Схемы блока питания на lm317. Схемы и варианты сборки регулируемых блоков питания на микросхеме LM317: советы по изготовлению своими руками

Схема цепи

Источник переменного тока постоянного тока очень важен для проектов электроники, прототипирования и любителей . Для меньшего напряжения мы обычно используем батареи как надежный источник.

Вместо батарей с ограниченным сроком службы можно использовать переменный источник питания постоянного тока, который реализован в этом проекте.

Это прочный, надежный и простой в использовании источник переменного тока постоянного тока. Схема работы следующая.

Трансформатор используется для понижения напряжения переменного тока до 24 В при токе 2 А. Мостовой выпрямитель используется для преобразования этого напряжения в постоянный ток.

Этот пульсирующий постоянный ток фильтруется с помощью конденсатора, чтобы получить чистый постоянный ток, и подается на LM317, который представляет собой ИС регулятора переменного напряжения.

Для изменения выходного напряжения используются два переменных резистора номиналом 1 кОм и 10 кОм.POT 10 кОм используется для больших изменений напряжения, а POT 1 кОм используется для точной настройки.

В зависимости от настроек POT, вывод ADJ LM317 получает небольшую часть выходного напряжения в качестве обратной связи, и выходное напряжение изменяется.

Конденсатор используется на выходе регулятора напряжения, поэтому выходное напряжение не имеет скачков.

С помощью этого регулируемого источника постоянного тока выходное напряжение может изменяться от 1,2 В до 30 В при токе 1 А.Эта схема может использоваться как надежный источник постоянного тока и служить заменой батареям.

Важно прикрепить микросхему регулятора напряжения LM317 к радиатору, поскольку он имеет тенденцию нагреваться во время работы.

Примечание

В приведенной выше схеме на входе используется только трансформатор 15 В, поэтому его можно изменять максимум до 15 В. Чтобы увеличить до 30 В, необходимо применить вход 30 В.

Схема источника питания 0–28 В, 6–8 А с использованием LM317 и 2N3055

Эта конструкция может производить ток до 20 ампер с небольшими изменениями (используйте соответствующий номинальный трансформатор и огромный радиатор с вентилятором).В этой схеме требуется огромный радиатор, поскольку транзисторы 2N3055 выделяют большое количество тепла при полной нагрузке.

Компоненты цепи

• Понижающий трансформатор 30 В, 6 А
• Предохранитель F1 — 1 А
• Предохранитель F2 — 10 А
• Резистор R1 (2,5 Вт) — 2,2 кОм
• Резистор R2 — 240 Ом
• Резистор R3, R4 (10 Вт) — 0,1 Ом
• Резистор R7 —
• 6,8 кОм
• Резистор R8 — 10 кОм
• Резистор R9 (0.5 Вт) — 47 Ом
• Резистор R10 — 8,2 кОм
• Конденсаторы C1, C7, C9 — 47 нФ
• Электролитический конденсатор C2 — 4700 мкФ / 50 В
• C3, C5 — 10 мкФ / 50 В
• C4, C6 — 100 нФ
• C8 — 330 мкФ / 50 В
• C10 — 1 мкФ / 16 В
• Диод D5 — 1n4148 или 1n4448 или 1n4151
• D6 — 1N4001
• D10 — 1N5401
• D11 — Красный светодиод
• D7, D8, D936 — 1N35400 L900 регулируемый регулятор напряжения
• Pot RV1 — 5k
• Pot RV2 — 47 Ом или 220 Ом, 1 Вт
• Pot RV3 — подстроечный резистор 10k

Конструкция схемы

Хотя регулятор напряжения LM317 защищает схему от перегрева и перегрузки предохранителей F1 и F2 используются для защиты цепи питания.Выпрямленное напряжение на конденсаторе C1 составляет около 42,30 В (30 В * SQR2 = 30 В * 1,41 = 42,30).

Итак, нам нужно использовать все конденсаторы, рассчитанные на 50 В в цепи. Pot RV1 позволяет изменять выходное напряжение от 0 до 28 В. Минимальное выходное напряжение регулятора напряжения LM317 1,2В.

Для получения на выходе 0В используются 3 диода D7, D8 и D9. Здесь транзисторы 2N3055 используются для увеличения тока.

Pot RV2 используется для установки максимального тока, доступного на выходе.Если вы используете потенциометр 100 Ом / 1 Вт, то выходной ток ограничен 3 А при 47 Ом и 1 А при 100 Ом.

LM317 — трехконтактный регулируемый регулятор напряжения серии. Этот регулятор обеспечивает выходное напряжение от 1,2 В до 37 В при 1,5 А. Эта ИС проста в использовании и требует всего двух резисторов для обеспечения переменного питания.

Он обеспечивает внутреннее ограничение тока, тепловое отключение и обеспечивает большее регулирование линии и нагрузки по сравнению с фиксированными регуляторами напряжения.Благодаря всем этим характеристикам эти ИС в основном используются в самых разных приложениях.

• Используется в различных усилителях мощности и генераторах для подачи постоянного тока.
• Эта схема используется в приборах.
• Используется как RPS (регулируемый источник питания) для подачи постоянного тока на различные электронные схемы.

Эта схема изучена теоретически и может потребовать некоторых изменений для реализации ее на практике.

Цепь переменного напряжения от регулятора фиксированного напряжения

Регулятор фиксированного напряжения используется для подачи фиксированного напряжения на выходной клемме и не зависит от подаваемого входного напряжения. Вот схема, производящая источник переменного напряжения, разработанный с использованием стабилизаторов постоянного напряжения.

