Cum se folosește LM317 pentru realizarea unui circuit de alimentare variabil

În acest post vom discuta în detaliu cum să construim un circuit de alimentare reglabil bazat pe LM317 simplu, utilizând un număr minim de componente externe.

După cum sugerează și numele, un circuit de alimentare variabil oferă utilizatorului o gamă de tensiuni de ieșire variabile liniar printr-o rotație a potențiometrului controlată manual.

Un LM317 este un dispozitiv versatil care ajută un pasionat electronic să construiască o sursă de tensiune variabilă rapid, ieftin și foarte eficient.

Introducere

Fie că este vorba de un noob electronic sau de un profesionist expert, un sursa de alimentare reglabila unitatea este cerută de toată lumea din teren. Este sursa de bază de energie care poate fi necesară pentru diferite proceduri electronice, de la alimentarea circuitelor electronice complicate la dispozitivele electromecanice robuste precum motoare, relee etc.

LA unitate de alimentare variabilă este o necesitate pentru fiecare banc de lucru electric și electronic și este disponibil într-o varietate de forme și dimensiuni de pe piață și, de asemenea, sub formă de scheme pentru noi.
Acestea pot fi construite folosind componente discrete precum tranzistoare, rezistențe etc. sau încorporând un singur cip pentru funcțiile active. Indiferent ce tip ar putea fi, o unitate de alimentare ar trebui să încorporeze următoarele caracteristici pentru a deveni universal și fiabil prin natura sa:

Caracteristici esențiale

• Ar trebui să fie complet și continuu reglabil cu ieșirile sale de tensiune și curent.
• Funcția de curent variabil poate fi luată ca o caracteristică opțională, deoarece nu este o cerință absolută cu o sursă de alimentare, cu excepția cazului în care utilizarea este în gama de evaluări critice.
• Tensiunea produsă trebuie reglată perfect.

Odată cu apariția cipurilor sau a circuitelor IC precum LM317, L200, LM338 , LM723, configurarea circuitelor de alimentare cu ieșire de tensiune variabilă cu calitățile excepționale de mai sus a devenit foarte ușoară în zilele noastre.

Cum se folosește LM317 pentru producerea unei ieșiri variabile

Aici vom încerca să înțelegem cum să construim un cel mai simplu circuit de alimentare folosind IC LM317. Acest IC este disponibil în mod normal în pachetul TO-220 și are ieșiri cu trei pini.

Pin-urile sunt foarte ușor de înțeles, deoarece constă dintr-o intrare, o ieșire și un pin de reglare care trebuie doar să fie conectat la conexiunile relevante.

Pinul de intrare se aplică cu o intrare DC rectificată, de preferință cu intrarea maximă tolerabilă, adică 24 volți conform specificațiilor IC. Ieșirea este recepționată de la pinul „out” al IC-ului în timp ce componentele de setare a tensiunii sunt conectate în jurul pinului de reglare.

Cum să conectați LM317 într-un design de alimentare cu tensiune reglabilă

După cum se poate observa în diagramă, ansamblul nu are nevoie de componente și este de fapt un joc pentru copii pentru a pune totul la punct.

Reglarea potului produce o tensiune care variază liniar la ieșire, care poate fi chiar de la 1,25 volți la nivelul maxim furnizat la intrarea IC.

Deși designul prezentat este cel mai simplu și, prin urmare, include doar o caracteristică de control al tensiunii, o caracteristică de control curent poate fi, de asemenea, inclusă cu IC.

Adăugarea unei funcții de control curent

Figura de mai sus arată modul în care IC LM317 poate fi utilizat în mod eficient pentru producerea de tensiuni și curenți variabili, după dorința utilizatorului. Potul de 5K este utilizat pentru reglarea tensiunii, în timp ce rezistorul de detectare a curentului de 1 Ohm este selectat corespunzător pentru a dobândi limita de curent dorită.

Îmbunătățirea cu facilitatea de curent ridicat

CI poate fi îmbunătățit și mai mult pentru a produce curenți mai mari decât valorile nominale. Diagrama de mai jos arată cum IC 317 poate fi utilizat pentru a produce mai mult de 3 amperi de curent.

LM317 Tensiune variabilă, regulator de curent

IC-ul nostru versatil LM317 / 338/396 poate fi utilizat ca regulator de tensiune și curent reglabil prin configurații simple.

Ideea a fost construită și testată de unul dintre cititorii avizi ai acestui blog, domnul Steven Chiverton, și utilizată pentru conducerea diodelor laser speciale, despre care se știe că au specificații stricte de funcționare și pot fi conduse numai prin circuite de conducere specializate.

Configurația LM317 discutată este atât de precisă încât devine ideală pentru toate aceste aplicații specializate cu curent și tensiune reglementate.

Funcționarea circuitului

Referindu-ne la schema de circuite prezentată, configurația arată destul de simplă, pot fi văzute două IC-uri LM317, una configurată în modul său regulator de tensiune standard și cealaltă într-un mod de control al curentului.

Pentru a fi precis, LM317 superior formează etapa de reglare a curentului, în timp ce partea inferioară acționează ca un stadiu de control al tensiunii.

