Стабилизатор напряжения на lm317 схема включения

Понадобилось мне подключить некое устройство, которому требуется стабильные 4 вольта к автомобильной сети, в которой, как известно, напряжение гуляет в районе 12 — 14 вольт. И решил я по-быстрому собрать простой стабилизатор, он же регулятор напряжения на LM317. Cхема питания на LM317 состоит всего из нескольких деталей.

Как известно, LM317 — это регулятор напряжения, также эта микросхема может работать в режиме регулятора тока, и использоваться как драйвер для светодиодов, но об этом в другой статье.

Характеристики LM317(в корпусе ТО-220)

• Рабочий ток — 500 mA
• Максимальный ток — 1,5 А
• Максимальная мощность 20 W
• Входное напряжение — 1,2…37 V
• Защита от перегрузки по току и от перегрева

 Скачать даташит на LM317

 

---

 

 

Купить ЛМ317 можно недорого у наших китайских друзей 

 

 

---

 

LM317 схема подключения

Подобрать сопротивления для другого выходного напряжения можно воспользовавшись формулой, или калькулятором.

 Vo=1.25(1+R₂/R₁)

КАЛЬКУЛЯТОР LM317

Напряжение на выходе: V
R1 = Ом
R2 = Ом

 

 

LM317 схема включения может работать всего с двумя сопротивлениями, номиналы которых задают выходное напряжение схемы. Но лучше добавить пару конденсаторов.

С такими номиналами сопротивлений данная схема выдает 4 V, при входном напряжении 6…37 V

 

Стабилизатор напряжения на lm317

lm317 схема включения

 

Работа данной схемы питания на lm317

Для проверки работы используется:

• регулируемый источник питания (серая коробка с показаниями напряжения и тока), подает напряжение на вход платы LM317
• вольтметр, показывает напряжение на выходе платы LM317
• лампочка, в качестве нагрузки

 

Включаю блок питания, начинаю увеличивать напряжение 

 

Продолжаю увеличивать напряжение на входе, на выходе так же напряжение растет.

 

LM317 стабилизировала напряжение на уровне 3,87V, когда входное дошло до 5,9V

 

Продолжаю увеличивать входное напряжение. На выходе зафиксировалось стабильно 3,87V

 

 

Входное уже 14.3V, на выходе стабильно 3,87V

 

Входное уже 24.3V, на выходе стабильно 3,87V

 

Через некоторое время микросхема LM317 нагрелась и ушла в защиту, лампочка погасла. Ничего не трогая, микросхема немного остыла и после этого сама включилась, но далее снова нагрелась и ушла в защиту.

Чем больше разница между входным напряжением и выходным на LM317, тем больше выделяется тепла.  К тому же ток в 0.77A это немного больше рабочего, который составляет 0,5А, но меньше максимального 1А. Микросхема способна держать такую нагрузку, с такой разницей входного и выходного напряжения, но при условии использования радиатора охлаждения.

Преимущества LM317

• простая схема с минимумом деталей обвески
• невысокая стоимость
• широкий диапазон входного напряжения
• хорошая стабильность выходного напряжения

Недостатки LM317

• невысокий КПД при большой разнице входного и требуемого на выходе напряжения
• необходим радиатор охлаждения, так, как микросхема работает в линейном режиме и нагревается

 

Альтернативные варианты стабилизаторов напряжения на LM317

Китайские друзья по достоинству оценили возомжности данной микросхемы и предоставляют возможность купить готовые варианты стабилизаторов тока на LM317

На рисунке сверху имеется выпрямитель напряжения в виде диодной сборки и дополнительный сглаживающий конденсатор. Так что можно просто цеплять трансформатор и получить блок питания с регулировкой напряжения на lm317. Под ним более миниатюрная плата питания, которая работает аналогично собранной мной, но там есть переменный резистор для регулировки.