Принципиальная схема

Рабочий

• Мостовой выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный.
• Затем напряжение подается на стабилизатор напряжения 7805.
• Выход регулятора можно изменять, изменяя сопротивление, подключенное к общему выводу 7805.

Как рассчитать значение сопротивления для разного напряжения?

Представьте, что резистор, который подключен между клеммой com и выходной клеммой регулятора, имеет значение 470 Ом (R1). Это означает, что значение тока составляет 10,6 мА (поскольку V = 5V, кроме того, V = IR), существующее между com и выходом. Между поворотным переключателем и землей имеется некоторое количество тока в режиме ожидания, равное 2.5 мА прибл.

Следовательно, общий ток составляет около 13,1 мА. Теперь предположим, что из схемы нам нужно от 5В до 12В. С выхода регулятора мы напрямую получили минимум 5В. Если есть потребность в 12 В, то между com и выходом доступно 5 В, а для остальных 7 В нам нужно выбрать соответствующее значение резистора.

Здесь R =?

В = 7 В

I = 13,1 мА

Следовательно, V = I * R

R = 543 Ом

Следовательно, мы должны подключить резистор 543 Ом с сопротивлением 470 Ом, чтобы получить желаемый выход i.е. 12 В. Хотя нам трудно получить такое значение резистора на рынке, мы можем использовать близкое значение резистора, то есть 560 Ом.

Теперь, если мы хотим иметь другое напряжение от 5 В до 12 В, мы должны добавить другое значение резистора.
Предположим, нам нужно 6 В, тогда

В = 6 В

I = 10,6 мА

R = 6 В / 10,6 мА

R = 566 Ом

Но резистор R1 уже на 470 Ом, который уже подключен к цепи, следовательно для 6В значение резистора будет примерно 100 Ом (566-470 = 96).Таким же образом для разных напряжений рассчитывается разное значение сопротивления.

Несмотря на разные номиналы резисторов, в схеме можно использовать переменный резистор для получения разного значения напряжения.

Связанная статья

Как использовать LM317 для создания схемы переменного источника питания

В этом посте мы подробно обсудим, как построить простую схему регулируемого источника питания на основе LM317 с использованием минимального количества внешних компонентов.

Как следует из названия, регулируемая схема источника питания предоставляет пользователю диапазон линейно изменяющихся выходных напряжений посредством вращения потенциометра с ручным управлением.

LM317 — это универсальное устройство, которое помогает любителю электроники быстро, дешево и очень эффективно создать источник питания переменного напряжения.

Будь то новичок в области электроники или профессиональный профессионал, регулируемый блок питания необходим каждому в этой области.Это основной источник питания, который может потребоваться для различных электронных процедур, от питания сложных электронных схем до надежных электромеханических устройств, таких как двигатели, реле и т. Д.

Регулируемый источник питания необходим для каждого электрического и электронного рабочего места. и он доступен в различных формах и размерах на рынке, а также в виде схем.
Они могут быть построены с использованием дискретных компонентов, таких как транзисторы, резисторы и т. Д., Или включать одну микросхему для выполнения активных функций.Независимо от типа, блок питания должен обладать следующими характеристиками, чтобы стать универсальным и надежным по своей природе:

Основные характеристики

• Он должен быть полностью и плавно регулируемым с помощью выходов напряжения и тока.
• Функция переменного тока может рассматриваться как дополнительная функция, поскольку она не является абсолютным требованием для источника питания, если только ее использование не находится в диапазоне критических оценок.
• Вырабатываемое напряжение должно идеально регулироваться.

С появлением микросхем или ИС, таких как LM317, L200, LM338, LM723, настройка цепей питания с переменным выходным напряжением с вышеуказанными исключительными качествами в настоящее время стала очень простой.

Как использовать LM317 для создания переменного выходного сигнала

Здесь мы попытаемся понять, как построить простейшую схему источника питания с использованием IC LM317. Эта ИС обычно выпускается в корпусе TO-220 и имеет три вывода.

Выводы очень просты для понимания, так как они состоят из входа, выхода и регулировочных штифтов, которые просто необходимо подключить к соответствующим соединениям.

Входной вывод используется с выпрямленным входом постоянного тока, предпочтительно с максимально допустимым входным напряжением, то есть 24 В в соответствии со спецификациями IC. Выходной сигнал поступает с вывода «out» ИС, в то время как компоненты установки напряжения соединены вокруг регулировочного вывода.

Как подключить LM317 к источнику питания с регулируемым напряжением

Как видно из схемы, сборка практически не требует каких-либо компонентов и, на самом деле, легко установить все на свои места.

Регулировка потенциометра создает линейно изменяющееся напряжение на выходе, которое может быть от 1,25 В до максимального уровня, подаваемого на вход Ic.

Хотя показанная конструкция является самой простой и поэтому включает только функцию управления напряжением, функция управления током также может быть включена в ИС.

Добавление функции управления током

На рисунке выше показано, как можно эффективно использовать микросхему LM317 для создания переменных напряжений и токов по желанию пользователя.Потенциал 5 кОм используется для регулировки напряжения, в то время как резистор измерения тока 1 Ом выбирается соответствующим образом, чтобы получить желаемый предел тока.

Расширение с помощью устройства для сильноточного выхода

ИС можно дополнительно усовершенствовать для создания токов, превышающих номинальные значения. На приведенной ниже диаграмме показано, как IC 317 можно использовать для выработки тока более 3 ампер.

