Как использовать LM317 для создания схемы переменного источника питания

В этом посте мы подробно обсудим, как построить простую регулируемую схему источника питания на основе LM317, используя минимальное количество внешних компонентов.

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

LM317 - это универсальное устройство, которое помогает любителю электроники быстро, дешево и очень эффективно создать источник питания с регулируемым напряжением.

Вступление

Будь то электронный новичок или профессионал, регулируемый источник питания единица требуется всем в этой области. Это основной источник питания, который может потребоваться для различных электронных процедур, начиная от питания сложных электронных схем и заканчивая надежными электромеханическими устройствами, такими как двигатели, реле и т. Д.

К регулируемый блок питания является обязательным условием для каждого электрического и электронного рабочего стола, 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:

Важные особенности

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

С появлением микросхем или ИС, таких как LM317, L200, LM338 , LM723, конфигурирование цепей питания с переменным выходным напряжением с указанными выше исключительными качествами в настоящее время стало очень простым делом.

Как использовать LM317 для создания переменного вывода

Здесь мы попытаемся понять, как построить простейший цепь питания с помощью микросхемы 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 нужно подключить к соответствующим соединениям.

К входному контакту прилагается выпрямленный вход 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 на диаграмме, для сборки практически не требуются какие-либо компоненты, и на самом деле это детская игра, чтобы собрать все на свои места.

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

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

Добавление текущего элемента управления

На рисунке выше показано, как можно эффективно использовать IC LM317 для создания переменных напряжений и токов по желанию пользователя. Потенциал 5 кОм используется для регулировки напряжения, тогда как резистор измерения тока 1 Ом выбирается соответствующим образом для получения желаемого предела тока.

Улучшение с помощью мощного выходного устройства

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

LM317 Регулируемое напряжение, регулятор тока

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

Идея была разработана и протестирована одним из заядлых читателей этого блога 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.

Схема работы

Ссылаясь на показанную принципиальную схему, конфигурация выглядит довольно простой, можно увидеть две микросхемы LM317, одна из которых настроена в своем 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.

Источник входного питания подключен между Vin и землей верхней цепи регулятора тока, выходной сигнал этого каскада поступает на вход нижнего каскада регулятора переменного 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 предела 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 А.

Расчет выходного напряжения

Выходное напряжение цепи питания LM317 можно определить по следующей формуле:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

где = VREF = 1,25

Сила тока ADJ обычно составляет около 50 мкА и поэтому в большинстве приложений слишком незначительна. Вы можете игнорировать это.

Расчет предела тока

Вышеуказанное рассчитывается по следующей формуле:

R = 1,25 / макс. Допустимый ток

Управляемое по току напряжение, полученное с верхней ступени, затем подается на нижнюю схему регулятора напряжения LM317, что позволяет установить желаемое напряжение в диапазоне 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 на LM338 для получения максимального тока 5 ампер или LM396 для максимального тока 10 ампер.

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

Образцы изображений

Обновление LM317 с помощью кнопочного управления напряжением

До сих пор мы узнали, как настроить 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.

Модифицированный дизайн LM317, позволяющий ему реагировать на нажатия кнопок, можно увидеть на следующей диаграмме:

Сопутствующие резисторы R2 должны быть рассчитаны относительно R1 (240 Ом) для настройки предполагаемых выходов напряжения, выбранных кнопкой.

Сильноточный LM317 Bench Power Suuply

Этот сильноточный источник питания LM317 может использоваться универсально для любого приложения, которое требует высококачественного регулируемого сильноточного источника постоянного тока, такого как автомобильные усилители сабвуфера, зарядка аккумуляторов и т.д. и доступный.

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

Для получения фиксированного выходного напряжения R4 должен быть определен так, чтобы получить нулевое сопротивление (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 все, что требуется для вашего личного приложения). Чтобы иметь переменный выход, R4 можно перевернуть по часовой стрелке, при этом S3 находится в закрытом положении, и избавиться от R5 из схемы.

Выходное напряжение теперь 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 в этом положении будет снижено на 50%. 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