輸入端),第2腳(輸出端)輸出穩(wěn)定的直流電壓,如下圖所示。
直流穩(wěn)壓電源的原理框圖和波形變換圖
LM317第1腳為調(diào)整端,調(diào)整端與輸出端最低的基準(zhǔn)電壓為1.25V。調(diào)節(jié)電位器RP1可改變輸出電壓。輸出電壓的計(jì)算公式位:UO=1.25(1+RP1/R2)。RP1調(diào)到0的時(shí)候,也就是1腳電壓為0V的時(shí)候,輸出1.25V。
C1用于濾除由市電引入的干擾電壓,C2為濾波電容,濾除整流后的紋波電壓,使得電壓更加平穩(wěn),C3用于旁路基準(zhǔn)電壓的紋波電壓,提高電源的紋波抑制性能,D5,D6是開關(guān)二極管,起到保護(hù)左右,R1和LED1為電源指示電路,接上220V市電后會(huì)亮。
二、LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路安裝與調(diào)試
1、根據(jù)原理圖,列出元器件清單
序號(hào)
名稱
代號(hào)
規(guī)格
數(shù)量
1
電阻
R1
10K
1
2
電阻
R2
220
1
3
電位器
RP1
5K塑柄
1
4
整流二極管
D1-D4
IN4007
4
5
發(fā)光二極管
LED1
3MM紅色
1
6
開關(guān)二極管
D5,D6
IN4148
2
7
瓷片電容
C1
(0.1uf)104
1
8
電解電容
C2
25V/2200UF
1
9
電解電容
C3
25V/10UF
1
10
電解電容
C4
25V/470UF
1
11
穩(wěn)壓LM317
U1
進(jìn)口LM317
1
12
鱷魚夾
大號(hào)紅黑一對(duì)
1
13
輸入電源線
帶插頭接220V
1
14
輸出電源線
J1,J2
紅黑各30CM
1
15
變壓器
T1
220V/12V
1
16
萬能板
玻纖板9*15CM
1
17
拖焊專用銅導(dǎo)線
0.5銅導(dǎo)線
1
18
拖焊專用焊錫
凱納0.8,芯內(nèi)帶松香
2
19
焊接專用圖紙
高清原理圖
A4
1
2、元件識(shí)別與檢測(cè)
本電路使用了電阻、電位器、電容、發(fā)光二極管、LM317穩(wěn)壓集成芯片、變壓器等元器件構(gòu)成。
(1)電阻,本電路使用了2種色環(huán)電阻,220歐姆的電阻上面的5條色環(huán)分別為紅紅黑黑棕,10K歐姆的電阻上面的5條色環(huán)分別為棕黑黑紅棕,詳細(xì)電阻識(shí)別與檢測(cè)方法請(qǐng)閱讀微信公眾號(hào)(電工電子技術(shù))前面的內(nèi)容。
(2)有極性電容,常見的有電解電容電容,本電路中使用了1個(gè)10μF/25V的電解電容,1個(gè)470μF/25V的電解電容,1個(gè)2200μF/25V的電解電容,電解電容引腳有正負(fù)之分,不能接反。引腳長的為正,短的為負(fù);旁邊有一條白色的為負(fù),另一引腳為正。電容上標(biāo)有耐壓值上25V,容量是10μF。
(3)無極性電容,常見的有瓷片電容。本電路中使用了1個(gè)0.1UF的瓷片電容,電容上面標(biāo)示了“104”。
(4)整流二極管1N4007,其引腳有正負(fù)之分,一般標(biāo)有白色條帶的為負(fù),另外一邊就是正極,如下圖所示。
(5)開關(guān)二極管1N4148,其引腳有正負(fù)之分,一般標(biāo)有黑色條帶的為負(fù),另外一邊就是正極,如下圖所示。
(6)發(fā)光二極管,其引腳有正負(fù)之分,一般長的為正,短的為負(fù)。也可以從內(nèi)部看到,接觸面小的為正,接觸面大的為負(fù)。外邊有切口的為負(fù),另一邊就為正。
(7)電位器是可調(diào)電阻的一種,通常是由電阻體與轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)組成,即靠一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上移動(dòng),獲得部分電壓輸出。