LM317 Регулятор переменного напряжения, тока

Наша универсальная микросхема IC LM317 / 338/396 может использоваться в качестве регулируемого регулятора напряжения и тока в простых конфигурациях.

Идея была разработана и протестирована одним из заядлых читателей этого блога г-ном Стивеном Чивертоном и использовалась для управления специальными лазерными диодами, которые, как известно, имеют строгие рабочие характеристики и могут управляться только через специализированные схемы драйверов.

Обсуждаемая конфигурация LM317 настолько точна, что становится идеально подходящей для всех таких специализированных приложений с регулируемым током и напряжением.

Работа схемы

Ссылаясь на показанную принципиальную схему, конфигурация выглядит довольно простой, можно увидеть две микросхемы LM317, одна из которых настроена в стандартном режиме регулятора напряжения, а другая — в режиме управления током.

Если быть точным, верхний LM317 образует ступень регулятора тока, а нижняя действует как ступень регулятора напряжения.

Входной источник питания подключен между Vin и землей верхней цепи регулятора тока, выход этого каскада поступает на вход нижнего каскада регулируемого регулятора напряжения LM317. По сути, оба каскада соединены последовательно для реализации полного надежного регулирования напряжения и тока для подключенной нагрузки, которой в данном случае является лазерный диод.

R2 выбран для получения диапазона максимального предельного тока около 1,25 А, минимально допустимое значение составляет 5 мА, когда на пути установлены полные 250 Ом, что означает, что ток лазера может быть установлен по желанию в диапазоне от 5 мА до 1 усилитель

Расчет выходного напряжения

Выходное напряжение цепи источника питания LM317 можно определить по следующей формуле:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

где = VREF = 1.25

Current ADJ обычно составляет около 50 мкА, поэтому в большинстве приложений его можно пренебречь. Вы можете игнорировать это.

Расчет предела тока

Вышеуказанное вычисляется по следующей формуле:

R = 1,25 / макс. Допустимый ток

Управляемое по току напряжение, полученное с верхней ступени, затем подается на нижнюю цепь регулятора напряжения LM317, что позволяет желаемое напряжение должно быть установлено в пределах от 1,25 В до 30 В, здесь максимальный диапазон составляет 9 В, поскольку источником является батарея 9 В.Это достигается регулировкой R4.

Обсуждаемая схема предназначена для обработки не более 1,5 ампер, если требуется более высокий ток, обе микросхемы могут быть заменены LM338 для получения максимального тока 5 ампер или LM396 для максимального тока 10 ампер.

Следующие прекрасные фотографии были присланы мистером Стивеном Чивертоном после того, как схема была построена и успешно им проверена.

Изображения прототипа

Обновление LM317 с помощью кнопочного управления напряжением

До сих пор мы узнали, как сконфигурировать LM317 для создания регулируемого выхода с помощью потенциометра, теперь давайте разберемся, как можно использовать кнопки для включения выбора напряжения с цифровым управлением.Мы исключаем использование механического потенциометра и заменяем его парой кнопок для выбора желаемых уровней напряжения вверх / вниз.

Нововведение преобразует традиционную конструкцию источника питания LM317 в конструкцию цифрового источника питания, устраняя низкотехнологичный потенциометр, который может быть подвержен износу в долгосрочной перспективе, что приведет к неустойчивой работе и неправильным выходным напряжениям.

Модифицированная конструкция LM317, которая позволила бы ему реагировать на выбор кнопки, можно увидеть на следующей диаграмме:

Сопутствующие резисторы R2 необходимо рассчитать относительно R1 (240 Ом) для настройки предполагаемого нажатия. кнопка выбирает выходы напряжения.

Сильноточный источник питания LM317 Bench Power Suuply

Этот сильноточный источник питания LM317 можно универсально использовать в любых приложениях, требующих высококачественного регулируемого сильноточного источника постоянного тока, таких как автомобильные сабвуферные усилители, зарядка аккумуляторов и т. Д. чтобы быть максимально универсальным, а также гарантировать, что количество запчастей остается низким и доступным.

Этот простой источник питания LM317 с фиксированной ОС и регулируемым напряжением идеально удовлетворяет требованиям и способен обеспечить до 10 ампер.Выходное напряжение регулируется каскадом цепи, содержащим R4, R5 и S3; обратите внимание, что переключатель S3 является частью R4.

Для получения фиксированного выходного напряжения необходимо определить резистор R4 для получения нулевого сопротивления (полностью против часовой стрелки). В этой ситуации переключатель S3 должен находиться в разомкнутом положении.

В этом случае предустановку R5 следует настроить так, чтобы схема генерировала выходное напряжение 12 В (или что-то еще, что требует ваше личное приложение). Чтобы иметь переменный выход, R4 можно перевернуть по часовой стрелке, при этом S3 находится в закрытом положении, и избавиться от R5 из схемы.

Теперь выходное напряжение может управляться только резистором R4. Когда переключатель S2 SPDT находится в положении 1, максимальный выходной ток может быть достигнут, если две половины T1 подают ток на каскад фильтра, чтобы увеличить общий выходной ток в 2 раза.

При этом максимальное выходное напряжение будет уменьшено на 50% в этом положении. Это действительно очень продуктивная настройка, учитывая, что силовой транзистор не должен терять значительный потенциал.

