Меню

Diy lm317 комплекты регулируется напряжение питания

LM317: Характеристики, виды и схемы

LM317 – это регулируемый стабилизатор напряжения. Он может служить для создания различных блоков питания. Он способен быть основой для стабилизатора тока, зарядного устройства, лабораторного блока питания и даже звукового усилителя. Для того, чтобы им воспользоваться, достаточно подключить его к одной их схем обвязки, обозначенных ниже.

Эта микросхема является одной из самых популярных в мире – все из-за простоты ее устройства и работы с ней, ее дешевизны и надежности. Последнее обеспечивается наличием защит короткого замыкания выводов и перегрева микросхемы. LM317 не требует множества компонентов в качестве обвязки. Наибольшую популярность микросхема приобрела в среде радиолюбителей.

LM317 регулирует напряжение линейно, что является ее преимуществом относительно импульсных преобразователей. Микросхема продается в нескольких вариантах корпуса, наибольшей популярностью пользуется версия LM317T в корпусе TO-220. Она была разработана Бобом Добкиным в 1976 году, когда он работал в National Semiconductor, и с тех пор является бессменным хитом в кругах радиолюбителей.

Схема LM317

Все внутреннее устройство стабилизатора можно видеть на его схеме, взятой в datasheet. На ней изображены три вывода схемы: вход (на этот вход подается питание), регулировка и выход. На пине регулировки вольтаж сигнала сначала понижается на одностороннем ограничителе до стабильных 1.25В и служит опорным источником, а ток, вместе с током питания идут на компаратор, основанный на операционном усилителе.

Также на схеме можно видеть выходной каскад на базе биполярного транзистора, который усиливает ток, и блок защиты от перегрева и превышения по току.

Справа от блока защиты находится датчик тока, падение на котором и отслеживается защитой с целью предупреждения повреждений от КЗ.

Характеристики LM317

  • Максимальное входное напряжение LM317 – 40В
  • Диапазон напряжений выхода LM317 – 1.2-37В
  • Максимальный выходной ток для LM317 – 1.5А
  • Опорное напряжение микросхемы – 0.1-1.3В
  • Минимальный ток нагрузки – 3.5mA
  • Погрешность напряжения на выходе – 0.1%
  • Рассеиваемая мощность – 20Вт
  • Рабочий температурный диапазон – 0-125C
  • Температурный диапазон хранения – -65-150C
  • Температурный диапазон хранения – -65-150°C

Виды LM317

Микросхема продается в нескольких варианта корпуса, в зависимости от потребности в размерах, нагрузки и подключении, а также типу монтажа схемы — каждый может выбрать наиболее подходящий ему вариант.

Наиболее популярна LM317T в корпусе TO-220 на 1.5 Ампер. Это считается универсальным вариантом, так как может использоваться в навесном монтаже, а также поверхностном. Радиатор в таком корпусе позволяет отводить излишнее тепло и испытывать более серьезные нагрузки, чем его собратья, а при необходимости его можно прикрепить к большему радиатору.

Подключение LM317

LM317 имеет следующую конфигурацию выводов в разных корпусах:

Минимальная схема подключения представляет собой два резистора сопротивления и три конденсатора, подключенных согласно схеме. В соответствии с характеристиками сопротивления и будет определяться напряжение на выходе.

У LM317 два главных параметра: это его опорное напряжение, а также ток, истекающий на выводе подстройки. Опорное напряжение (Vref) — напряжение, которое стабилизатор поддерживает на сопротивлении R1. Оно нестабильно и разнится от партии к партии в среднем на 0.1В, поэтому для расчетов лучше держать в уме усредненное значение – 1.25В. Для серьезных же проектов стоит измерить его для каждого используемого экземпляра. Соответственно, следуя схеме, если замкнуть резистор R2, то на выходе мы получим опорное напряжение – 1.25В, а с увеличением вольтажа на R2 будет увеличиваться и выходное напряжение. Таким образом, LM317 постоянно сравнивает напряжение на выходе через резистивный делитель с опорным, поэтому, меняя сопротивление, мы меняем выходное напряжение.

Ток, утекающий на подстройке (Iadj) – паразитный. По заявлению производителей он составляет от 50 до 100 мкА, но на деле же может достигать и 500 мкА. Из-за этого для стабильности выходного напряжения сопротивление R1 не должно быть выше 240 Ом, чтобы через делитель не проходил ток менее 5 мА.

