Как работает микросхема LM317. Какие преимущества дает использование LM317 в схемах блоков питания. Какие основные схемы включения LM317 существуют. На что обратить внимание при проектировании блока питания на LM317.
Общая характеристика микросхемы LM317
LM317 — это универсальный регулируемый линейный стабилизатор напряжения, который широко применяется для создания регулируемых источников питания. Рассмотрим основные характеристики и особенности данной микросхемы:
- Регулируемое выходное напряжение от 1.2В до 37В
- Максимальный выходной ток до 1.5А
- Точность стабилизации выходного напряжения 0.1%
- Встроенная защита от короткого замыкания и перегрева
- Низкий уровень пульсаций выходного напряжения
- Простая схема включения с минимумом внешних компонентов
Благодаря этим особенностям LM317 является оптимальным выбором для создания недорогих и надежных регулируемых блоков питания.
Принцип работы LM317
Как работает микросхема LM317 и почему она обеспечивает стабильное регулируемое напряжение? Принцип ее работы основан на внутренней схеме с опорным источником напряжения и усилителем обратной связи:
- Внутренний источник формирует опорное напряжение 1.25В
- Это напряжение подается на неинвертирующий вход операционного усилителя
- На инвертирующий вход подается часть выходного напряжения через делитель
- Усилитель сравнивает эти напряжения и управляет проходным транзистором
- Транзистор регулирует падение напряжения между входом и выходом
Таким образом, с помощью внешнего делителя можно задать любое выходное напряжение выше 1.25В. При этом схема автоматически поддерживает заданное значение при изменениях нагрузки и входного напряжения.
Преимущества использования LM317 в блоках питания
Какие ключевые преимущества дает применение микросхемы LM317 при проектировании источников питания:
- Простота реализации регулируемого выхода
- Встроенная защита от перегрузок и перегрева
- Высокая точность и стабильность выходного напряжения
- Низкий уровень шумов и пульсаций
- Широкий диапазон входных и выходных напряжений
- Возможность получения больших токов при параллельном включении
- Доступность и низкая стоимость микросхемы
Эти преимущества делают LM317 оптимальным выбором для большинства любительских и полупрофессиональных проектов регулируемых блоков питания.
Основные схемы включения LM317
Существует несколько базовых схем включения LM317, на основе которых строится большинство источников питания:
Простейший регулируемый стабилизатор
Эта схема обеспечивает регулировку выходного напряжения с помощью переменного резистора:
- Входное напряжение подается на вывод IN
- Параллельно ему подключен переменный резистор 5 кОм
- Выходное напряжение снимается с вывода OUT
Стабилизатор с фиксированным выходным напряжением
В этой схеме выходное напряжение задается двумя постоянными резисторами:
- Между OUT и ADJ включен резистор R1 = 240 Ом
- Между ADJ и GND включен резистор R2
- Выходное напряжение: Vout = 1.25 * (1 + R2/R1)
Стабилизатор с защитой от перенапряжения
Добавление защитного диода предотвращает повреждение микросхемы при коротких замыканиях:
- Диод включается между выводами OUT и ADJ
- При КЗ на выходе диод шунтирует избыточный ток
- Это защищает внутренние цепи LM317 от перегрузки
Рекомендации по проектированию блока питания на LM317
При разработке источника питания на базе LM317 следует учитывать следующие моменты:
- Входное напряжение должно быть минимум на 3В выше максимального выходного
- Необходимо обеспечить хороший теплоотвод при больших токах нагрузки
- Рекомендуется устанавливать защитные диоды на входе и выходе
- Для уменьшения пульсаций нужны качественные конденсаторы большой емкости
- При больших токах целесообразно параллельное включение нескольких LM317
Соблюдение этих рекомендаций позволит создать надежный и эффективный блок питания на основе LM317.
Применение LM317 в различных устройствах
Микросхема LM317 находит широкое применение не только в блоках питания. Вот некоторые другие варианты ее использования:
- Зарядные устройства для аккумуляторов
- Стабилизаторы напряжения в автомобильной электронике
- Источники опорного напряжения в измерительных приборах
- Регуляторы яркости светодиодов
- Генераторы стабильного тока
Универсальность LM317 позволяет применять ее практически в любых схемах, где требуется стабилизация или регулировка напряжения и тока.