В положении 2 максимальное напряжение практически равно силовым характеристикам T1. Здесь мы использовали трансформатор с центральным отводом на 24 В для T1. Наконец, D1 и D2 были включены для защиты LM317 IC в случае отключения питания с индуктивной нагрузкой на выходе

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

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

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Регулируемый источник питания с использованием LM317 (Часть 7/13)

LM317 обычно используется для регулирования напряжения в цепях постоянного тока. IC является одним из популярных регулируемых регуляторов положительного напряжения, который обладает такими функциями, как защита от перенапряжения, внутреннее ограничение тока, защита от перегрузки, низкий ток покоя (для более стабильного выхода) и компенсация безопасной зоны (его внутренняя схема ограничивает максимальное рассеивание мощности, поэтому он не самоуничтожается).Помимо множества функций, для его работоспособности требуется меньшее количество компонентов. Итак, регулятор LM317 прост в использовании и собрать по схеме.

В этом проекте разработан регулируемый источник питания с использованием LM317, который вводит основные источники переменного тока (220-230 В переменного тока) и выводит напряжение постоянного тока ниже 12 В. LM317 имеет регулируемое выходное напряжение от 1,28 В до 11 В и потребляет максимум 1,5 А.

При сборке этой схемы выполняются стандартные этапы проектирования силовой цепи, включая понижение напряжения переменного тока, преобразование напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, сглаживание напряжения постоянного тока, компенсацию переходных токов, регулирование напряжения, изменение напряжения и защиту от короткого замыкания.

Рис.1: Список компонентов, необходимых для регулируемого источника питания на основе LM317 IC

Рис. 2: Блок-схема регулируемого источника питания на базе микросхемы LM317

Подключение цепей —

Схема собирается в соответствии с обычными этапами проектирования силовой цепи. Для понижения напряжения 230 В переменного тока используется трансформатор 12 В — 0 — 12 В.Один конец вторичной обмотки трансформатора и центральная лента на ней соединены с мостовым выпрямителем. Полный мостовой выпрямитель создается путем соединения друг с другом четырех диодов SR560, обозначенных на схемах как D1, D2, D3 и D4. Катод D1 и анод D2 соединены с одной из вторичной обмотки, а катод D4, а анод D3 соединен с центральной лентой. Катоды D2 и D3 подключены, из которых одна клемма выведена для выхода выпрямителя, а аноды D1 и D4 подключены, из которых другая клемма снята для выхода двухполупериодного выпрямителя.

Конденсатор 0,1 мкФ (обозначенный на схеме как C1) подключен между выходными клеммами двухполупериодного выпрямителя для сглаживания. Для регулирования напряжения LM317 подключается параллельно сглаживающему конденсатору. Переменное сопротивление подключено в конфигурации резистивного делителя напряжения к стабилизатору IC для регулировки напряжения, а конденсатор 1 мкФ (обозначенный на схеме как C2) подключен параллельно на выходе для компенсации переходных токов. Для защиты от короткого замыкания между клеммами входного и выходного напряжения микросхемы регулятора напряжения подключен диод.

Нарисуйте схематическую диаграмму или распечатайте ее на бумаге и тщательно выполняйте каждое подключение. Только после проверки правильности каждого подключения подключите силовую цепь к источнику переменного тока.

Спроектированная здесь силовая цепь принимает входные сигналы от основных источников переменного тока и имеет схему, собранную на следующих этапах —

1. Преобразование переменного тока в переменный

2. Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление

3.Сглаживание

4. Компенсация переходного тока

5. Регулирование напряжения

6. Регулировка напряжения

7. Защита от короткого замыкания

Преобразование переменного тока в переменный

Напряжение основных источников питания составляет приблизительно 220–230 В переменного тока, которое необходимо дополнительно снизить до уровня 12 В. Для понижения напряжения 220 В переменного тока до 12 В переменного тока используется понижающий трансформатор с центральной обмоткой. Использование трансформатора с центральным ответвлением позволяет генерировать как положительное, так и отрицательное напряжение на входе, однако от трансформатора будет поступать только положительное напряжение.В схеме наблюдается некоторое падение выходного напряжения из-за резистивных потерь. Поэтому необходимо использовать трансформатор с высоким номинальным напряжением, превышающим требуемые 12 В. Трансформатор должен обеспечивать на выходе ток 1,5 А. Наиболее подходящий понижающий трансформатор, отвечающий указанным требованиям по напряжению и току, — 12 В-0-12 В / 2 А. Эта ступень трансформатора понижает сетевое напряжение до +/- 12 В переменного тока, как показано на рисунке ниже.

Рис.3: Условное обозначение цепи трансформатора 12-0-12 В

Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление

Пониженное напряжение переменного тока необходимо преобразовать в напряжение постоянного тока путем выпрямления.Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Есть два способа преобразовать сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Один — это полуволновое выпрямление, а другое — полноволновое выпрямление. В этой схеме используется двухполупериодный мостовой выпрямитель для преобразования 24 В переменного тока в 24 В постоянного тока. Двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем полуволновое выпрямление, поскольку оно обеспечивает полное использование как отрицательной, так и положительной стороны сигнала переменного тока. В конфигурации двухполупериодного мостового выпрямителя четыре диода соединены таким образом, что ток течет через них только в одном направлении, что приводит к появлению сигнала постоянного тока на выходе.Во время двухполупериодного выпрямления одновременно два диода становятся смещенными в прямом направлении, а еще два диода смещаются в обратном направлении.

Рис. 4: Принципиальная схема полноволнового выпрямителя

Во время положительного полупериода питания диоды D2 и D4 проходят последовательно, в то время как диоды D1 и D3 смещены в обратном направлении, и ток протекает через выходной контакт, проходя через D2, выходной контакт и D4. Во время отрицательного полупериода питания диоды D1 и D3 проходят последовательно, но диоды D4 и D2 смещены в обратном направлении, и ток протекает через D1, выходную клемму и D3.Направление тока в обоих направлениях через выходную клемму в обоих условиях остается неизменным.