Все, что вам нужно – это подставить ваше значение R1 в это формулу R2=R1*((Uo/Uref)-1).

Типовые схемы LM317

Как было указано, в LM317 используется при создании регулируемых и нерегулируемых блоков питания, однако, также может быть использован в качестве основы стабилизатора тока при создании светодиодных драйверов, которые поддерживают ток в цепи вне зависимости от входного напряжения. Только описанных в datasheet применений хватит на отдельную книгу, поэтому разберем несколько самых популярных схем на этом стабилизаторе.

Читайте также:  Вычислить из фазного линейное напряжение

Регулируемый блок питания (1.2-37В)

Все, что понадобится для его создания, это заменить R2 на переменный резистор, а также добавить трансформатор с диодным мостом на вход. При использовании стоит учитывать, что микросхема обладает опорным напряжением в 1.25В, поэтому оно и будет минимальным для данной схемы.

Регулируемый блок питания (0-37В)

Если вам необходима полная регулировка с 0В, то производители схем предлагают подключить к схеме источник отрицательного напряжения на 10В.

Вы можете намотать дополнительную катушку на трансформатор блока питания и подключить его выводы после диодного моста следующим образом:

Либо вы можете использовать источник отрицательного напряжения, который будет питаться от основной обмотки.

Таким образом, вы получите простейший лабораторный блок питания.

Светодиодный драйвер (Стабилизатор тока)

С помощью этой схемы вы можете запитывать достаточно мощные светодиоды и светодиодные ленты. Все, что нужно — это знать потребляемый ток и, исходя из него, подобрать сопротивление по формуле.

В нем используется тот же принцип, что и в самой простой схеме, но вместо резистивного делителя установлен датчик тока. Чем больший ток потребляет нагрузка на выходе, тем большее падение напряжения будет наблюдаться на датчике. Оно отслеживается микросхемой, и она увеличивает или уменьшает напряжение для поддержания стабильного тока. Даже при коротком замыкании ток будет держаться на стабильном уровне, который был выставлен.

Зарядное устройство

Схема данного зарядного устройства взята из datasheet и имеет напряжение на выходе 6В с ограничением 0.6А. С помощью изменения сопротивления резисторов R1 и R2 возможно регулировать напряжение под ваши нужды, а при помощи резистора R3 – ток. Оно подойдет для питания аккумуляторов телефонов, инструментов и бытовой техники.

Регулирование переменного напряжение

Так как два LM317 могут регулировать не только положительные, но и отрицательные колебания синусоиды, то с помощью них можно создать AC регулятор. Можно видеть, что схема довольно не сложная и не требует множества компонентов:

Как проверить LM317?

В отличие от транзисторов, данную микросхему невозможно проверить мультиметром. Такой способ никак не гарантирует правильную работу из-за большого количества внутренних элементов, не соединенных с выводами. Поэтому, если какой-то из них выйдет из строя, то проверить это мультиметром будет проблематично. Самый простой способ проверки работы LM317 — это создать простейший стенд на макетной плате, а запитать его можно будет всего лишь от батарейки.

Таким образом, вы сможете быстро убедиться в полностью рабочем состоянии элемента, даже если необходимо проверить несколько штук.

Применение LM317

Схемы, приведенные выше – лишь малая часть, основа, по сравнению с тем, что возможно сделать на этом стабилизаторе. Он может использоваться почти во всех схемах, которые требуют постоянного питания до 40 В. Вот некоторые сферы применения, описанные в официальном техническом документе данной микросхемы:

  • Персональные компьютеры
  • Цифровые камеры
  • ЭКГ
  • Интернет свитчи
  • Биометрические датчики
  • Драйверы электромоторов
  • Портативные зарядки
  • PoE
  • RFID считыватели
  • Бытовая техника
  • Рентгеновские аппараты

Как можно видеть, даже сам производитель рассчитывает на максимально широкое использования данного элемента, что уж говорить о самодельщиках, готовых представить самые необычные схемы с использованием LM317.

Повышение максимального выходного тока

Существует два способа повышения максимального выходного тока. Если вам необходимо получить больше 1.5А, то вы можете либо подключить несколько микросхем параллельно, либо подключить силовой транзистор.

В первом случае достаточно подключить на выход стабилизаторов резисторы с низким сопротивлением. Они нужны для выравнивания токов.

Однако не всегда рационально использовать несколько микросхем. Поэтому нам на помощь приходит транзистор. В таком случае будет достаточно добавить его и резистор в качестве обвязки к нему.

