Πώς να χρησιμοποιήσετε το LM317 για την κατασκευή κυκλώματος τροφοδοσίας μεταβλητής

Σε αυτήν την ανάρτηση θα συζητήσουμε λεπτομερώς πώς να φτιάξετε ένα απλό ρυθμιζόμενο κύκλωμα τροφοδοσίας με βάση το LM317 χρησιμοποιώντας ελάχιστο αριθμό εξωτερικών εξαρτημάτων.

Όπως υποδηλώνει το όνομα, ένα μεταβλητό κύκλωμα τροφοδοσίας παρέχει στον χρήστη ένα εύρος γραμμικά μεταβαλλόμενων τάσεων εξόδου μέσω χειροκίνητης περιστροφής ποτενσιόμετρου.

Το LM317 είναι μια ευέλικτη συσκευή που βοηθά έναν ηλεκτρονικό χόμπι να κατασκευάζει τροφοδοσία μεταβλητής τάσης γρήγορα, φθηνά και πολύ αποτελεσματικά.

Εισαγωγή

Είτε πρόκειται για ηλεκτρονικό noob είτε για εξειδικευμένο επαγγελματία, ένα ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό απαιτείται μονάδα από όλους στο πεδίο. Είναι η βασική πηγή ισχύος που μπορεί να απαιτείται για διάφορες ηλεκτρονικές διαδικασίες, από την τροφοδοσία περίπλοκων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων έως τις ισχυρές ηλεκτρομηχανικές συσκευές όπως κινητήρες, ρελέ κ.λπ.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ μεταβλητή μονάδα τροφοδοσίας είναι απαραίτητο για κάθε ηλεκτρικό και ηλεκτρονικό πάγκο εργασίας και διατίθεται σε ποικίλα σχήματα και μεγέθη στην αγορά, αλλά και με τη μορφή σχήματος σε εμάς.
Αυτά μπορεί να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας διακριτά στοιχεία όπως τρανζίστορ, αντιστάσεις κ.λπ. ή ενσωματώνοντας ένα μόνο τσιπ για τις ενεργές λειτουργίες. Ανεξάρτητα από τον τύπο του, μια μονάδα τροφοδοσίας πρέπει να ενσωματώνει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά για να γίνει καθολική και αξιόπιστη με τη φύση της:

Βασικά χαρακτηριστικά

• Πρέπει να προσαρμόζεται πλήρως και συνεχώς με τις εξόδους τάσης και ρεύματος.
• Το μεταβλητό τρέχον χαρακτηριστικό μπορεί να ληφθεί ως προαιρετικό χαρακτηριστικό επειδή δεν αποτελεί απόλυτη απαίτηση με τροφοδοτικό, εκτός εάν η χρήση βρίσκεται στο εύρος των κρίσιμων αξιολογήσεων.
• Η τάση που παράγεται πρέπει να ρυθμίζεται τέλεια.

Με την έλευση των chip ή IC όπως LM317, L200, LM338 , LM723, η διαμόρφωση κυκλωμάτων τροφοδοσίας με έξοδο μεταβλητής τάσης με τις παραπάνω εξαιρετικές ιδιότητες έχει γίνει πολύ εύκολη στις μέρες μας.

Πώς να χρησιμοποιήσετε το LM317 για την παραγωγή μεταβλητής εξόδου

Εδώ θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε πώς να κατασκευάσουμε ένα απλούστερο κύκλωμα τροφοδοσίας χρησιμοποιώντας το IC LM317. Αυτό το IC είναι συνήθως διαθέσιμο σε πακέτο TO-220 και έχει τρεις πινέζες.

Τα pin out είναι πολύ εύκολα κατανοητά, καθώς αποτελείται από είσοδο, έξοδο και καρφίτσες ρύθμισης που πρέπει απλώς να συνδεθούν με τις σχετικές συνδέσεις.