Рис.5: Изображение, показывающее отрицательный цикл в полнополупериодном выпрямителе

Рис. 6: Изображение, показывающее положительный цикл в полнополупериодном выпрямителе

Диоды SR560 выбраны для создания двухполупериодного выпрямителя, поскольку они имеют максимальный (средний) номинальный прямой ток 2 А и в состоянии обратного смещения они могут выдерживать пиковое обратное напряжение до 36 В.Поэтому в этом проекте для двухполупериодного выпрямления используются диоды SR560.

Сглаживание

Сглаживание — это процесс фильтрации сигнала постоянного тока с помощью конденсатора. Выходной сигнал двухполупериодного выпрямителя не является постоянным напряжением постоянного тока. Выходной сигнал выпрямителя в два раза превышает частоту основных источников питания, но содержит пульсации. Следовательно, его необходимо сгладить, подключив конденсатор параллельно выходу двухполупериодного выпрямителя.Конденсатор заряжается и разряжается в течение цикла, давая на выходе стабильное постоянное напряжение. Итак, конденсатор (обозначенный на схеме как C1) большой емкости подключен к выходу схемы выпрямителя. Поскольку постоянный ток, который должен быть выпрямлен схемой выпрямителя, имеет много всплесков переменного тока и нежелательных пульсаций, для уменьшения этих выбросов используется конденсатор. Этот конденсатор действует как фильтрующий конденсатор, который пропускает через него весь переменный ток на землю. На выходе среднее оставшееся постоянное напряжение более плавное и без пульсаций.Конденсатор 0,1 мкФ используется для сглаживания сигнала переменного тока.

Рис.7: Принципиальная схема сглаживающего конденсатора

Компенсация переходных токов

К выходным клеммам силовой цепи параллельно подключен конденсатор (обозначенный на схеме как C2). Этот конденсатор помогает быстро реагировать на переходные процессы нагрузки. Всякий раз, когда ток выходной нагрузки изменяется, возникает начальная нехватка тока, которая может быть восполнена этим выходным конденсатором.

Изменение выходного тока можно рассчитать по

Выходной ток, Iout = C (dV / dt), где

dV = Максимально допустимое отклонение напряжения

dt = переходное время отклика

С учетом dv = 100 мВ

dt = 100 мкс

В этой схеме используется конденсатор емкостью 1 мкФ, так что,

C = 1 мкФ

Iout = 1 мк (0,1 / 100 мк)

Iout = 1 мА

Таким образом, можно сделать вывод, что выходной конденсатор будет реагировать на изменение тока 1 мА при переходном времени отклика 100 мкс.

Рис. 8: Принципиальная схема компенсации переходных токов

Регулирование напряжения

LM317 используется для регулирования напряжения. LM317 — это монолитная микросхема стабилизатора положительного напряжения. Будучи монолитными, все компоненты встроены в один и тот же полупроводниковый чип, что делает ИС небольшими по размеру, меньшим энергопотреблением и низкой стоимостью. ИС имеет три контакта: 1) входной контакт, на который может подаваться максимум 40 В постоянного тока, 2) выходной контакт, обеспечивающий выходное напряжение в диапазоне 1.От 25 В до 37 В и 3) Отрегулируйте контакт, который используется для изменения выходного напряжения, соответствующего приложенному входному напряжению. Для входа до 40 В выход может изменяться от 1,25 В до 37 В.

На ИС имеется встроенный OPAM (операционный усилитель), инвертирующий вход которого соединен с регулировочным штифтом. Неинвертирующий вход задается опорным напряжением в запрещенной зоне, напряжение которого не зависит от температуры, источника питания и нагрузки схемы. Таким образом, LM317 дает стабильное опорное напряжение 1.25 В через его регулировочный штифт. Опорное напряжение 317 может быть от 1,2 В до 1,3 В. Выходное напряжение 317 может быть отрегулировано в заданном диапазоне с помощью схемы резисторного делителя между выходом и землей.

Для установки желаемого напряжения на выходе LM317 используется схема резистивного делителя напряжения между выходным контактом и землей. Благодаря этой конфигурации можно регулировать напряжение на выходном контакте. Номинал резистивного делителя напряжения нужно выбирать таким образом, чтобы он мог обеспечивать требуемый диапазон напряжений на выходе.В схеме делителя напряжения есть программирующий резистор с фиксированным сопротивлением (на схемах обозначен как R1), а другой — переменный резистор (обозначенный на схемах как R2). Установив идеальное соотношение резистора обратной связи (постоянного резистора) и переменного резистора, можно получить желаемое выходное напряжение, соответствующее входному напряжению.

317 обеспечивает стабильное опорное напряжение 1,25 В на регулировочном штифте. Это означает, что на R1 тоже есть постоянное падение напряжения.Ток на регулировочном штифте также постоянный и находится в диапазоне от 50 до 100 мкА. Следовательно, постоянный ток течет как через R1, так и через R2. Следовательно, сумма падений напряжения на R1 и R2 дает Vout:

Vout = Vref * (1+ (R2 / R2))

Некоторое количество тока покоя также течет от регулировочного штифта, этот ток добавляет некоторую погрешность в приведенное выше уравнение, что делает выход нестабильным. Вот почему ИС спроектирована таким образом, что ток покоя должен оставаться в микроамперах, чтобы выход был стабильным.

