Lm317; регулируемый стабилизатор напряжения и тока

lm317 — регулируемый стабилизатор напряжения и тока

Стабилизатор тока для светодиодов применяется во многих светильниках. Как и всем диодам, LED присуще нелинейная вольт-амперная зависимость. Что это значит? При повышении напряжения, сила тока медленно начинает набирать мощь. И только при достижении порогового значения, яркость светодиода становится насыщенной. Однако если ток не перестанет расти, то лампа может сгореть.

Правильная работа LED может быть обеспечена только благодаря стабилизатору. Эта защита необходима еще и по причине разброса пороговых значений напряжения светодиода. При подключении по параллельной схеме лампочки могут просто на просто сгореть, так как им приходится пропускать недопустимую для них величину тока.

Скачать печатную плату стабилизатора на LM317

Достоинства данного стабилизатора.

  • простота в изготовлении
  • надежность
  • дешевизна
  • доступность компонентов

Недостатки

  • низкий КПД.
  • необходимость использования массивных радиаторов.
  • не смотря на компактность самой платы. Размеры стабилизатора с радиатором достаточно внушительного размера.

Для изготовления данного устройства Вам понадобится:

  • Стабилизатор LM317 -1шт.
  • Транзистор КТ818 -1шт. в пластиковом корпусе (TO-220)
  • Диод КД522 или аналогичный -1шт.
  • Резистор R1 -47ОМ желательно от 1Вт -1шт.
  • Резистор R3 220Ом от 0.25 Вт -1шт.
  • Переменный резистор линейный — 5кОм -1шт.
  • Конденсатор электролитический 1000мФ от 50В -1шт.
  • Конденсатор электролитический 100мФ от 50В -1шт.
  • Диодный мост током от 5А

Данная схема не критична к точному соблюдению номиналов радио элементов. Например резистор R1 может быть от 30 до 50 Ом, резистор R3 от 200 до 240Ом. Диод можно не ставить.

Фильтрующие конденсаторы можно поставить и большей емкостью, однако стоит учитывать, что конденсатор дает небольшой прирост по напряжению.

Транзистор КТ818 можно заменить аналогичными импортного производства 2N5193, 2N6132, 2N6469, 2N5194, 2N6246, 2N6247.

Сборка стабилизатора на LM317

Сборка стабилизатора выполняется на одностороннем стеклотекстолите и выглядит примерно так.

Диодную сборку следует выбирать исходя из максимального тока способного дать трансформатор.

Транзистор и микросхему я установил на радиатор через изолирующие прокладки. Радиатор выбрал максимально большой из имеющихся и подходящий под мой корпус. Закрепил его двумя болтами к нижней крышке корпуса.

На радиатор установил кулер от старой видеокарты, для более эффективного охлаждения. В верхней и задней крышке просверлил вентиляционные отверстия.

У выбранного мной трансформатора для стабилизатора на LM317 только одна вторичная обмотка на 27В. По этому для питания вольтметра и вентилятора я использовал плату от зарядного устройства мобильного телефона. Она выдает напряжение 5В и ток до 900мА.

Готовый блок питания выглядит так.

Примеры применения стабилизатора LM-317 (схемы включения)

Для микросхемы lm317 разработано множество применений. Большая часть схем включения отражена в технической документации на элемент. Там же приведены номиналы элементов.

Стабилизатор тока

Стабилизатор тока на lm317 – это одно из основных нетиповых применений микросхемы. Такая схема включения применяется для конструирования универсальных устройств заряда аккумуляторов. Также может использоваться в тех случаях, когда необходим источник стабильного тока с величиной от 10 мА до 1.5 А.

Схема отличается простотой, поскольку содержит всего два элемента: саму микросхему и токозадающий резистор. Сопротивление резистора находят по формуле:

Весь выходной ток проходит через данный резистор, поэтому он должен обладать необходимой мощностью рассеивания. Величину мощности определяют из выражения:

Данный регулятор позволяет реализовать зарядное устройство, чтобы зарядить аккумулятор током от 50 мА до 1.5 А. Если учесть, что для большинства аккумуляторов зарядный ток выбирается как 1/10 емкости, то можно обслуживать батареи от 0.5 до 15 А∙ч.

Источник питания на 5 Вольт с электронным включением

Источник питания с электронным включением сконструирован таким образом, что при подаче логической единицы с уровнем TTL напряжение падает до минимума (1.25 В). В случае подачи логического «нуля» выход определяется резисторами R1, R2 и составляет 5 В.

Переключение основано на том, что резистор R2 зашунтирован переходом эмиттер-коллектор транзистора. При подаче высокого уровня напряжения транзистор открывается и замыкает управляющий вывод микросхемы на корпус.

Регулируемый стабилизатор напряжения на LM-317

Данная схема включения lm317 является основной. В простейшем варианте используется всего три радиоэлемента:

  • лм317;
  • опорный резистор R1;
  • регулировочный резистор R2.