電位器的電阻體有兩個(gè)固定端,通過手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸或滑柄,改變動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上的位置,則改變了動(dòng)觸點(diǎn)與任一個(gè)固定端之間的電阻值,從而改變了電壓與電流的大小。本電路使用一個(gè)5K的電位器,電位器標(biāo)注了5K字樣,如下圖所示。
電位器引腳圖
當(dāng)把電位器的中間引腳(3腳)和另外一個(gè)引腳(1腳或2腳)短路(連接在一起)時(shí),這個(gè)電位器就構(gòu)成了可調(diào)電阻。
可調(diào)電阻也叫可變電阻,是電阻的一類,其電阻值的大小可以人為調(diào)節(jié),以滿足電路的需要。可以逐漸地改變和它串聯(lián)的用電器中的電流,也可以逐漸地改變和它串聯(lián)的用電器的電壓,還可以起到保護(hù)用電器的作用。
(8)穩(wěn)壓可調(diào)集成芯片LM317,采用了ST進(jìn)口的芯片,質(zhì)量可靠,輸出電壓和電流穩(wěn)定性非常高。LM317的引腳排列:有字的一面朝自己,引腳朝下,從左往右數(shù)為1腳、2腳、3腳,如下圖所示。
(9)變壓器,采用了老牌變壓器生產(chǎn)廠家(石家莊亨特電器廠)生產(chǎn)的,質(zhì)量可靠。變壓器的2根紅色線接220V市電,2根黑色(或者藍(lán)色)線為輸出12V交流電壓,更換變壓器不要超過12V,否則容易燒LM317,如下圖所示。
用萬用表檢測(cè)兩根紅色線之間的電阻值,大概為:2.7k歐姆左右。兩根黑色線(或者藍(lán)色)之間的電阻值,大概為:12到20歐姆左右。
3、LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路安裝
根據(jù)LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路焊接原理圖和PCB布局圖,按照從左到右,整流電路、濾波電路、電源指示電路、穩(wěn)壓電路、濾波電路、電源輸出電路的順序安裝。
LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路PCB布局圖
LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路安裝成功后,接上市電220V交流電后,電源指示燈被點(diǎn)亮,從輸出端輸出可調(diào)的直流電壓1.25V到12V,調(diào)試效果如下圖所示:
LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路產(chǎn)品圖正面
LM317可調(diào)穩(wěn)壓直流電源電路產(chǎn)品圖反面
如果電路不能正確工作,電源指示燈不亮,沒有直流電壓輸出,或者電壓輸出不可調(diào)等,請(qǐng)按照下面的提示進(jìn)行檢修:
(1)觀察法:檢查每個(gè)元件是否安裝正確,特別是LM317穩(wěn)壓芯片是否安裝正確。
(2)觀察法:觀察二極管的正負(fù)極性是否接反。
(3)電阻法:根據(jù)原理圖檢查線路是否正常連通,可用萬用表檢測(cè)每條線路是否導(dǎo)通。因?yàn)槌醮魏附拥臅r(shí)候,經(jīng)常出現(xiàn)虛焊、假焊、漏焊等焊接故障。
(4)用萬用表交流250V電壓檔測(cè)變壓器輸入端的電壓是否有220V。
(5)提供的是3W單12V輸出變壓器,紅色接220V,黑色(或藍(lán)色)將輸出12V。
(6)用萬用表直流50V電壓檔測(cè)變壓器輸出端的電壓是否有12V。
(7)用萬用表直流50V電壓檔測(cè)整流輸出的電壓,也就是LM317的輸入端(3腳)有沒有電壓。
(8)用萬用表直流10V電壓檔測(cè)調(diào)整端的電壓,也就是LM317的調(diào)整端(1腳)的電壓,旋轉(zhuǎn)可調(diào)電阻,看看電壓是否可調(diào)。如果不可調(diào),可調(diào)電阻損壞或者R2沒有接到可調(diào)電阻上。
(9)用萬用表直流50V電壓檔測(cè)輸出端的電壓,也就是LM317的輸出端(2腳)的電壓,旋轉(zhuǎn)可調(diào)電阻,看看電壓是否可調(diào)。
(10)如果不可調(diào),可能是集成芯片LM317損壞。
(11)如果輸出電壓一直是5.6V,或者4V左右,可能是集成芯片LM317損壞。