Vout = Vref * (1 + (R2 / R2)) + Iq * R2

Где,

Iq = ток покоя — это ток, который течет от регулировочного штифта, когда цепь не управляет нагрузкой.

Поскольку Iq выражается в 100 мкА, член Iq * R2 очень мал, и им можно пренебречь в уравнении.

LM317 обеспечивает минимальный ток нагрузки 10 мА. Следовательно, для поддержания постоянного опорного напряжения 1,25 В минимальное значение сопротивления обратной связи составляет

R1 = 1.25 / Имин

R1 = 1,25 В / 0,010 = 125 Ом

Диапазон переменного резистора R1 составляет от 125 Ом до 1000 Ом, а типичное значение R1 составляет от 220 Ом до 240 Ом для лучшей стабильности. Используя приведенное выше уравнение, можно также рассчитать значение R2.

LM317 имеет следующую внутренне допустимую рассеиваемую мощность —

Pout = (максимальная рабочая температура IC) / (тепловое сопротивление, переход от окружающей среды + тепловое сопротивление, переход от корпуса к корпусу)

Pout = (150) / (65 + 5) (значения согласно паспорту)

Pout = 2 Вт

Следовательно, LM317 внутренне может выдерживать до 2 Вт рассеиваемой мощности.При мощности выше 2 Вт микросхема не переносит выделяемое количество тепла и начинает гореть. Это также может вызвать серьезную опасность возгорания. Поэтому радиатор необходим для отвода избыточного тепла от ИС.

Регулировка напряжения

Выходное напряжение можно изменять с помощью регулировочного контакта LM317 IC. Переменный резистор R1 используется для изменения напряжения на выходе от 1,28 В до 11 В.

Защита от короткого замыкания

Диод D5 подключен между клеммами входа и выхода напряжения 317 IC, чтобы предотвратить разряд внешнего конденсатора через IC во время короткого замыкания на входе.Когда вход закорочен, катод диода находится под потенциалом земли. Анодный вывод диода находится под высоким напряжением, поскольку C2 полностью заряжен. Следовательно, в таком случае диод смещен в прямом направлении, и весь разрядный ток от конденсатора проходит через диод на землю. Это избавляет микросхему LM317 от обратного тока.

Рис.9: Принципиальная электрическая схема защиты от короткого замыкания

При сборке схемы следует соблюдать следующие меры предосторожности —

• Номинальный ток понижающего трансформатора, мостовых диодов и ИС регулятора напряжения должен быть больше или равен требуемому току на выходе.В противном случае он не сможет подавать требуемый ток на выходе.

• Номинальное напряжение понижающего трансформатора должно быть больше максимального требуемого выходного напряжения. Это связано с тем, что микросхема 317 принимает падение напряжения от 2 до 3 В. Таким образом, входное напряжение должно быть на 2–3 В больше максимального выходного напряжения и должно быть в пределах входного напряжения LM317.

• Конденсаторы, используемые в цепи, должны иметь более высокое номинальное напряжение, чем входное напряжение.В противном случае конденсаторы начнут пропускать ток из-за превышения напряжения на их пластинах и вырвутся наружу.

• На выходе выпрямителя следует использовать конденсатор, чтобы он мог справляться с нежелательными сетевыми шумами. Аналогичным образом рекомендуется использовать конденсатор на выходе регулятора для обработки быстрых переходных процессов и шума на выходе. Величина выходного конденсатора зависит от отклонения напряжения, колебаний тока и переходного времени отклика конденсатора.

• Защитный диод всегда следует использовать при использовании конденсатора после ИС регулятора напряжения, чтобы предотвратить обратный ток ИС во время разряда конденсатора.

• Для работы с высокой нагрузкой на выходе необходимо установить радиатор в отверстия регулятора. Это предотвратит сдувание микросхемы из-за рассеивания тепла.

• Поскольку ИС регулятора может потреблять ток только до 1,5 А, предохранитель 1.Необходимо подключить 5 А. Этот предохранитель ограничивает ток в регуляторе до 1,5 A. При токе выше 1,5 A предохранитель сгорит, и это отключит входное питание от цепи. Это защитит микросхему схемы и регулятора от тока более 1,5 А.

После того, как схема собрана, самое время ее протестировать. Подключите цепь к основному источнику питания и измените переменное сопротивление. Снимите показания напряжения и тока на выходной клемме силовой цепи с помощью мультиметра.Затем подключите фиксированные сопротивления в качестве нагрузки и снова проверьте показания напряжения и тока.

Входное напряжение на выходных клеммах составляло 12 В, а при регулировке переменного сопротивления выходное напряжение находилось в пределах от 1,28 до 11 В, когда нагрузка не была подключена.

После установки выходного напряжения на 11 В и подключения нагрузки 20 Ом, выходное напряжение считывается 10,4 В, а выходной ток измеряется 520 мА, поэтому рассеиваемая мощность при нагрузке с сопротивлением 20 Ом выглядит следующим образом —

Pout = (Vin — Vout) * Iout

Pout = (12-11) * 0.520

Pout = 0,52 Вт

Во время тестирования схемы было обнаружено, что когда потребление тока на выходе увеличивается, выходное напряжение начинает уменьшаться. По мере увеличения потребности в токе микросхема 317 начинает нагреваться, и на нее падает большее падение напряжения, что снижает выходное напряжение. Хотя из приведенного выше практического опыта видно, что рассеиваемая мощность в ИС находится в допустимых внутренних пределах, все же рекомендуется использовать радиатор для охлаждения ИС и увеличения ее срока службы.