Связь между сопротивлением резисторов и выходным напряжением описывается выражением:

Типовая схема позволяет регулировать напряжение выхода в пределах от 1.25 до 37 В.

Используя онлайн калькулятор, можно пересчитывать номиналы элементов для большинства типовых вариантов включения. Добавив несколько дополнительных компонентов, можно получить схемы с лучшими характеристиками. Например, если через диод подать на нижний вывод регулировочного резистора отрицательное смещение, то можно получить нижний предел выходного напряжения, равный нулю.

Техническая документация к электронным компонентам на русском языке.

Мощность рассеивания не более 20 Вт.

А, значит, все рекомендации и особенно схемы приложений, приводимые в datasheets, носят теоретический, рекомендательный характер.

Заинтересовавшихся прошу… Немного теории: Стабилизаторы бывают линейные и импульсные.

А в LM — при снижении выходного напряжение ниже 1,25 В. Надо бы хуже, да некуда. В процессе подбора сопротивлений допускается небольшое отклонение 8…10 мА. Что довольно часто наблюдается при изготовлении мощного светильника на светодиодах.

Его мощность выбирается не менее 0,5 Вт; для питания трехватных светодиодов потребуется резистор сопротивлением 1,2 Ом, ток составит 1 А, а мощность рассеивания не менее 1,2 Вт. Список решаемых задач данного стабилизатора довольно обширен — это и питание различных электронных схем, радиотехнических устройств, вентиляторов, двигателей и прочих устройств от электросети или других источников напряжения, например аккумулятора автомобиля.

Теперь — о самом неприятном, а именно о несоответствии реальных электрических характеристик заявленным. Как вы уже поняли, микросхему необходимо обеспечить хорошим радиатором.

Производители этих компонентов гарантируют более высокую стабильность выходного напряжения, низкий ток регулирования, повышенную мощность с тем же минимальным выходным напряжением не более 1,3 В. Что касается второго параметра Iadj, то это фактически паразитный ток. Предлагаю вниманию обзор интегрального линейного регулируемого стабилизатора напряжения или тока LM по цене 18 центов за штуку. И не удивительно в связи с этим, что в цепи Adj рекомендуется ставить конденсатор С2. Вот только одно маленькое НО … Внутренняя часть LM содержит стабилизатор тока, в котором использован стабилитрон на напряжение 6,3 В.

Список решаемых задач данного стабилизатора довольно обширен — это и питание различных электронных схем, радиотехнических устройств, вентиляторов, двигателей и прочих устройств от электросети или других источников напряжения, например аккумулятора автомобиля. Значит, надо следить не только за максимальным током нагрузки, но и за минимальным тоже? Его мощность выбирается не менее 0,5 Вт; для питания трехватных светодиодов потребуется резистор сопротивлением 1,2 Ом, ток составит 1 А, а мощность рассеивания не менее 1,2 Вт. Затем подключают в схему со светодиодом.
Параллельное включение стабилизаторов …

Схемы и расчеты

Наибольшее применение ИС нашли в источниках питания светодиодов. Рассмотрим простейшую схему стабилизатора тока (драйвера), состоящую всего из двух компонентов: микросхемы и резистора. На вход ИМ подается напряжение источника питания, управляющий контакт соединяется с выходным через резистор (R), а выходной контакт микросхемы подключается к аноду светодиода.

Читайте также  Подключение интернет кабеля

Если рассматривать самую популярную ИМ, Lm317t, то сопротивление резистора рассчитывают по формуле: R=1,25/I (1), где I – выходной ток стабилизатора, значение которого регламентируется паспортными данными на LM317 и должно быть в диапазоне 0,01-1,5 А. Отсюда следует, что сопротивление резистора может быть в диапазоне 0,8-120 Ом. Мощность, рассеиваемая на резисторе, рассчитывается по формуле: PR=I 2 ×R (2). Включение и расчеты ИМ lm350, lm338 полностью аналогичны.

Полученные расчетные данные для резистора округляют в большую сторону, согласно номинальному ряду.

Постоянные резисторы производятся с небольшим разбросом значения сопротивления, поэтому получить нужное значение выходного тока не всегда возможно. Для этой цели в схему устанавливается дополнительный подстроечный резистор соответствующей мощности. Это немного увеличивает цену сборки стабилизатора, но гарантирует получение необходимого тока для питания светодиода. При стабилизации выходного тока более 20% от максимального значения, на микросхеме выделяется много тепла, поэтому ее необходимо снабдить радиатором.

Построение мощных регулируемых блоков питания

Внутренний транзистор lm317 недостаточно мощный, для его увеличения придется использовать внешние дополнительные транзисторы. В данном случае выбираются компоненты без ограничений, потому что управление ими требует намного меньших величин токов, которые микросхема вполне способна предоставить.