Sursa de alimentare de intrare este conectată la Vin și la solul circuitului de reglare a curentului superior, ieșirea din această etapă merge la intrarea etapei de reglare a tensiunii variabile LM317 inferioară. Practic, ambele trepte sunt conectate în serie pentru a implementa o reglare completă a tensiunii și curentului infailibil pentru sarcina conectată care este o diodă laser în cazul de față.

R2 este selectat pentru a dobândi o gamă de aproximativ limita maximă de curent de 1,25A, minimul admisibil fiind de 5mA atunci când sunt plasați 250 ohmi în cale, ceea ce înseamnă că curentul către laser poate fi setat după cum doriți, oriunde între 5mA și 1 amp.

Calculul tensiunii de ieșire

Tensiunea de ieșire a unui circuit de alimentare LM317 ar putea fi determinată cu următoarea formulă:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

unde este = VREF = 1,25

Actualul ADJ este de obicei în jur de 50 µA și, prin urmare, este prea neglijabil în majoritatea aplicațiilor. Puteți ignora acest lucru.

Calculul limitei de curent

Cele de mai sus sunt calculate utilizând următoarea formulă:

R = 1,25 / curent maxim admis

Tensiunea controlată de curent, dobândită de la treapta superioară, se aplică apoi circuitului regulatorului de tensiune LM317 inferior, care permite setarea tensiunii dorite oriunde de la 1,25V la 30V, aici intervalul maxim fiind de 9V, deoarece sursa este o baterie de 9V. Acest lucru se realizează prin ajustarea R4.

Circuitul discutat este atribuit să gestioneze nu mai mult de 1,5 amp, dacă este necesar un curent mai mare, ambele circuite integrate pot fi înlocuite cu LM338 pentru a obține un curent de maxim 5 amp sau LM396 pentru un curent de maxim 10 amp.

Următoarele poze minunate au fost trimise de domnul Steven Chiverton, după ce circuitul a fost construit și verificat cu succes de el.

Imagini prototip

Actualizarea LM317 cu butonul de control al tensiunii

Până acum am învățat cum să configurăm un LM317 pentru producerea unei ieșiri reglabile folosind un pot, acum să înțelegem cum butoanele pot fi utilizate pentru a permite selectarea tensiunii controlate digital. Eliminăm utilizarea potului mecanic și îl înlocuim cu câteva butoane pentru selectarea sus / jos a nivelurilor de tensiune dorite.

Inovația transformă designul tradițional al sursei de alimentare LM317 într-un design digital al sursei de energie, eliminând potențiometrul cu tehnologie redusă, care ar putea fi predispus la uzură pe termen lung, rezultând operații neregulate și ieșiri de tensiune incorecte.

Designul LM317 modificat, care i-ar permite să răspundă la selecțiile butoanelor, poate fi văzut în următoarea diagramă:

Rezistențele R2 asociate trebuie calculate în raport cu R1 (240 ohmi) pentru configurarea ieșirilor de tensiune selectate de butonul dorit.

Putere de curent mare LM317 băncii suficient

Acest sursa de curent LM317 de mare curent poate fi utilizat universal pentru orice aplicație care necesită o sursă de curent continuu reglementată de înaltă calitate, cum ar fi amplificatoarele subwooferului auto, încărcarea bateriei etc. și la prețuri accesibile.

Această simplă sursă de tensiune reglabilă LM317 fixă ​​satisface condițiile superb și este capabilă să livreze până la 10 amperi. Ieșirea de tensiune este guvernată de etapa circuitului care conține R4, R5 și S3. Observați că comutatorul S3 face parte din R4.

Pentru a obține o ieșire de tensiune fixă, R4 trebuie determinat pentru a obține zero ohmi (complet în sens invers acelor de ceasornic). În această situație, comutatorul S3 ar trebui să fie în poziția deschisă.

Presetarea R5 ar trebui, în acest caz, să fie modificată, astfel încât circuitul să genereze o ieșire de 12 volți (sau tot ceea ce necesită aplicația dvs. personală). Pentru a avea o ieșire variabilă, R4 poate fi rotit în sensul acelor de ceasornic, cu S3 în poziția închis și scăpând de R5 din circuit.

Tensiunea de ieșire poate fi acționată acum doar de rezistorul R4. Când poziția comutatorului SPDT S2 este în 1, cel mai mare curent de ieșire poate fi realizat având cele două jumătăți de T1 care furnizează curent la stadiul de filtrare, pentru a crește puterea totală de curent de 2 ori mai mult.

Acestea fiind spuse, cea mai mare tensiune de ieșire va fi redusă cu 50% în această poziție. Este într-adevăr un cadru mult productiv, având în vedere că tranzistorul de putere nu trebuie să scadă o cantitate semnificativă de potențial.

În poziția 2, tensiunea maximă este practic egală cu specificațiile de putere ale T1. Aici am folosit un transformator de 24 volți centrat pentru T1. În cele din urmă, D1 și D2 au fost încorporate pentru a proteja IC LM317 în cazul în care alimentarea a fost oprită cu o sarcină inductivă la ieșire

Referințe: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/LM317