Как собрать регулируемый блок питания на микросхеме LM317. Какие компоненты необходимы для схемы. Как правильно рассчитать номиналы деталей. Какие особенности нужно учесть при сборке.
Основные характеристики стабилизатора напряжения LM317
LM317 — это популярный регулируемый линейный стабилизатор напряжения, широко применяемый радиолюбителями и профессионалами. Его основные характеристики:
- Диапазон выходных напряжений: 1,2 — 37 В
- Максимальный выходной ток: 1,5 А
- Падение напряжения: 3 В
- Точность стабилизации: 0,1%
- Защита от короткого замыкания и перегрева
Благодаря этим параметрам LM317 позволяет создавать надежные регулируемые источники питания для различных устройств. Рассмотрим подробнее, как правильно включить эту микросхему.
Базовая схема включения LM317
Для работы LM317 требуется минимальное количество внешних компонентов. Базовая схема включения выглядит следующим образом:
- Входной конденсатор C1 (1-10 мкФ)
- Выходной конденсатор C2 (1-100 мкФ)
- Резистор R1 (240 Ом)
- Подстроечный резистор R2 (5 кОм)
Как работает эта схема? LM317 поддерживает между выводами OUT и ADJ постоянное напряжение 1,25 В. Ток через R1 создает падение напряжения на R2. Изменяя сопротивление R2, мы регулируем выходное напряжение.
Расчет номиналов компонентов
Для расчета номиналов резисторов можно использовать следующую формулу:
Vout = 1,25 * (1 + R2/R1)
Где:
- Vout — требуемое выходное напряжение
- R1 = 240 Ом (фиксированное значение)
- R2 — подстроечный резистор
Например, для получения диапазона 1,25-30 В нужен подстроечный резистор 5 кОм. Конденсаторы C1 и C2 улучшают стабильность и подавляют пульсации. Их емкость обычно составляет 1-10 мкФ.
Дополнительные элементы схемы
Для повышения надежности и функциональности в схему часто добавляют:
- Защитные диоды на входе и выходе
- Индикаторный светодиод
- Радиатор охлаждения
- Входной понижающий трансформатор
- Выпрямительный мост
Защитные диоды предотвращают повреждение микросхемы при неправильном подключении. Светодиод индицирует наличие выходного напряжения. Радиатор необходим при токах более 0,5 А.
Особенности монтажа LM317
При сборке блока питания на LM317 важно учитывать следующие моменты:
- Микросхему обязательно устанавливать на радиатор через теплопроводящую пасту
- Входные и выходные конденсаторы размещать максимально близко к выводам микросхемы
- Использовать толстые дорожки на печатной плате для силовых цепей
- Предусмотреть отверстия для вентиляции корпуса
Правильный монтаж обеспечит надежную работу и хороший отвод тепла от LM317. Это особенно важно при больших выходных токах.
Расширение диапазона выходных напряжений
Стандартная схема LM317 позволяет получить минимальное выходное напряжение 1,25 В. Как снизить этот порог? Существует несколько способов:
- Использование отрицательного источника питания для смещения опорного напряжения
- Применение операционного усилителя для компенсации опорного напряжения
- Включение дополнительного резистора между выводами ADJ и GND
Наиболее простой третий способ. Добавив резистор 2,7-5,1 кОм между ADJ и GND, можно снизить минимальное выходное напряжение до 0,6-0,8 В. Это расширяет возможности применения блока питания.
Защита от короткого замыкания и перегрузки
LM317 имеет встроенную защиту от короткого замыкания, но для повышения надежности рекомендуется добавить внешнюю схему защиты. Она может включать:
- Токоограничивающий резистор на выходе
- Быстродействующий предохранитель
- Тиристорную схему защиты
- Датчик тока с отключением при перегрузке
Выбор конкретного варианта зависит от требований к блоку питания. Простейший способ — установка предохранителя на входе LM317. Более сложные схемы обеспечивают лучшую защиту, но усложняют конструкцию.