Регулируемый блок питания lm317 с внешним транзистором не сильно отличается от обычного включения. Вместо постоянного R2 устанавливается переменный резистор, а база транзистора подключается на вход микросхемы через дополнительный ограничивающий резистор, запирающий транзистор. В качестве управляемого используется биполярный ключ с проводимостью p-n-p. В таком исполнении микросхема оперирует токами порядка 10 мА.

При проектировании двухполярных источников питания потребуется использовать комплементарную пару этой микросхемы, которой является lm337. А для увеличения выходного тока применяется транзистор с проводимостью n-p-n. В обратном плече стабилизатора компоненты подключаются таким же образом, как и в верхнем. В качестве первичной цепи выступает трансформатор или импульсный блок, что зависит от качества работы схемы и ее эффективности.

Типы стабилизаторов

По способу ограничения силы тока выделяют два типа устройств:

  • Линейный;
  • Импульсный.

Линейный стабилизатор работает по принципу делителя напряжения. Он выпускает из себя ток заданного параметра, рассеивая избытки в виде тепла. Принцип работы такого прибора можно сравнить с лейкой оснащённой дополнительным сливным отверстием.

  • доступная цена;
  • простая схема монтажа;
  • легко собрать своими руками.

Недостаток — из-за нагрева плохо приспособлен к работе с большой нагрузкой.

Импульсный стабилизатор как овощерезка через специальный каскад нарезает входящий ток, выдавая строго дозированную норму.

  • предназначен для высоких нагрузок;
  • не греется во время работы.
  • требует источника питания для собственной работы;
  • создает электромагнитное излучения;
  • относительно высокая цена;
  • сложен для самостоятельного изготовления.

Учитывая малую силу тока в автомобильных светодиодах можно собрать простой стабилизатор для светодиодов своими руками. Наиболее доступный и простой драйвер светодиодных ламп и лент собирают на микросхеме lm317.

Цоколёвка микросхемы и транзистора

Корпус взял от БП компьютера. Передняя панель изготовленная из текстолита, желательно установить вольтметр на этой панели. Я не установил, потому что пока не нашёл подходящего. Также на передний панели установил зажимы для выходных проводов.

Входную розетку оставил для питания самого БП. Печатная плата сделанная для навесного монтажа транзистора и микросхемы стабилизатора. Их закрепил на общем радиаторе через резиновую прокладку. Радиатор взял солидный (на фото его видно). Его нужно брать как можно больший — для хорошего охлаждения. Всё-таки 3 ампера — это немало!

Сегодня, когда практически каждый год появляются новые технологии и электроприборы, очень сложно обойдись без некоторой аппаратуры в домашних условиях. Особенно большая роль в нашей жизни отводится блокам питания. Любой радиолюбитель должен уметь собирать это прибор своими руками.

В сегодняшней статье речь пойдет о том, как сделать такой важный в домашней лаборатории электроприбор, как блок питания lm317. Сфера применения такого оборудования огромна, поэтому знания о том, как его можно собрать своими руками будут актуальными и полезными в быту.

Сбор аппарата

Когда схема проектирования выбрана и подготовлены все необходимые запчасти, можно смело приступать к созданию стабилизатора тока на lm317. Процесс производства, схема подключения должна осуществляться таким образом:

  1. Монтируется подобранный вид трансформаторного агрегата.
  2. Производится сбор каскадной схемы и выпрямительного оборудования.
  3. Спаиваются все полупроводниковые светодиоды.

Важно знать! Вид выпрямительного элемента может относиться к двухполупериодному или однополупериодному оборудованию, обладающему удвоенными и утроенными мостовыми. Для изготовления аппарата по стандартной схеме следует применять мостовой вариант выправления.

  1. Производится определение выводов на системе. Их насчитывается всего три: вес, выход, вход. Чтобы в процессе не запутаться, нужно обозначить параметры на элементах соответствующими цифрами, от 1 до 3.
  2. Переверните агрегат таким образом, чтобы обозначенная вами нумерация имела начало с левой стороны.
  3. Проведите регулировку напряжения, стабилизируя параметры. Для этого минус поддайте на вывод «2» одновременно снимая настроенное значение интенсивности тока с третьего элемента.
  4. Исходя из выбранной вами схемы, осуществите монтаж остальных запчастей и поместите их в прочный пластиковый или алюминиевый корпус.

Форма изделия может быть различной, здесь все зависит от предпочтений пользователя и размерных параметров составляющих деталей.

Так выглядит самодельный СП в собранном виде

Если грамотно подобрать схему, следовать правилам подключения и производить процесс поэтапно, в результате может выйти качественный стабилизатора тока на lm317 микросхеме. Данный прибор послужит незаменимым агрегатом в каждой «домашней» лаборатории, специализированной на создании электротехнических устройств.

ВИДЕО: Самодельный стабилизатор напряжения для LED/светодиодов