Ο πείρος εισόδου εφαρμόζεται με διορθωμένη είσοδο DC, κατά προτίμηση με τη μέγιστη ανεκτή είσοδο, δηλαδή 24 βολτ σύμφωνα με τις προδιαγραφές του IC. Η έξοδος λαμβάνεται από τον ακροδέκτη 'έξω' του IC ενώ τα εξαρτήματα ρύθμισης τάσης συνδέονται γύρω από τον πείρο ρύθμισης.

Πώς να συνδέσετε το LM317 σε σχεδιασμό ρυθμιζόμενης τροφοδοσίας τάσης

Όπως φαίνεται στο διάγραμμα, το συγκρότημα δεν χρειάζεται καθόλου εξαρτήματα και είναι στην πραγματικότητα ένα παιδικό παιχνίδι για να πάρει τα πάντα στη θέση του.

Η ρύθμιση του δοχείου παράγει μια γραμμικά μεταβαλλόμενη τάση στην έξοδο που μπορεί να είναι από 1,25 volt έως το μέγιστο επίπεδο που παρέχεται στην είσοδο του Ic.

Αν και ο σχεδιασμός που φαίνεται είναι ο απλούστερος και συνεπώς περιλαμβάνει μόνο ένα χαρακτηριστικό ελέγχου τάσης, ένα τρέχον χαρακτηριστικό ελέγχου μπορεί επίσης να συμπεριληφθεί στο IC.

Προσθήκη τρέχουσας δυνατότητας ελέγχου

Το παραπάνω σχήμα δείχνει, πώς μπορεί το IC LM317 να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά για την παραγωγή μεταβλητών τάσεων και ρευμάτων, όπως επιθυμεί ο χρήστης. Το δοχείο 5Κ χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της τάσης, ενώ η αντίσταση ανίχνευσης ρεύματος 1 Ohm επιλέγεται κατάλληλα για την απόκτηση του επιθυμητού ορίου ρεύματος.

Βελτίωση με δυνατότητα εξόδου υψηλού ρεύματος

Το IC μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω για την παραγωγή ρευμάτων υψηλότερων από τις ονομαστικές τιμές του. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί το IC 317 για την παραγωγή περισσότερων από 3 αμπέρ ρεύματος.

Μεταβλητή τάση LM317, τρέχων ρυθμιστής

Το ευέλικτο IC LM317 / 338/396 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ρυθμιζόμενος ρυθμιστής τάσης και ρεύματος μέσω απλών διαμορφώσεων.

Η ιδέα δημιουργήθηκε και δοκιμάστηκε από έναν από τους άπληστους αναγνώστες αυτού του ιστολογίου κ. Steven Chiverton και χρησιμοποιήθηκε για την οδήγηση ειδικών διόδων λέιζερ που είναι γνωστό ότι έχουν αυστηρές προδιαγραφές λειτουργίας και θα μπορούσαν να οδηγηθούν μόνο μέσω εξειδικευμένων κυκλωμάτων οδήγησης.

Η αναφερόμενη διαμόρφωση LM317 είναι τόσο ακριβής που καθίσταται ιδανικά κατάλληλη για όλες αυτές τις εξειδικευμένες εφαρμογές ρεύματος και τάσης.

Λειτουργία κυκλώματος

Αναφερόμενοι στο απεικονιζόμενο διάγραμμα κυκλώματος, η διαμόρφωση φαίνεται αρκετά απλή, μπορεί να δει δύο LM317 ICs, το ένα έχει διαμορφωθεί στην τυπική λειτουργία ρυθμιστή τάσης και το άλλο σε τρέχουσα λειτουργία ελέγχου.

Για να είμαστε ακριβείς, το άνω LM317 σχηματίζει το τρέχον στάδιο ρυθμιστή, ενώ το χαμηλότερο ενεργεί σαν ένα στάδιο ελεγκτή τάσης.

