1、的電路電源設計采用LM 317T解建軍1,(11 楊凌職業技術學院 陜西 楊凌 712100;的電路電源設計221 西安科技大學 陜西 西安 710055)摘 要:了三端穩壓器LM 317T的工作過程及其輸出電壓的計算公式。基于電路板供電電源的考慮, 設計了一種采用LM 317T 的三端穩壓器的電源電路,用于給板供電。設計電路時, 詳細分析了其電路設計方法, 給出了此電路主要參數的計算及實驗波形。最后將此供電電源電路制成印刷電路板, 測取各重要測試點的電壓信號,用P ro tel對電源供電電路進行,的結果與實際測試計算值相符, 證明設計的電源供電電路是可靠的, 具有一定的實用價值。: 電源設計

2、; 三端穩壓器LM 317T; 整流橋;T P 303+ 13號:文獻標識碼:文章編號: 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在設計小型單片機系統時,板上的集成及整個系統的穩對于輸入輸出電容, 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, 因為輸入電容主要是耐壓, 如果使用的是開關電源, 他還能起到吸收M O SFET 開關脈沖的作用。在不引起開關電路振動的情況下, 輸出電容耐壓和

6、容量可以低一些, ESR 的要求要高一點, 因為要保證足夠的電流通過量。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、穩壓, 為了防止高頻信號的竄入, 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, 此電源模塊直接產生制板內部制作所需要的直流電壓。內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; 而內置式電源成本較低, 布板較麻煩。國內常采用

7、的方法是直接使用外置式電源,方便布板。LM 317T 是由美國半導體公司在 2001 年生產的一種三端口穩壓器件, 他的輸出電壓可以通過調整電阻進行一定幅度的調整。輸出的電壓幅度在 112 27 V之間,基本上可以滿足大多數集成所需要的電壓幅度。基于方面的考慮, 筆者設計了一種內置式的電源供電電路, 制板后通過實驗測試和軟件可行且可靠的。1電源設計思路,證明此電源供電是圖 1 電源電壓主要轉換過程2 LM 317T 在焊接板中的運用211 電路結構及工作原理電源電路原理如圖 2 所示。212 穩壓器件LM 317T在上述原理圖電路中, 主要使用了一個三端穩壓器件在電源穩定方面,設計中使用了大部

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 ,功能主要是穩定電壓信號, 以便提高系統的穩定性能和可靠性能。收稿日期: 2005 05 1984 1994-2006Journal Electronic Publishing H與設計解建軍等: 采用LM 317T? 集 成 電 路?現代電子技術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ADJ 端 (1 端) 的電阻值增大時, 輸出電壓將會升高。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, 整個過程將會簡單些。筆者選用了現今比較流行的制板軟件 P ro tel,其內部庫中就有LM 317T 的模型。圖 3 和圖 4 分別是產生 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 連續調節到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 有一個最小負載電流的問題, 即只有負載電流超過某一數值時, 他才能起到穩壓的作用。這個電流隨器件的生

12、產廠家不同在3 8 mA 不等, 這個可以通過在負載端口外接一個合適的電阻來解決。3實驗指標及主要波形為了確保設計的正確性, 在設計并制成板件后進行了實驗數據的測試, 數據如表 1 表 3 所示。 表 1 電源端電壓 (AC)接實驗板之前 接實驗板之后 差值V圖 35 V直流電壓信號波形端口位置 ?V?V?V571002616726156561302513026120017011370136J 12J 12J 121 J 125 J 127 J 12268 J 12 9 J 12 1011136111100126 圖 415 V 直流電壓信號波形(下轉第 88 頁)穩壓器輸出電壓值計算過程:

13、R G2 輸出值:85 1994-2006Journal Electronic Publishing H等: 高速緩沖器的設計與實現M U X21 (2 選 1 選擇器)、COM PA RA TOR (比較器)、IN 2V ER T ER (反相器)。這些單元都是整個項目設計中共用的模塊, 設計簡單, 不僅降低了版圖設計的工作量, 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。數據緩沖器的數據通道部分的版圖實現如圖 6 所示。上端與數據靜態器連高了整個的性能。設計出來的電路邏輯是否正確, 時接, 左側與靜態器連接, 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, 分別需要做功能驗證和電路。在驗證了各個小模塊的正確性之后, 驗證小模塊之間的邏輯連接正確性, 最后對整個模塊的進行驗證, 確定了該模塊能達到預期的邏輯設計要求。進一步分析電路, 找出模塊中的最長路徑, 通過、更改電路再的過程, 最后達到滿足設計時延要求。圖 6 數據緩沖器的數據通道部分版圖3結語本項目設計開發的 32 位全定制高性能嵌入式CPU已經測試, 從測試結果可知,CPU中高速緩沖器的設計在邏輯功能和時延上都達到了預期的要求。項目中采用全定制設計流程完成, 實現了整個片面積的設計要求。高頻率、低功耗和低芯參 考

15、文獻1 計算機組, 20021M 1 北京: 清華大 1 圖 5 數據緩沖器的數據通道部分的電路學當前生產工藝達到深亞微米, 導線負載的比重日164 位R ISU 的Cache 設計 D 1 2 ,大學 1:益增加。采用全定制的設計, 可以根據數據通道電路20001的規則手工設計出合理的版圖。其優勢是在實現上可以盡量減小每個單元的面積和時延, 降低器件的負載電容。版圖設計全定制過程分兩步完成, 每個大單元電路總 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 實用, 1999120021M 1 成都: 電子科技大學 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結語LM 317T參 考文 獻1P ro tel 99 SE 電路設計與, 20011M 1 北 1 計算機機械工業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:的電阻有密切的關系,N at io nal Sem iconducto r. LM 317T M an