Повышение выходного тока LM317
Максимальный выходной ток LM317 составляет 1,5 А. Как повысить этот показатель? Существует несколько методов:
- Параллельное включение нескольких LM317
- Использование внешнего силового транзистора
- Применение микросхем с большим выходным током (LM338, LM350)
Наиболее эффективен второй способ. Добавив мощный PNP-транзистор (например, TIP32), можно увеличить выходной ток до 5-10 А. LM317 при этом управляет транзистором, обеспечивая стабилизацию напряжения.
Важно помнить, что при больших токах критически важен правильный теплоотвод. Необходимо использовать массивный радиатор и обеспечить хорошую вентиляцию корпуса блока питания.
Снижение уровня пульсаций выходного напряжения
Для многих применений важно минимизировать пульсации выходного напряжения. Как этого добиться? Рассмотрим основные методы:
- Увеличение емкости выходного конденсатора
- Применение LC-фильтра на выходе
- Использование прецизионного стабилизатора после LM317
Наиболее простой способ — установка электролитического конденсатора большой емкости (1000-10000 мкФ) на выходе. Это значительно снижает уровень пульсаций, но увеличивает габариты устройства.
LC-фильтр позволяет добиться лучших результатов, особенно на высоких частотах. Типичные номиналы: L = 100-470 мкГн, C = 100-470 мкФ.
Для получения сверхнизкого уровня пульсаций можно использовать дополнительный прецизионный стабилизатор (например, LM317L) после основного LM317. Это усложняет схему, но позволяет получить очень чистое напряжение.
Регулируемый блок питания на стабилизаторе напряжения LM317 |
Sined
Начинающему радиолюбителю просто не обойтись без хотя бы простейшего блока питания. При разработке или настройке того или иного устройства регулируемый блок питания является не заменимым атрибутом. Но если вы начинающий радиолюбитель, и не можете позволить себе дорогой навороченный блок питания, то эта статья поможет вам восполнить вашу нужду
Блок питания на микросхеме LM317T, схема:
В интернете встречается неисчислимое множество схем различных блоков питания. Но даже на первый взгляд легкие схемы, в процессе настройки оказываются не такими уж и легкими. Я рекомендую вам рассмотреть очень простую в настройке, дешевую и надёжную схему блока питания на микросхеме стабилизаторе LM317T, которая регулирует напряжение от 1,3 до 30 В и обеспечивает ток 1А (как правило, этого достаточно для простых радиолюбительских схем) рисунок №1.
Рисунок №1 – Электрическая принципиальная схема регулируемого блока питания.
VD1 – VD4, VD6, VD7 – Полупроводниковые диоды типа 1N5399 (1.5А 1000В) хотя, вы можете использовать любые другие подходящие по максимальному току 1.5 ампера и напряжению около 50 вольт. Можно также использовать диодный мост с теми же характеристиками. У кого что есть – тот из того и лепит:)
VD5 – Обыкновенный светодиод (его не обязательно впаивать) он сигнализирует о включении питания. Диод VD6, защищает схему от бросков тока. VD7 — защищает микросхему от паразитного разряда ёмкости конденсатора С3.
R1 – около 18 КОм (нужно подбирать под ток светодиода).
R2 — Можно не впаивать — он необходим в том случае если вам нужно получить нестандартные пределы регулировки напряжения. Вы просто подбираете его таким образом что бы сумма R2 + R3 = 5КОм.
R3 — 5,6 Ком.
R4 – 240 Ом.
C1 – 2200 мкФ (электролитический)
C2 — 0,1 мкФ
C3 — 10 мкФ (электролитический)
C4 — 1 мкФ (электролитический)
DA1 – LM317T
Основным элементом в схеме является микросхема LM317T, все её характеристики вы можете без труда посмотреть в мануале на микросхему.
Единственное что следует отдельно отметить, это то что её обязательно необходимо цеплять на радиатор (рисунок №2) что бы микросхема не вышла из строя.
Максимальный ток у неё по документации 1.5 А – но я не рекомендую вгонять её в такие придельные режимы работы.
Трансформатор я рекомендую использовать тоже с запасом по току (ток 3А), дабы в случае резкого броска тока он не вышел из строя.
Каждый радиолюбитель делает печатные платы как ему самому угодно – но если вам лень её трассировать – можете использовать мой вариант печатной платы рисунок №3. Сделать это можно открыть с помощью программы Sprint-Layout 5, или любой другой проги в которой вы шарите.