Сравнение LM317 с другими стабилизаторами напряжения
Как LM317 соотносится по характеристикам с другими популярными стабилизаторами? Рассмотрим основные отличия:
- В отличие от серии 78xx, LM317 имеет регулируемый выход
- По сравнению с LM350, LM317 обеспечивает меньший ток, но имеет лучшую стабильность
- LM317 дешевле и доступнее, чем прецизионные стабилизаторы типа REF01
- В отличие от импульсных стабилизаторов, LM317 имеет меньший КПД, но проще в реализации
Таким образом, LM317 занимает оптимальную нишу для создания простых регулируемых источников питания.
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.
Простое универсальное автоматическое зарядное устройство
Полезные советы
На чтение 3 мин Опубликовано Обновлено
Я постарался вставить в заголовок этой статьи все плюсы данной схемы, которою мы будем рассматривать и естественно у меня это не совсем получилось. Так что давайте теперь рассмотрим все достоинства по порядку.
Главным достоинством зарядного устройство является то, что оно полностью автоматическое. Схема контролирует и стабилизирует нужный ток зарядки аккумулятора, контролирует напряжение аккумуляторной батареи и как оно достигнет нужного уровня – убавит ток до нуля.
Содержание
- Какие аккумуляторные батареи можно заряжать?
- Где ещё можно применить схему?
- Основные достоинства:
- Недостатки:
- Схема автоматического зарядного устройства
Какие аккумуляторные батареи можно заряжать?
Практически все: литий-ионные, никель-кадмиевые, свинцовые и другие. Масштабы применения ограничиваются только током заряда и напряжением.
Для всех бытовых нужд этого будет достаточно. К примеру, если у вас сломался встроенный контроллер заряда, то можно его заменить этой схемой. Аккумуляторные шуруповерты, пылесосы, фонари и другие устройства возможно заряжать этим автоматическим зарядным устройством, даже автомобильные и мотоциклетные батареи.
Где ещё можно применить схему?
Помимо зарядного устройства можно применить данную схему как контроллер зарядки для альтернативных источников энергии, таких как солнечная батарея.
Также схему можно использовать как регулируемый источник питания для лабораторных целей с защитой короткого замыкания.
Основные достоинства:
- — Простота: схема содержит всего 4 довольно распространённых компонента.
- — Полная автономность: контроль тока и напряжения.
- — Микросхемы LM317 имеют встроенную защиту от короткого замыкания и перегрева.
- — Небольшие габариты конечного устройства.
- — Большой диапазон рабочего напряжения 1,2-37 В.
Недостатки:
- — Ток зарядки до 1,5 А. Это скорей всего не недостаток, а характеристика, но я определю данный параметр сюда.
- — При токе больше 0,5 А требует установки на радиатор. Также следует учитывать разницу между входным и выходным напряжением. Чем эта разница будет больше, тем сильнее будут греться микросхемы.
Схема автоматического зарядного устройства
На схеме не показан источник питания, а только блок регулировки. Источником питания может служить трансформатор с выпрямительным мостом, блок питания от ноутбука (19 В), блок питания от телефона (5 В). Все зависит от того какие цели вы преследуете.
Схему можно поделать на две части, каждая из них функционирует отдельно. На первой LM317 собран стабилизатор тока. Резистор для стабилизации рассчитывается просто: «1,25 / 1 = 1,25 Ом», где 1,25 – константа которая всегда одна для всех и «1» — это нужный вам ток стабилизации. Рассчитываем, затем выбираем ближайший из линейки резистор. Чем выше ток, тем больше мощность резистора нужно брать. Для тока от 1 А – минимум 5 Вт.
Вторая половина — это стабилизатор напряжения. Тут все просто, переменным резистором выставляете напряжение заряженного аккумулятора. К примеру, у автомобильных батарей оно где-то равно 14,2-14,4. Для настройки подключаем на вход нагрузочный резистор 1 кОм и измеряем мультиметром напряжение. Выставляем подстрочным резистором нужное напряжение и все. Как только батарея зарядится и напряжение достигнет выставленного – микросхема уменьшит ток до нуля, и зарядка прекратиться.