Η πηγή τροφοδοσίας εισόδου συνδέεται κατά μήκος του Vin και της γείωσης του κυκλώματος ανώτερου ρεύματος ρυθμιστή, η έξοδος από αυτό το στάδιο πηγαίνει στην είσοδο του χαμηλότερου σταδίου ρυθμιστή τάσης LM317. Βασικά και τα δύο στάδια συνδέονται σε σειρά για την εφαρμογή μιας πλήρους ανθεκτικής τάσης και τρέχουσας ρύθμισης για το συνδεδεμένο φορτίο που είναι μια δίοδος λέιζερ στην παρούσα περίπτωση.

Το R2 επιλέγεται για να αποκτήσει ένα εύρος μέγιστου ορίου ρεύματος 1,25A, το ελάχιστο επιτρεπόμενο να είναι 5mA όταν τα πλήρη 250 ohms είναι ρυθμισμένα στη διαδρομή, που σημαίνει ότι το ρεύμα στο λέιζερ μπορεί να ρυθμιστεί όπως επιθυμείται, οπουδήποτε μεταξύ 5mA έως 1 amp.

Υπολογισμός της τάσης εξόδου

Η τάση εξόδου ενός κυκλώματος τροφοδοσίας LM317 θα μπορούσε να προσδιοριστεί με τον ακόλουθο τύπο:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

που είναι = VREF = 1,25

Η τρέχουσα ADJ είναι συνήθως περίπου 50 μΑ και συνεπώς πολύ αμελητέα στις περισσότερες εφαρμογές. Μπορείτε να το αγνοήσετε αυτό.

Υπολογισμός τρέχοντος ορίου

Τα παραπάνω υπολογίζονται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

R = 1,25 / μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα

Η τρέχουσα ελεγχόμενη τάση που αποκτήθηκε από το ανώτερο στάδιο εφαρμόζεται στη συνέχεια στο κύκλωμα ρυθμιστή τάσης χαμηλότερου LM317, το οποίο επιτρέπει την επιθυμητή τάση να ρυθμιστεί οπουδήποτε από 1,25V έως 30V, όπου το μέγιστο εύρος είναι 9V δεδομένου ότι η πηγή είναι μια μπαταρία 9V. Αυτό επιτυγχάνεται προσαρμόζοντας το R4.

Το συζητούμενο κύκλωμα έχει ανατεθεί να χειρίζεται όχι περισσότερο από 1,5amps, εάν απαιτείται υψηλότερο ρεύμα, και τα δύο IC μπορούν να αντικατασταθούν με LM338 για απόκτηση μέγιστου ρεύματος 5amp ή LM396 για μέγιστο ρεύμα 10amp

Οι ακόλουθες υπέροχες φωτογραφίες στάλθηκαν από τον κ. Steven Chiverton, μετά την κατασκευή του κυκλώματος και την επαλήθευση με επιτυχία από αυτόν.

Πρωτότυπες εικόνες

Αναβάθμιση LM317 με έλεγχο τάσης κουμπιού

Μέχρι στιγμής μάθαμε πώς να διαμορφώσουμε ένα LM317 για την παραγωγή ρυθμιζόμενης εξόδου χρησιμοποιώντας μια κατσαρόλα, τώρα ας καταλάβουμε πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα μπουτόν για την επιλογή ψηφιακής ελεγχόμενης τάσης. Εξαλείφουμε τη χρήση μηχανικού δοχείου και το αντικαθιστούμε με μερικά μπουτόν για την επιλογή πάνω / κάτω των επιθυμητών επιπέδων τάσης.

Η καινοτομία μετατρέπει τον παραδοσιακό σχεδιασμό τροφοδοσίας LM317 σε ψηφιακό σχεδιασμό τροφοδοσίας, εξαλείφοντας το ποτενσιόμετρο χαμηλής τεχνολογίας που μπορεί να είναι επιρρεπές σε φθορά μακροπρόθεσμα με αποτέλεσμα ακανόνιστες λειτουργίες και εσφαλμένες εξόδους τάσης.