Прежде чем начать делать мой вариант разводки платы – ещё раз его просмотрите и проанализируйте!!! Плату я трассировал под способ фотолитографии, так что разверните её как необходимо вам. Я старался сделать плату наиболее универсальной для этой схемы и делал её под свои нужды.
Если вы не будите впаивать резистор R2 – то вместо него просто нужна перемычка.
P.S.: Я постарался наглядно показать и описать не хитрые советы. Надеюсь, что хоть что-то вам пригодятся. Но это далеко не всё что возможно выдумать, так что дерзайте, и штудируйте сайт https://bip-mip.com/
Как можно подключить вольтметр и амперметр к этой схемеДополнительные рекомендации по настройки схемы:
Все сопротивления в схеме лучше всего ставить полуваттные, это почти гарантия стабильной работоспособности схемы, даже в предельных условиях эксплуатации. Резистор R2 можно полностью исключить из схемы, я оставлял под него место на те случаи, когда нужно получит нестандартное напряжение. А ещё, хорошенько покопавшись в интернете, я нашел специальный калькулятор для пересчёта LM317, а именно резисторов в цепи управления регулировки напряжения.
Окно специального калькулятора для расчёта LM317Управляющий делитель напряжения
Резисторы R3 и R4 – это обыкновенный делитель напряжения, таким образом, мы можем его подобрать под те резисторы, что у нас есть под рукой (в заданных пределах) – это очень удобно и позволяет без особого труда отрегулировать работу LM317T под любое напряжение (верхний придел может варьироваться от 2 до 37 В).
К примеру, можно так подобрать резисторы, чтобы ваш блок питания регулировался от 1,2 до 20В – всё зависит от пересчёта делителя R3 и R4. Формулу по которой работает калькулятор, вы можете узнать почитав даташит на ЛМ317Т. В остальном — если всё собрано верно , блок питания сразу же готов к работе.
DataSheet PDF Search Site
Вы устали рыскать по Интернету в поисках нужных спецификаций? Не ищите ничего, кроме Datasheet39.com, основного источника таблиц данных. С обширной коллекцией спецификаций электронных компонентов, от транзисторов до микроконтроллеров, на Datasheet39.com есть все, что вам нужно для завершения ваших электронных проектов. |
Преимущества использования сайта
Вы можете бесплатно скачать все спецификации на Datasheet39. |
com. Для доступа к необходимой информации не требуется абонентской платы или требований к подписке. Найдите нужную спецификацию и сразу же загрузите ее. Мы стремимся предоставить нашим пользователям максимально возможное качество и скорость.Новые листы технических данных
| Номер детали | ПДФ | Функция | Производители |
| 2N7639-GA | ВЫКЛ. Транзистор | из карбида кремния GeneSiC | |
| АЦП0801 | 8-разрядные P-совместимые аналого-цифровые преобразователи (версия C) | Техас Инструментс | |
| АЦП0802 | 8-разрядные P-совместимые аналого-цифровые преобразователи (версия C) | Техас Инструментс | |
| АЦП0803 | 8-разрядные P-совместимые аналого-цифровые преобразователи (версия C) | Техас Инструментс | |
| АЦП0804 | 8-разрядные P-совместимые аналого-цифровые преобразователи (версия C) | Техас Инструментс | |
| АЦП0805 | 8-разрядные P-совместимые аналого-цифровые преобразователи (версия C) | Техас Инструментс | |
| АЦП121С101 | Одноканальный 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь от 0,5 до 1 Мбит/с (версия H) | Техас Инструментс | |
| АЦП12D1000 | 12-разрядный сверхскоростной АЦП 2. 0/3.2 GSPS (Rev. N) | Техас Инструментс | |
| АДК12Д1600РФ | 12-разрядный АЦП с ВЧ-дискретизацией 3.2-GSPS и 2-GSPS (версия H) | Техас Инструментс | |
| АЦП12ДЖ2700 | 12-разрядные АЦП 1,6 или 2,7 GSPS со встроенным DDC (версия C) | Техас Инструментс |
