Kako uporabiti LM317 za izdelavo spremenljivega napajalnega vezja

V tem prispevku bomo podrobno razpravljali o tem, kako zgraditi preprosto nastavljivo napajalno vezje na osnovi LM317 z uporabo minimalnega števila zunanjih komponent.

Kot že ime pove, spremenljivo napajalno vezje zagotavlja uporabniku vrsto linearno spreminjajočih se izhodnih napetosti z ročno nadzorovanim vrtenjem potenciometra.

LM317 je vsestranska naprava, ki elektronskemu hobiju pomaga hitro, poceni in zelo učinkovito zgraditi napajalnik s spremenljivo napetostjo.

Uvod

Ne glede na to, ali gre za elektronski noob ali strokovnjaka, an nastavljivo napajanje enoto zahtevajo vsi na terenu. To je osnovni vir energije, ki je morda potreben za različne elektronske postopke, vse od napajanja zapletenih elektronskih vezij do robustnih elektromehanskih naprav, kot so motorji, releji itd.

TO spremenljiva napajalna enota je nujna za vsako električno in elektronsko delovno mizo, na trgu pa je na voljo v različnih oblikah in velikostih ter tudi v obliki shem.
Ti so lahko zgrajeni z uporabo ločenih komponent, kot so tranzistorji, upori itd., Ali z enim samim čipom za aktivne funkcije. Ne glede na vrsto, napajalna enota mora vsebovati naslednje lastnosti, da postane univerzalna in zanesljiva s svojo naravo:

Bistvene lastnosti

• Moral bi biti popolnoma in neprekinjeno nastavljiv s svojimi napetostnimi in tokovnimi izhodi.
• Funkcijo spremenljivega toka lahko vzamemo kot neobvezno, ker pri napajanju ni absolutna zahteva, razen če je uporaba v območju kritičnih ocen.
• Proizvedena napetost mora biti popolnoma regulirana.

S prihodom čipov ali IC, kot so LM317, L200, LM338 , LM723, konfiguriranje napajalnih vezij s spremenljivo izhodno napetostjo z zgoraj navedenimi izjemnimi lastnostmi je danes postalo zelo enostavno.

Kako uporabiti LM317 za ustvarjanje spremenljivega izhoda

Tu bomo poskusili razumeti, kako zgraditi najpreprostejše napajalni tokokrog z uporabo IC LM317. Ta IC je običajno na voljo v paketu TO-220 in ima tri izhode.

Izhodi zatičev so zelo enostavni za razumevanje, saj so sestavljeni iz vhoda, izhoda in nastavitvenih zatičev, ki jih je treba le ožičiti z ustreznimi povezavami.

Vhodni zatič je pritrjen z rektificiranim enosmernim vhodom, po možnosti z maksimalno sprejemljivim vhodom, to je 24 voltov glede na specifikacije IC. Izhod se sprejema iz 'out' zatiča IC, medtem ko so komponente za nastavitev napetosti povezane okoli nastavitvenega zatiča.

Kako povezati LM317 v zasnovi napajalnika z nastavljivo napetostjo

Kot je razvidno iz diagrama, sklop ne potrebuje skoraj nobenih komponent in je pravzaprav otroška igra, da dobi vse na svojem mestu.

Prilagoditev lonca povzroči linearno spreminjajočo se napetost na izhodu, ki je lahko od 1,25 volta do največje ravni, dovedene na vhodu Ic.

Čeprav je prikazana zasnova najpreprostejša in zato vključuje samo funkcijo nadzora napetosti, je lahko skupaj z IC vključena tudi funkcija trenutnega nadzora.

Dodajanje funkcije trenutnega nadzora

Zgornja slika prikazuje, kako lahko IC LM317 učinkovito uporabimo za izdelavo spremenljivih napetosti in tokov, kot želi uporabnik. 5K lonec se uporablja za prilagajanje napetosti, medtem ko je 1 Ohm upor za zaznavanje toka izbran ustrezno, da doseže želeno mejo toka.

Izboljšanje z visoko tokovno zmogljivostjo

IC je mogoče še izboljšati za ustvarjanje tokov, višjih od nazivnih vrednosti. Spodnji diagram prikazuje, kako lahko IC 317 uporabimo za proizvajanje več kot 3 amperov toka.

LM317 Spremenljiva napetost, regulator toka

Naš vsestranski IC LM317 / 338/396 se lahko uporablja kot nastavljiv regulator napetosti in toka s preprostimi konfiguracijami.

Idejo je zgradil in preizkusil eden od navdušenih bralcev tega spletnega dnevnika, gospod Steven Chiverton, in jo uporabil za pogon posebnih laserskih diod, za katere je znano, da imajo stroge operativne specifikacije in jih je bilo mogoče poganjati samo prek specializiranih gonilniških vezij.

Obravnavana konfiguracija LM317 je tako natančna, da postane idealna za vse takšne specializirane tokovno in napetostno regulirane aplikacije.

Delovanje vezja

Glede na prikazani diagram vezja je konfiguracija videti precej enostavna, vidna sta dva IC LM317, eden konfiguriran v običajnem načinu regulatorja napetosti in drugi v trenutnem načinu nadzora.