Если все-таки хочется съпаять самому, есть набор для самостоятельной сборки

 

Регулируемый стабилизатор напряжения до 1.5 Ампер

Стабилизатор напряжения — это устройство, поддерживающее с определенной точностью неизменным напряжение на нагрузке. Механизм поддержания требуемого напряжения включает в себя замкнутую систему автоматического регулирования, в которой выходное напряжение устанавливается равным или пропорциональным стабильному опорному напряжению, создаваемому специальным источником опорного напряжения (ИОН). Стабилизаторы такого типа, называются компенсационными. Регулирующий элемент может работать с непрерывным регулированием в этом случае стабилизатор называется линейным, а также в ключевом (импульсном) режиме. Несмотря на обширное внедрение в современную РЭА импульсных интегральных стабилизаторов напряжения, обладающих высоким КПД, область применения линейных стабилизаторов остается весьма широкой, поскольку только линейные стабилизаторы способны обеспечить эффективное подавление пульсаций, минимальный уровень шумов и помех.

Современные линейные стабилизаторы, содержат схемы защиты от перегрузки по току и перегрева.

Обычно линейные регуляторы с падением напряжения меньше 1 В (минимальная разность между входным напряжением Uвх и выходным напряжением Uвых) рассматриваются как регуляторы с малым падением напряжения (LowDropoutVoltage, LDO). Регуляторы с падением напряжения больше 1 В относятся к стандартным линейным регуляторам. Регуляторы LDO необходимы когда допускается приближение входного напряжения к выходному напряжению, а рассеяние мощности должно быть сведено к минимуму. При выборе линейного регулятора необходимо так же учитывать тепловые параметры микросхемы. Для большинства регуляторов LDO определена максимальная температура р-п-перехода, при которой гарантируется их функционирование. Это условие ограничивает рассеяние мощности, которое способен поддерживать регулятор. Мощность рассеивается корпусом линейного регулятора и внешним радиатором для того, чтобы температура р-п-переходов гарантированно находилась в допустимых пределах.

К другим факторам, влияющим на тепловые характеристики, относятся топология печатной платы, расположение компонентов и их взаимодействие на плате, обтекание потоком воздуха и высота компонента. За дополнительными сведениями по учету тепловых параметров в конструкциях линейных регуляторов обратитесь к описанию микросхемы.

Далее будем рассматривать линейный стабилизатор LM 317, достоинством которого является сравнительная простота схемы, минимальное число внешних элементов и отсутствие импульсных помех, присущее ключевым стабилизаторам.

Виды корпусов стабилизатора типа LM 317

Характеристики стабилизатора LM 317

Описание формулы расчёта и спецификация элементов стандартной схемы

• Для защиты микросхемы от короткого замыкания по входу и выходу, предназначены диоды D1 (по входу) и D2 (по выходу). Производитель допускает работу стабилизатора без использования защитных диодов если напряжение на выходе не превышает 25 вольт.
• Конденсатор С1 рекомендуется, если стабилизатор не находится в непосредственной близости от источника входного напряжения U вх (от конденсаторов фильтра питания).
• Конденсатор С2 снижает уровень пульсаций на выходе микросхемы и влияет на скорость реакции стабилизатора на изменение выходного напряжения U вых.
• Резисторы R1 и R2 необходимы для установки выходного напряжения. Для стабильности выходного напряжения сопротивление R1 не должно быть выше 240 Ом. Ток, на втором выводе микросхемы (I adj) паразитный, производитель указывает его в диапазоне от 50 до 70 мкА.
• Опорное напряжение Uref = 1.25 вольт. Изменяя значение R2,мы можем устанавливать требуемое значение выходного напряжения (U вых).
• Для максимальной реализации выходных параметров ИМС необходимо осуществлять контактирование резисторного делителя обратной связи и выходного конденсатора (R1, R2, C3) как можно ближе к выходу ИМС, а саму ИМС рекомендуется устанавливать в непосредственной близости к нагрузке.
• При использовании дополнительного радиатора, рассеиваемая мощность не должна превышать 10 Вт. При этом температура кристалла микросхемы должна быть не более 130 °С.
• Важно помнить и не превышать установленные производителем выходные характеристики. В случае превышения тока нагрузки, сработает цепочка защиты.