Το τροποποιημένο σχέδιο LM317 που θα του επέτρεπε να ανταποκριθεί στις επιλογές του κουμπιού μπορεί να δει στο ακόλουθο διάγραμμα:

Οι σχετιζόμενες αντιστάσεις R2 πρέπει να υπολογίζονται σε σχέση με το R1 (240 ohms) για τη ρύθμιση των επιδιωκόμενων εξόδων τάσης επιλεγμένου μπουτόν.

Υψηλή ισχύς LM317 Bench Power Suuply

Αυτό υψηλή παροχή ρεύματος LM317 μπορεί να χρησιμοποιηθεί καθολικά για οποιαδήποτε εφαρμογή που απαιτεί υψηλής ποιότητας ρυθμιζόμενη παροχή ρεύματος συνεχούς ρεύματος, όπως ενισχυτές sub woofer αυτοκινήτου, φόρτιση μπαταρίας κ.λπ. Αυτή η τροφοδοσία έχει σχεδιαστεί για να είναι τόσο ευέλικτη όσο είναι εφικτή, διασφαλίζοντας παράλληλα ότι ο αριθμός εξαρτημάτων παραμένει χαμηλός και προσιτό.

Αυτή η απλή ρυθμιζόμενη τροφοδοσία τάσης σταθερού os LM317 ικανοποιεί τις συνθήκες υπέροχα και είναι σε θέση να παρέχει έως και 10 αμπέρ. Η έξοδος τάσης διέπεται από το στάδιο κυκλώματος που περιέχει R4, R5 και S3 παρατηρήστε ότι ο διακόπτης S3 είναι μέρος του R4.

Για να λάβετε μια σταθερή έξοδο τάσης, το R4 πρέπει να προσδιοριστεί για να πάρει μηδέν ohms (πλήρως αριστερόστροφα). Σε αυτήν την περίπτωση, ο διακόπτης S3 πρέπει να βρίσκεται στην ανοιχτή θέση.

Η προεπιλεγμένη R5 θα πρέπει σε αυτήν την περίπτωση να τροποποιηθεί έτσι ώστε το κύκλωμα να παράγει έξοδο 12 volt (ή οτιδήποτε απαιτεί η προσωπική σας εφαρμογή). Για να έχει μεταβλητή έξοδο, το R4 μπορεί να αναστραφεί δεξιόστροφα, με το S3 στην κλειστή θέση και να απαλλαγεί από το R5 από το κύκλωμα.

Η τάση εξόδου μπορεί τώρα να λειτουργεί αποκλειστικά από την αντίσταση R4. Όταν η θέση του διακόπτη SPDT S2 είναι στο 1, το υψηλότερο ρεύμα εξόδου μπορεί να επιτευχθεί έχοντας τα δύο μισά του Τ1 τροφοδοσίας ρεύματος στο στάδιο του φίλτρου, προκειμένου να αυξηθεί η συνολική έξοδος ρεύματος 2 φορές περισσότερο.

Τούτου λεχθέντος, η υψηλότερη τάση εξόδου θα μειωθεί κατά 50% σε αυτήν τη θέση. Είναι πραγματικά ένα πολύ παραγωγικό περιβάλλον λαμβάνοντας υπόψη ότι το τρανζίστορ ισχύος δεν χρειάζεται να ρίξει σημαντικό δυναμικό.

Στη θέση 2, η μέγιστη τάση ουσιαστικά ισούται με τις προδιαγραφές ισχύος του Τ1. Εδώ, χρησιμοποιήσαμε έναν μετασχηματιστή κεντρικού τύπου 24 volt για το T1. Τέλος, τα D1 και D2 είχαν ενσωματωθεί για τη διασφάλιση του LM317 IC σε περίπτωση διακοπής ισχύος με επαγωγικό φορτίο στην έξοδο

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

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