Силовая цепь, разработанная в этом проекте, может использоваться как стабилизатор источника постоянного тока или регулируемый источник питания от 1,25 В до 37 В постоянного тока.

Принципиальные схемы

Регулируемый источник питания с использованием регулятора напряжения LM317

До сих пор мы обсуждали различные микросхемы стабилизаторов напряжения, включая 7805 723 и т. Д., Но следует отметить, что все они были фиксированными регуляторами напряжения.Итак, теперь мы увидим, как спроектировать простой регулируемый регулятор напряжения с использованием микросхемы LM317.

Эта схема, как и все регуляторы напряжения, должна соответствовать одной и той же общей блок-схеме

Здесь у нас есть входной переменный ток высокого напряжения, входящий в трансформатор, который обычно понижает переменный ток высокого напряжения от сети до переменного тока низкого напряжения, необходимого для нашего приложения. Следующий мостовой выпрямитель и сглаживающий конденсатор для преобразования его переменного напряжения в нерегулируемое постоянное напряжение.Но это напряжение будет меняться в зависимости от нагрузки и стабильности входа. Это нерегулируемое постоянное напряжение подается в регулятор напряжения, который поддерживает постоянное выходное напряжение и подавляет нерегулируемые пульсации напряжения. Теперь это напряжение можно подавать на нашу нагрузку.

Поскольку мостовой выпрямитель уже обсуждался на предыдущей странице, я не буду углубляться в этот раздел, поэтому давайте перейдем непосредственно к схеме регулятора,

Во-первых, давайте обсудим необходимость сглаживающей емкости.Как вы знаете, выход мостового выпрямителя будет следующим:

Как вы можете видеть, хотя форму волны можно рассматривать как постоянное напряжение, поскольку выходная полярность не инвертируется сама по себе, большие пульсации, которые существуют на выходе, делают его практически невозможным для использования в каких-либо источниках питания. именно для удаления этих пульсаций используется сглаживающий конденсатор [C1]. Теперь выход после конденсатора будет

Теперь, чтобы спроектировать конденсатор, мы используем простое уравнение, Y = 1 / (4√3fRC)

где,

• Y = коэффициент пульсации
• f = частота (здесь 50 Гц)
• R = Требуемое выходное напряжение, деленное на максимальный требуемый выходной ток
• C = значение используемой емкости

Для вычисления Y мы используем уравнения:

Y = V _ac-rms / V _dc

В _ac-rms = В _r / 2√3

В _{постоянного тока =} В _Макс — (В _r /2)

Теперь все, что нам нужно знать, это значение Vr, которое может быть выбрано в соответствии с нашими потребностями.Обычно мы принимаем его равным 0,4 В, что означает, что максимальный размер пульсаций в выходном сигнале будет 0,4 В. Одним из недостатков этого метода является то, что коэффициент пульсации зависит от выходного тока, т.е. при изменении нагрузки пульсации могут становиться больше или меньше. Это причина, по которой абсолютно необходимо, чтобы за конденсатором следовала микросхема регулятора напряжения.

Самая важная часть этой схемы — регулятор напряжения 317. 317 — это монолитная интегральная схема с регулируемым трехконтактным стабилизатором положительного напряжения, рассчитанная на питание более чем 1.5 А тока нагрузки с регулируемым выходным напряжением в диапазоне от 1,2 В до 37 В. Он также имеет внутреннее ограничение тока, тепловое отключение и компенсацию безопасной зоны, что делает его очень хорошим кандидатом в качестве регулятора, если нам нужен умеренно точный источник питания со средней выходной мощностью. Для получения более подробной информации вы можете обратиться к техническому описанию. Как видите, у него три контакта,

• INPUT — Здесь мы даем нерегулируемый вход
• ВЫХОД — Здесь мы получим регулируемый выход
• ADJUST — Переменный резистор, подключенный к этому выводу, регулирует выходное напряжение.

Конструкция резисторов очень проста, все, что нам нужно сделать, это следовать уравнениям, приведенным в таблице данных,

Vo = 1.25 х (1 + R2 / R1) + Iadj x R2

где,

• Vo = выходное напряжение
• R1, R2 = Значения резистора
• Iadj = ток через вывод ADJUST

Следует отметить несколько важных моментов:

• Ток на выводе ADJUST должен составлять от 50 до 100 мкА. Таким образом, мы можем пренебречь вторым членом уравнения, чтобы купить простоту ценой точности.
• Значение R1 должно быть довольно небольшим, где-то до 500 Ом. Он должен удовлетворять минимальному требованию напряжения ИС.

Таким образом, у нас остается еще два компонента в цепи, требующие нашего внимания, конденсаторы C2 и C4. C2 используется для предотвращения пульсации, если фильтрация выполняется на некотором расстоянии от регулятора. Его вентиль принимается равным 0,33 мкФ, как указано в паспорте. Емкость C4 очень важна в схеме из-за того, что без этой емкости 317 имеет тенденцию действовать как генератор в диапазонах МГц. Это также имеет дополнительное преимущество, заключающееся в улучшении переходной характеристики схемы.