Для расчёта после ввода данных входного напряжения (U вх) введите значение R2 или желаемое выходное напряжение (U вых)

Внимание! Пользователям устаревших браузеров полный функционал не доступен!

Расчетные значения:

U_ВХ  = 

R₂  =   Ом

U_ВЫХ  = 

Поиск микросхемы стабилизатора LM317 на сайте

Найти на сайте

Поиск диодов D1 и D2 на сайте:

Найти на сайте

Поиск конденсаторов сайте:

С₁ = 0. 1 мкФ

Найти на сайте

С₂ = 10 мкФ

Найти на сайте

С₃ = 1 мкФ

Найти на сайте

Поиск резистора на сайте:

Внимание! Производители объединяют резисторы в серии или ряды: E6, E12, E24…
Для подбора компонента будет использована серия E24.

R₁ = 240 Ом 0.25Вт 5%

Найти на сайте

R₂ = 0.25Вт 5%

Найти на сайте

*

Подбор компонентов по результатам расчета имеет рекомендательный характер.
Проверяйте технические характеристики компонента или изделия.

Обнаружили ошибку или неточность в работе калькулятора? Сообщите нам об этом.
Соблюдайте технику безопасности во время работы с электронными компонентами!

SCR/триак-управляемая схема автоматического стабилизатора напряжения

В этом посте мы обсудим относительно простую схему автоматического стабилизатора сетевого напряжения, управляемую симистором, в которой используются логические ИС и несколько симисторов для управления уровнями сетевого напряжения.

Благодаря твердотельной конструкции переходы переключения напряжения очень плавные с минимальным износом, что обеспечивает эффективную стабилизацию напряжения.

Откройте для себя весь процесс создания этого уникального полупроводникового стабилизатора сетевого напряжения.

Предложенная схема стабилизатора переменного напряжения, управляемого симистором, обеспечит превосходную 4-х ступенчатую стабилизацию напряжения любого электроприбора на его выходе.

Благодаря отсутствию движущихся частей его эффективность еще больше повышается. Узнайте больше об этом бесшумном операторе: Power Guard.

Схема автоматического стабилизатора напряжения, описанная в одной из моих предыдущих статей, хоть и полезная, но в силу своей более простой конструкции не имеет возможности дискретно управлять разными уровнями переменного сетевого напряжения.

Предложенная идея, хотя и не проверенная, выглядит довольно убедительно, и если критические компоненты подобраны правильно, она должна работать должным образом.

Представленная схема стабилизатора напряжения переменного тока, управляемого симистором, выдающаяся по своим характеристикам и является почти идеальным стабилизатором напряжения во всех отношениях.

Как обычно, схема была разработана исключительно мной. Он способен точно контролировать и измерять входное напряжение сети переменного тока с помощью 4 независимых шагов.

Использование симисторов обеспечивает быстрое переключение (в пределах 2 мс) и отсутствие искр или переходных процессов, обычно связанных со стабилизаторами релейного типа.

Кроме того, поскольку не используются движущиеся части, весь блок становится полностью твердотельным и почти постоянным.

Давайте посмотрим, как работает схема.

ВНИМАНИЕ:
КАЖДАЯ ТОЧКА ЦЕПИ, ПРЕДСТАВЛЕННОЙ ЗДЕСЬ, МОЖЕТ БЫТЬ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, ПОЭТОМУ ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНА ПРИ прикосновении в положении ВКЛЮЧЕНО. РЕКОМЕНДУЕТСЯ С МАКСИМАЛЬНОЙ ОСТОРОЖНОСТЬЮ И ОСТОРОЖНОСТЬЮ, НАСТОЯТЕЛЬНО РЕКОМЕНДУЕТСЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕРЕВЯННОЙ ДОСКИ ПОД НОГАМИ ПРИ РАБОТЕ С ЭТОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ. … НОВИЧКИ, ПОЖАЛУЙСТА, БЕГИТЕ.