Я лично использовал такое устройство для зарядки литий-ионных аккумуляторов. Ни для кого не секрет, что их нужно заряжать правильно и если допустить ошибку, то они могут даже взорваться. Это ЗУ справляется со всеми задачами.
Чтобы контролировать наличие заряда можно воспользоваться схемой, описанной в этой статье — Индикатор наличия тока.
Есть ещё схема включения этой микросхемы в одно: и стабилизация тока и напряжения. Но в таком варианте наблюдается не совсем линейная работа, но в некоторых случаях может и сгодиться.
Информативное видео, только не на русском, но формулы расчета понять можно.
Оцените автора
Регулятор напряжения — регулируемый выход, положительный 500 A
%PDF-1.4
%
1 0 объект
>
эндообъект
5 0 объект
/ModDate (D:20210118163405+08’00’)
/Производитель (Acrobat Distiller 19. 0 \(Windows\))
/Title (Регулятор напряжения — Регулируемый выход, положительный 500 А)
>>
эндообъект
2 0 объект
>
эндообъект
3 0 объект
>
ручей
приложение/pdf
отключение и компенсация безопасной зоны, что делает его по существу выбросом
доказательство.
LM317M служит для широкого спектра применений, включая локальные,
регулирование на карте. Это устройство также делает особенно простым
регулируемый импульсный регулятор, программируемый выходной регулятор или
подключение постоянного резистора между регулировкой и выходом,
LM317M можно использовать в качестве прецизионного регулятора тока.uuid:9010fdb9-a647-44a4-8eeb-1ff078231503uuid:675a7615-4e66-4a8a-befd-879cefd01fb0 конечный поток
эндообъект
4 0 объект
>
эндообъект
6 0 объект
>
эндообъект
7 0 объект
>
эндообъект
8 0 объект
>
эндообъект
90 объект
>
эндообъект
10 0 объект
>
эндообъект
11 0 объект
>
эндообъект
12 0 объект
>
эндообъект
13 0 объект
>
эндообъект
14 0 объект
>
эндообъект
15 0 объект
>
эндообъект
16 0 объект
>
эндообъект
17 0 объект
>
эндообъект
18 0 объект
>
эндообъект
19 0 объект
>
эндообъект
20 0 объект
>
эндообъект
21 0 объект
>
эндообъект
22 0 объект
>
эндообъект
23 0 объект
>
эндообъект
24 0 объект
>
эндообъект
25 0 объект
>
эндообъект
26 0 объект
>
эндообъект
27 0 объект
>
эндообъект
28 0 объект
>
эндообъект
29 0 объект
>
эндообъект
30 0 объект
>
ручей
HVnFȯG[R’8qZCZLyQx~zg/»)’SDzv̙33KR
o’`$@cx>B5]6%, «S*Em_WdUu{&8h \d$aæbMa>ACm6$ig7/TX#uYv,spoken~wЕ_
XLwɝb&,#»M`1?Cx!nuIJTh)>nҁS9/’1rf6@jl?~RFXHI12 * ;qr ~»ʶn;x7֘OHI`ᄠio={i\L2RIixDСхема регулируемого источника постоянного тока с использованием LM317 » ElectroDuino
Привет, друзья! С возвращением в ElectroDuino. Этот блог основан на схеме регулируемого источника постоянного тока . с использованием LM317 . Здесь мы обсудим введение в регулируемый источник питания постоянного тока, концепцию проекта, блок-схему, необходимые компоненты, принципиальную схему, принцип работы и расчет выходного напряжения.
Мы знаем, что разные типы электронных схем работают от источников питания постоянного тока разной мощности. По этой причине нам нужны адаптеры питания с разными значениями или микросхема регулятора напряжения для питания цепей. ИС стабилизаторов напряжения серии 78XX (7805, 7806, 7812 и т. д.) обеспечивают постоянное и фиксированное значение положительного источника питания постоянного тока, а 79Серия XX (7905, 7906, 7912 и т. д.) обеспечивает отрицательное питание. В этом уроке мы построим регулируемую схему источника питания постоянного тока, используя LM317. Эта схема обеспечивает регулируемый диапазон выходного напряжения от 1,25 В до 37 В с максимальным током 1,5 А, что подходит для питания различных электронных схем.
