直流穩壓電源設計

摘 要：由LM78系列和LM79系列三端穩壓芯片構成的直流穩壓電源可以為電路提供穩定的電壓，從而不僅節省電路制作成本，而且減少對電路的損壞。

關鍵詞：LM7815；LM7915；整流橋；變壓器

前言

許多電路需要穩定的低壓電源供電，我們可以用直流穩壓電源為電路提供穩定的電壓，但是由于實驗室用的直流穩壓電源儀器體積龐大，不易移動，而且功耗較高，不適合對大量電路進行供電，因此可以用LM78系列和LM79系列穩壓芯片為電路提供穩定電壓，這樣不僅可以節省成本，還可以減小功耗。

1 LM78系列以及LM79系列恒壓源電路設計以及原理

在仿真電路圖1中，變壓器U1的作用是將220V，50HZ的交流電轉化為電壓有效值為18V的交流電。整流橋的作用為將極性變化的交流電轉化成極性不變的電流。對于LM78系列，LINE VOLTAGE接輸入電壓正，COMMON接地，VREG接輸出，供電電壓要高于輸出電壓至少3V。對于LM79系列，LINE VOLTAGE接輸入電壓負，COMMON接地，VREG接輸出，供電電壓要高于輸出電壓至少3V，否則輸出電壓不穩定。其中，輸入端加電解電容C2，C13可以抑制工頻干擾，所謂工頻干擾，就是市電電壓的頻率為50Hz，它會以電磁波的輻射形式，對電氣設備和電子設備造成干擾，導致設備運行異常，因此要加電解電容，將干擾過濾掉。瓷片電容C1，C14可以抑制高頻干擾，所謂高頻干擾，就是當高、中壓變電站內開關分、合操作時都會產生高頻阻尼振蕩波，變壓器在將220V，50HZ的高壓電轉換為交流低壓電時，有可能會產生高頻阻尼振蕩波，從而影響電路的工作，因此要加瓷片電容，另外輸出端加電容C3，C4，C15，C16可以抑制電壓輸出毛刺的干擾，所謂毛刺干擾，就是輸出本應為恒定的電壓值，但是可能會在某個時段出現跳變，這樣會對使用該供電電路的電路造成影響，因此要加瓷片電容和電解電容。文章以LM7815和LM7915為例，仿真電路圖如圖1所示。

圖1 LM7815和LM7915電源電路

LM78系列中所有芯片的電路設計均可以按照圖1中的LM7815設計，LM79系列中所有芯片的電路設計均可以按照圖1中的LM7915設計，在設計的時候需要注意的是要選擇好變壓器，變壓器輸出的電壓要滿足芯片的電壓需求，否則會損壞芯片。另外，在用PCB板制作該電路時，要在LM78和LM79芯片后端加散熱片，因為這兩種芯片在工作時，會產生大量的熱量，如果散熱不及時，會影響芯片的工作效果。

2 LM78系列以及LM79系列恒壓源電路測量結果

通過仿真，可以得出LM7815電源電路的輸出電壓為15.555V，LM7915電源電路的輸出電壓為-15.611V。從而可以推出LM78系列和LM79系列直流穩壓電源電路能夠輸出穩定的電壓。

3 電路的優化

在設計電路的時候，有的時候可以將多個LM78系列和LM79系列芯片設計在一塊供電電路板上，從而可以讓供電電路板同時給多個電路進行同時供電，在設計的過程中，輸出電壓低的LM78芯片和LM79系列可以用輸出電壓高的LM78電源芯片和LM79芯片供電，設計的電路圖如圖2所示，LM7815給LM7812供電，LM7812給LM7805供電，從而節省變壓器和整流橋的使用，在設計的過程中，還可以在LM7815的輸出端和LM7812的輸入端之間加上開關，在LM7812的輸出端和LM7805的輸入端之間加上開關，這樣可以有選擇的使用供電電路，從而不僅省電還能減少對芯片的損耗。LM79系列電路的優化設計與LM78系列電路的優化設計理念是一樣的。

圖2 LM78系列優化電路

參考文獻

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作者簡介：劉肖楠（1993，11-），男，漢族，遼寧大連人，大連理工大學電子信息與電氣工程學部，本科。