Хотя это необходимые компоненты для правильной работы регулятора, мы советуем добавить еще несколько элементов, чтобы не только повысить эффективность схемы, но и обеспечить дополнительную защиту. Модифицированная схема приведена ниже,

Емкость C3 в обход вывода ADJUST на землю улучшит способность подавления пульсаций, в то время как диоды используются для защиты регулятора от избыточного протекания через него, если аккумулятор или любой другой источник напряжения подключен к выходным клеммам регулятор.Поскольку значение C1 очень велико, при возникновении такого условия он будет иметь тенденцию действовать как короткое замыкание. Это заставит большой ток течь через регулятор, что сделает его бесполезным. При добавлении диода D5 ток будет протекать через диод, а не через регулятор, тем самым защищая его. Диод D6 делает то же самое с конденсатором C3. Значение C3 можно принять равным 10 мкФ.

Из таблицы данных также видно, что в худшем случае выпадение напряжения для LM317 составляет почти 2.3 В. Таким образом, на всякий случай рекомендуется выбирать трансформатор, по крайней мере, на 4 В больше требуемого выходного напряжения (2,3 В для 317 + 1,4 В мостового выпрямителя).

Теперь у нас есть полностью регулируемый регулятор напряжения на LM317.

Не стесняйтесь оставлять любые сомнения в комментариях ниже.

с использованием LM317 и LM337

Схема двойного регулируемого источника питания

Источник питания — это электронное устройство на основе схемы, которое подает необходимую электрическую энергию на электрическую нагрузку.Источники питания также можно назвать преобразователями электроэнергии, поскольку они используются для преобразования электроэнергии из одной формы в другую. Источники питания используются в бытовых потребительских устройствах и ПК. В таких устройствах блок питания встроен вместе с их нагрузками. Источники питания, которые мы собираемся обсудить, более дискретны и полезны для простых проектов и небольших электрических приложений.

Целью схемы двойного регулируемого источника питания является обеспечение питания для других проектов, требующих двойного (+/-) регулируемого источника питания.

Это принципиальная схема двойного регулируемого источника питания с использованием микросхем LM 317 и LM 337. LM317 может выдавать максимум 1,5 А в диапазоне от 1,2 В до + 30 В. LM317 — это стабилизатор положительного напряжения, а LM337 — интегральная схема стабилизатора отрицательного напряжения LM317. Микросхема LM317 представляет собой трехконтактный стабилизатор напряжения, рассчитанный на подачу более 1,5 А при диапазоне выходного напряжения постоянного тока (1,2–30) вольт. Эти ИС также имеют специальный корпус TO3, и, если они собраны с большим радиатором (предпочтительно HS07051), источник питания может быть спроектирован так, чтобы выдерживать максимальный ток нагрузки.Они также имеют встроенную защиту от короткого замыкания.

  См .: Цепи регулятора напряжения LM317  

Здесь схема подключена к двойному регулируемому выходу (+15, 0, -15). Конденсаторы от C1 до C8 обеспечивают фильтрацию и подавление пульсаций. Резисторы R1 и R2 управляют выходом LM317. Резисторы R3 и R4 управляют выходом LM337. R1 и R4 можно поворачивать для изменения положительного и отрицательного напряжения. Эта схема является обязательной на рабочем месте любителей электроники.

При необходимости можно подключить два светодиодных индикатора для индикации положительного и отрицательного выходов мощности. Синий светодиод можно подключить к U1 и GND, а красный светодиод можно подключить к U2 и GND. Синий светодиод можно сохранить как индикатор положительной мощности, а красный индикатор — как индикатор отрицательной мощности.

1. Трансформатор должен быть любым, который выдает минимум 3 А с выходным напряжением (24 0 24).
2. Диапазон напряжения может быть дополнительно увеличен за счет увеличения выходной мощности трансформатора в пределах IC.
3. Не подключайте к выходу нагрузку более 2А. ИС должны быть оснащены радиаторами для лучшей защиты.

Похожие сообщения

LM317 Регулируемый источник питания | REUK.co.uk

В нашей статье LM317 Voltage Regulator мы представили LM317, который может обеспечивать регулируемое выходное напряжение от 1,2 до 37 В при входном напряжении 3-40 В, при этом выходное напряжение устанавливается просто с помощью пары резисторов.

В этой статье мы покажем, как эту ИС можно использовать для изготовления регулируемого источника питания путем замены одного из двух резисторов установки напряжения на потенциометр (переменный резистор).

Регулируемый источник питания с LM317

На рисунке выше показана принципиальная схема регулируемого источника питания . Два резистора, используемые для установки выходного напряжения LM317, называются R1 и R2. В этом регулируемом источнике питания R1 имеет фиксированное значение 220 Ом, а R2 — потенциометр 4k7, что означает, что R2 имеет диапазон 0–4700 Ом, который можно выбрать, вращая потенциометр.

Используя наш калькулятор напряжения LM317 , можно увидеть, что если R1 = 220 и R2 = 0, выходное напряжение равно 1.26 В, а если R1 = 220 и R2 = 4700, выходное напряжение 28 В. Эти цифры сами по себе не дают полной картины, так как выходное напряжение всегда будет на 2-3 В ниже входного. Поэтому, например, если входное напряжение составляет 15 В, максимально возможное выходное напряжение будет около 12-13 В.

Сильноточный источник питания с LM317T

LM317T с правильным радиатором (см. Нашу статью LM317T Радиатор ) может выдавать максимальный постоянный ток около л.5 ампер . Если вам нужен больший ток, тогда схема должна быть расширена, чтобы включить один или несколько силовых транзисторов , чтобы снять большую часть нагрузки с LM317T.

В нашей статье High Current Voltage Regulator мы показали один способ, которым LM317 может быть соединен с транзистором для подачи больших токов. Замена R2 в этой цепи на потенциометр позволила бы получить регулируемый источник питания с высоким током.