Эта схема состоит из нескольких ключевых компонентов, которые составляют основу схемы. Этими ключевыми компонентами являются понижающий трансформатор, мостовой выпрямитель, сглаживающий конденсатор, регулятор переменного напряжения LM317 и потенциометр. Понижающий трансформатор используется для понижения входного сетевого напряжения переменного тока высокого напряжения до выходного переменного тока низкого напряжения. Схема мостового выпрямителя преобразует это низкое напряжение переменного тока в пульсирующее выходное напряжение постоянного тока. Сглаживающий конденсатор фильтрует это постоянное напряжение и создает чистое постоянное напряжение. Это постоянное напряжение подается на ИС регулятора переменного напряжения LM317 в качестве входного сигнала. Выходное напряжение микросхемы можно регулировать с помощью потенциометра, подключенного к контакту регулировки микросхемы.
Блок -схема регулируемой схемы питания постоянного тока с использованием LM317
Блок -схема регулируемой схемы питания постоянного тока с использованием LM317 Требованы| 81818718718718777187187187 гг. (U1) | 1 | |
| Понижающий трансформатор от 220 В до 24 В, 1,5 А | 1 | |
| 1N4007 Диод (D1, D2, D3, D4, D5) 9 и0084 | 6 | |
| 10K ohm Potentiometer (R1) | 1 | |
| 220 ohm Resistor (R2) | 1 | |
| 2200µF Capacitor (C1) | 1 | |
| 0.1µF Capacitor (C2 , C3) | 2 | |
| 10µF Capacitor (C4) | 1 | |
| PCB board | 1 | |
| Connecting Wire | As required in the circuit diagram |
Tools Required
| Tools Name | Quantity |
| Soldering Iron | 1 |
| Soldering wire | 1 |
| Soldering flux | 1 |
| Подставка для пайки | 1 |
| Мультиметр | 1 |
| Насос для отпайки | 1 |
| Кусачки | 1 |
Принцип работы Согласно спецификации LM317, этот регулятор напряжения Выходное напряжение может быть установлено в диапазоне от 1,25 В до 37 В, а максимальный выходной ток составляет 1,5 А. Здесь мы использовали понижающий трансформатор от 220 В до 24 В, 1,5 А, который преобразует входное напряжение переменного тока высокого напряжения 220 В в выходное напряжение переменного тока низкого напряжения 30 В. Нам нужно преобразовать этот выход переменного тока низкого напряжения в напряжение постоянного тока 24 В. По этой причине мы использовали четыре диода 1N4007 для создания схемы мостового выпрямителя, которая вырабатывает пульсирующее постоянное напряжение 30 В на выходе из входного напряжения переменного тока 24 В. Но это пульсирующее постоянное напряжение, состоящее из пульсаций переменного тока, поэтому мы подключаем конденсатор 2200 мкФ (C1) и конденсатор 0,1 мкФ (C2) к выходу мостового выпрямителя, который фильтрует пульсирующее постоянное напряжение и производит чистое постоянное напряжение 24 В. .
Это чистое постоянное напряжение поступает на вход Vin микросхемы стабилизатора напряжения LM317. Потенциометр 10K ( R1 ) подключен к контакту ADJUST ( ADJ контакт ) микросхемы LM317. Резистор 220 Ом ( R2 ) подключен между контактом ADJUST ( ADJ контакт ) и контактом Vout микросхемы LM317. Вывод ADJUST (вывод ADJ) принимает напряжение и ток обратной связи через переменный резистор (R1) и резистор R2. А 1N4007 диод ( D1 ), подключенный между Vin контакт и Vout контакт , Vin получает обратную связь от выходного контакта Vout через этот диод ( D5 ). На выходе подключен еще один диод 1N4007 ( D6 ), обеспечивающий защиту от обратного напряжения. Конденсатор 0,1 мкФ ( C3 ), шунтирующий вывод ADJUST на землю, улучшит способность подавления пульсаций.