Natančneje, zgornji LM317 tvori trenutno stopnjo regulatorja, spodnja pa deluje kot stopnja regulatorja napetosti.

Vhodni vir napajanja je povezan preko Vin in ozemljitve zgornjega tokokroga regulatorja, izhod te stopnje gre na vhod spodnje stopnje regulatorja napetosti LM317. V bistvu sta obe stopnji povezani zaporedno za izvedbo popolne varne napetosti in tokovne regulacije za priključeno obremenitev, ki je v tem primeru laserska dioda.

R2 je izbran tako, da doseže območje približno 1,25 A največje omejitve toka, pri čemer je najmanjša dovoljena vrednost 5 mA, ko je na poti nastavljenih celotnih 250 ohmov, kar pomeni, da je tok laserja lahko nastavljen po želji, kjer koli med 5 mA in 1 amp.

Izračun izhodne napetosti

Izhodno napetost napajalnega vezja LM317 lahko določimo z naslednjo formulo:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

kjer je = VREF = 1,25

Trenutni ADJ je običajno približno 50 µA in je zato v večini aplikacij preveč zanemarljiv. Tega lahko prezrete.

Izračun trenutne meje

Zgornje se izračuna po naslednji formuli:

R = 1,25 / največji dovoljeni tok

Trenutno nadzorovana napetost, pridobljena z zgornje stopnje, se nato uporabi na spodnjem vezju regulatorja napetosti LM317, kar omogoča nastavitev želene napetosti od 1,25 do 30 V, pri čemer je največje območje 9 V, ker je vir 9-voltna baterija. To dosežemo s prilagoditvijo R4.

Obravnavano vezje je dodeljeno za obdelavo največ 1,5 amperov, če je potreben večji tok, lahko obe IC zamenjamo z LM338 za doseganje največjega toka 5amp ali LM396 za največ 10amp toka.

Naslednje čudovite slike je poslal gospod Steven Chiverton, potem ko je vezje zgradil in uspešno preveril.

Prototipne slike

Nadgradnja LM317 s krmiljenjem napetosti

Doslej smo se naučili, kako konfigurirati LM317 za izdelavo nastavljivega izhoda z uporabo lonca, zdaj pa poglejmo, kako lahko gumbe uporabljamo za omogočanje digitalno nadzorovane izbire napetosti. Izključujemo uporabo mehaničnega lonca in ga nadomestimo z nekaj potisnimi gumbi za izbiro gor / dol želenih nivojev napetosti.

Inovacija pretvori tradicionalno zasnovo napajanja LM317 v zasnovo digitalnega napajanja z odpravo nizkotehnološkega potenciometra, ki bi bil dolgoročno nagnjen k obrabi, kar bi povzročilo nepravilne operacije in napačne izhode napetosti.

Spremenjena zasnova LM317, ki bi ji omogočila, da se odzove na izbiro tipk, je razvidna iz naslednjega diagrama:

Povezane upore R2 je treba izračunati glede na R1 (240 ohmov) za nastavitev predvidenih izhodnih napetostnih izhodov.

Visoka moč LM317 Bench Power Suuply

To visokotokovno napajanje LM317 se lahko univerzalno uporablja za katero koli aplikacijo, ki zahteva visokokakovostno regulirano visokotokovno napajanje z enosmernim tokom, kot so avtomobilski ojačevalniki nizkotonskih zvočnikov, polnjenje baterij itd. Ta napajalnik je zasnovan tako, da je čim bolj vsestranski, hkrati pa zagotavlja, da število delov ostane nizko in ugodno.

Ta enostavna napajalna napetost LM317 s fiksno osjo izjemno izpolnjuje pogoje in lahko odda do 10 amperov. Izhodno napetost ureja etapa vezja, ki vsebuje R4, R5 in S3, pri čemer upoštevajte, da je stikalo S3 del R4.

Za pridobitev nespremenljive izhodne napetosti je treba določiti R4 za doseganje nič ohmov (popolnoma v nasprotni smeri urnega kazalca). V tem primeru mora biti stikalo S3 v odprtem položaju.

V tem primeru je treba prednastavljeno R5 prilagoditi, tako da vezje generira 12-voltni izhod (ali kar koli, kar zahteva vaša osebna aplikacija). Če želite imeti spremenljiv izhod, lahko R4 obrnete v smeri urnega kazalca, pri čemer je S3 v zaprtem položaju in se reši R5 iz vezja.

Z izhodno napetostjo lahko zdaj upravlja izključno upor R4. Ko je položaj stikala SPDT S2 v položaju 1, se lahko doseže najvišji izhodni tok, pri čemer dve polovici T1 dovajata tok na stopnjo filtra, da se skupni izhod toka poveča za dvakrat več.

Ob tem se bo najvišja izhodna napetost v tem položaju zmanjšala za 50%. Glede na to, da močnemu tranzistorju ni treba izgubiti večjega potenciala, je to resnično produktivno.

V položaju 2 je največja napetost praktično enaka specifikacijam moči T1. Tu smo uporabili 24-voltni transformator s središčem za T1. Nazadnje sta bila vgrajena D1 in D2 za zaščito IC LM317 v primeru izklopa napajanja z induktivno obremenitvijo na izhodu

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

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