Если нагрузка потребляет небольшой ток, то он будет проходить через микросхему, не затрагивая транзистор. А при повышении, почти весь ток будет проходить через транзистор, оставляя малую его часть стабилизатору. Но при использовании этой схемы внутренняя защита внутри LM317 от КЗ.

Читайте также:  Максимальное напряжение в системе vdc 1000 в что это обозначает

Аналоги LM317

Что делать, если нет возможности использовать LM317? Можно воспользоваться ее аналогами. Братьями-близнецами данного компонента являются UPC317, GL317, ECG1900 и SG317. Отечественный же аналог — это KP142EH12A, а также существует KP142ЕН12 с фиксированным напряжением.

Если LM317 не хватает мощности для вашего проекта, то можно воспользоваться более мощными вариантами:

  • LM350AT и LM350T – максимальный выходной ток 3А и мощность 25Вт
  • LM350K – ток 3 А и мощность 30 Вт
  • LM338T и LM338K – ток 5 А

Все эти микросхемы имеют одинаковые выводы, поэтому схемы не придется никак менять.

Безопасная эксплуатация LM317

Стоит помнить об эксплуатационных характеристиках радиокомпонента и не использовать его в критических условиях. Мощность рассеивания по официальной информации – 20 Вт, а разница входного и выходного напряжений не должна превышать 40 В. Во время пайки температура должна не превышать 260 C. Использовать можно при температуре от 0C до 125C, а хранить от -65C до 150C. Все это официально заявленные характеристики, в реальности они могут расходиться от экземпляра к экземпляру и быть заниженными.

Не стоит использовать элемент при максимальных и минимальных обозначенных значениях. При такой эксплуатации уровень стабильности и надежности значительно упадет. А также крайне желательно использовать радиатор для отвода тепла, так как иначе заявленные характеристики могут не совпадать с реальными.

Datasheet, даташит

Datasheet на данный стабилизатор проще всего найти на сайте производителя Texas Instruments. Или по ссылке.

В даташите вы сможете найти наиболее точные характеристики и спецификации, а также графики, отражающие работу микросхемы. Помимо этого, там описаны некоторые из типовых схем, использования и подробное описание их настройки под различные нужды. А также рекомендации по использованию.

Производители LM317

Так как LM317 является самым популярным стабилизатором напряжения, то ее выпускают крупнейшие предприятия по производству микросхем:

  • Texas Instruments
  • STMicroelectronics
  • ONS
  • UTC

Где купить LM317?

Стабилизатор применяется крайне широко, поэтому проблем с покупкой не возникает, он доступен почти во всех интернет-магазинах радиоэлектронных компонентов. Но к нам этот товар, как и другие радиоэлектронные компоненты, попадает по крайне завышенной цене, поэтому выгоднее всего купить его на AliExpress по этой ссылке .

Источник

DIY набор: регулятор напряжения на LM317

Сегодняшний обзор будет посвящен очередному DIY набору — преобразователю напряжения на LM317. После того, как мною успешно были собраны часы, радиоприемник, металлоискатель и ёлочка, захотелось чего-то не только интересного, но и полезного в домашнем хозяйстве. Именно по этой причине выбор пал на преобразователь напряжения. Вообще, существует несколько вариантов такого набора, я выбрал не самый дешевый — со всему проводками и пластиковым корпусом.

Продавец был выбран совершенно спонтанно, но несмотря на это, сработал он оперативно. посылка была отправлена на следующий день после оплаты. Если кому-то посмотреть на маршрут ее следования из Китая в Беларусь, то сделать это можно здесь.

Поставляется набор в обычном полиэтиленовом пакете. Хоть данный товар нельзя отнести к категории хрупких, но радиатор охлаждения пришел ко мне с погнутыми ребрами (можно будет увидеть дальше не фото). Не могу утверждать, что причиной этого была упаковка, но от лишнего слоя пупырки я бы не отказался. Итак, сам набор на момент получения выглядел следующим образом:

В запечатанном пакете находятся провод для подключения преобразователя к сети, корпус, трансформаторная катушка и пакетик с мелкими компонентами.

После раскрытия которого можно увидеть все, что входит в состав набора:

Инструкция черно-белая, на английском языке. Содержит схему сборки преобразователя, а так же несколько фотографий процесса сборки.