Работа схемы

Функционирование схемы можно понять по следующим пунктам:

Транзисторы с T1 по T4 устроены таким образом, чтобы воспринимать постепенное повышение входного напряжения и проводить один за другим по мере увеличения напряжения и наоборот.

Шлюзы N1-N4 из IC 4093 сконфигурированы как буферы. Выходы транзисторов подаются на входы этих затворов.

Все вентили взаимосвязаны друг с другом таким образом, что выход только определенного вентиля остается активным в заданный период времени в соответствии с уровнем входного напряжения.

Таким образом, при повышении входного напряжения затворы реагируют на транзисторы, и их выходы последовательно становятся логическими HI один за другим, гарантируя, что выход предыдущего затвора закрыт, и наоборот.

Логический привет от конкретного буфера подается на затвор соответствующего тиристора, который проводит и соединяет соответствующую «горячую» линию от трансформатора к внешнему подключенному устройству.

По мере роста напряжения соответствующие симисторы последовательно выбирают соответствующие «горячие» концы трансформатора для увеличения или уменьшения напряжения и поддержания относительно стабилизированного выходного сигнала.

Как собрать схему

Конструкция этой схемы управления симисторным блоком питания переменного тока проста и требует приобретения необходимых деталей и их правильной сборки на обычной печатной плате.

Совершенно очевидно, что человек, пытающийся собрать эту схему, знает немного больше, чем просто основы электроники.

Все может пойти совсем не так, если в финальной сборке будет какая-то ошибка.

Вам потребуется внешний переменный (от 0 до 12 В) универсальный источник питания постоянного тока для настройки устройства следующим образом: найти, что он будет производить 9вольт на входе 170 вольт, 13 вольт будет соответствовать 245 вольт, а 14 вольт будет эквивалентен входу примерно 260 вольт.

Как настроить и проверить цепь

Сначала оставьте точки «AB» отключенными и убедитесь, что цепь полностью отключена от сети переменного тока.

Настройте внешний универсальный источник питания на 12 вольт и подключите его плюс к точке «В», а минус к общему заземлению цепи.

Теперь отрегулируйте P2 так, чтобы LD2 только что включился. Уменьшите напряжение до 9и отрегулируйте P1, чтобы включить LD1.

Аналогичным образом отрегулируйте P3 и P4, чтобы соответствующие светодиоды загорались при напряжении 13 и 14 соответственно.

Процедура настройки завершена. Удалите внешнее питание и соедините точки «AB» вместе.

Теперь все устройство можно подключить к сети переменного тока, чтобы сразу начать работу.

Вы можете проверить работу системы, подав переменный входной переменный ток через автотрансформатор и проверив выходной сигнал с помощью цифрового мультиметра.

Стабилизатор напряжения переменного тока, управляемый симистором, отключается при напряжении ниже 170 и выше 300 вольт.

IC 4093 Расположение выводов внутреннего затвора

Перечень деталей

Для сборки этого стабилизатора напряжения переменного тока с управлением SCR потребуются следующие детали:
Все резисторы ¼ Вт, CFR 5%, если не указано иное.

• R5, R6, R7, R8 = 1M ¼ Вт,
• Все симисторы на 400 В, 1 кВ,
• T1, T2, T3, T4 = BC 547,
• Все стабилитроны = 3 В 400 мВт,
• Все диоды = 1N4007,
• Все предустановки = 10K линейный,
• R1, 2, 3, 4 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 = 1K ¼ Вт,
• N1–N4 = IC 4093,
• C1 и C3 = 100 мкф/25 вольт,
• C2 = 104, керамический,
• Трансформатор стабилизатора Power Guard = «Изготавливается на заказ» с отводами на выходе 170, 225, 240, 260 В при входном напряжении 225 В или ответвлениями на 85, 115, 120, 130 В при входном напряжении 110 В переменного тока .
• TR1 = Понижающий трансформатор, 0–12 В, 100 мА.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем/печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными схемами и учебными пособиями.