Вооружившись паяльником и терпением, можно приступать к сборке. В целом, данный набор нельзя назвать сложным. Элементов тут не много, а благодаря схеме, сразу понятно что и куда нужно монтировать. Некоторые начинают установку начиная с самых мелких и переходя к крупным, но, как говорится, у каждого до*ика своя методика 🙂 Поэтому я делал так, как мне было удобно. Первый этап сборки (на фото хорошо видны погнутые ребра на радиаторе):

В основе нашего преобразователя лежит линейный стабилизатор напряжения (тока LM317). Если кто-то не в курсе что это такое и зачем оно надо, то вот немного теории:

Линейный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. При большом отношении величин входного/выходного напряжений линейный стабилизатор имеет низкий КПД, так как большая часть мощности Pрасс = (Uin — Uout) * It рассеивается в виде тепла на регулирующем элементе. Поэтому регулирующий элемент должен иметь возможность рассеивать достаточную мощность, то есть должен быть установлен на радиатор нужной площади. Преимущество линейного стабилизатора — простота, отсутствие помех и небольшое количество используемых деталей.
Недостаток — низкий КПД, большое тепловыделение

И вот, зная, что LM317 можно использовать в виде миниатюрного обогревателя, замечаем, что в комплекте нет ни грамма термопасты, ни миллиметра термоленты 🙁 из-за чего набор можно считать неполноценным. Можно, конечно, просто прижать стабилизатор к радиатору, но как-то это не очень хорошо. Так что чтобы избежать быстрого перегрева и сгорания стабилизатора, пришлось лезть в свои запасы.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения 220в для сварочного аппарата своими руками

Но продолжим. Этап два:

Вот тут тоже момент интересный, связанный с длиной проводов. Как видно на фото, к дисплею изначально подпаяны провода, длина которых примерно 10 сантиметров. В отверстия в плате находятся в нескольких миллиметрах от контактных площадок. Ну вот зачем такие провода? Что с ними делать? Куда прятать? В общем, провода были отрезаны, а на них место установлены остатки ножек уже установленных элементов.

К слову, то же самое касается и проводов, идущих от и к трансформаторной катушке.

Дальше ничего особо интересного не было, так что вот фото готовой платы:

Пробный запуск прошел успешно:

Пластинки, составляющие корпус трансформатора были с двух сторон оклеены бумагой, благодаря чему, на них не было ни единой царапинки. Но отрывается эта бумага достаточно трудно, так что надо быть готовым к тому, что придется немного помучиться. Соединяются части корпуса при помощи винтов и гаек, так что ничего сложного тут тоже нет. В корпусе предусмотрены отверстия для подключения проводов, регулировки подстроечника, отвода тепла. Вот так выглядит собранный преобразователь:

Настало время проверить как же он работает. Если верить продавцу, преобразователь работает в диапазонах 1,25В-12В. Для начала замер на минимально возможном напряжении:

Если верить преобразователю, то минимальное напряжение 1,16В, но HYELEC MS8232 показал на крокодилах 1,267В. В принципе, это значение рядом с заявленным.

Теперь о максимуме:

Как видно, при разнице между минимальным и максимальным напряжением в 12,04В разбежка данных на преобразователе и мультиметре составило 0,3В. Так же следует отметить, что изначально с повышением напряжения, оно начинало прыгать (на максимуме в пределах 0,5В). Данную проблему удалось решить при помощи подстроечника, так что тут он не зря 🙂

По началу впечатления были сугубо положительные. Но подключив к преобразователю нагрузку в виде автомобильной светодиодной лампочки, все немного изменилось.

Просадка напряжения составила без малого 3В, что никак нельзя назвать хорошим показателем 🙁 Так что, в перспективе, надо будет с этим что-то решать. Возможно, поможет установка дополнительного преобразователя на LM2596…

В целом же преобразователь оказался рабочим 🙂 Данную покупку можно рассматривать в 2 аспектах. Во-первых, как конструктор, на сборку которого придется потратить несколько часов. Лично мне такие нравятся, поэтому это время считаю потраченными с пользой и интересом. Во-вторых, в конечном результате, мы получаем полноценный преобразователь, который может пригодиться при тестировании лампочек, моторчиков и прочих безделушек, работающих от постоянного напряжения 1,25-12В. Так что я остался покупкой очень доволен и могу смело рекомендовать данный набор к покупке (пусть он и не лишен недостатков).

На этом, пожалуй, все. Спасибо за внимание и потраченное время.

Источник

Adblock
detector