Come utilizzare LM317 per realizzare un circuito di alimentazione variabile

In questo post discuteremo in modo approfondito come costruire un semplice circuito di alimentazione regolabile basato su LM317 utilizzando un numero minimo di componenti esterni.

Come suggerisce il nome, un circuito di alimentazione variabile fornisce all'utente una gamma di tensioni di uscita variabili in modo lineare attraverso una rotazione del potenziometro controllata manualmente.

Un LM317 è un dispositivo versatile che aiuta un hobbista elettronico a costruire un alimentatore a tensione variabile in modo rapido, economico e molto efficiente.

introduzione

Che si tratti di un noob elettronico o di un professionista esperto, un alimentazione regolabile l'unità è richiesta da tutti sul campo. È la fonte di alimentazione di base che può essere richiesta per varie procedure elettroniche, dall'alimentazione di circuiti elettronici complessi ai dispositivi elettromeccanici robusti come motori, relè ecc.

PER alimentatore variabile è un must per ogni banco di lavoro elettrico ed elettronico ed è disponibile in una varietà di forme e dimensioni sul mercato e anche sotto forma di schemi per noi.
Questi possono essere costruiti utilizzando componenti discreti come transistor, resistori ecc. O incorporando un singolo chip per le funzioni attive. Non importa quale sia il tipo, un alimentatore dovrebbe incorporare le seguenti caratteristiche per diventare un universale e affidabile con la sua natura:

Caratteristiche essenziali

• Dovrebbe essere completamente e continuamente regolabile con le sue uscite di tensione e corrente.
• La funzione di corrente variabile può essere considerata una funzione opzionale perché non è un requisito assoluto con un alimentatore, a meno che l'utilizzo non rientri nell'intervallo di valutazioni critiche.
• La tensione prodotta dovrebbe essere perfettamente regolata.

Con l'avvento di chip o circuiti integrati come LM317, L200, LM338 , LM723, la configurazione di circuiti di alimentazione con uscita a tensione variabile con le qualità eccezionali di cui sopra è diventata oggigiorno molto semplice.

Come utilizzare LM317 per produrre un output variabile

Qui proveremo a capire come costruirne uno più semplice circuito di alimentazione utilizzando l'IC LM317. Questo IC è normalmente disponibile nel pacchetto TO-220 e ha tre uscite pin.

I pin out sono molto facili da capire, poiché sono costituiti da un ingresso, un'uscita e un pin di regolazione che deve solo essere cablato con le relative connessioni.

Il pin di ingresso viene applicato con un ingresso CC rettificato, preferibilmente con l'ingresso massimo tollerabile, ovvero 24 volt secondo le specifiche dell'IC. L'uscita viene ricevuta dal pin 'out' dell'IC mentre i componenti di impostazione della tensione sono collegati attorno al pin di regolazione.

Come collegare l'LM317 in un modello di alimentazione a tensione regolabile

Come si può vedere dallo schema, l'assemblaggio non richiede quasi nessun componente ed è infatti un gioco da ragazzi mettere tutto a posto.

La regolazione del potenziometro produce una tensione lineare variabile in uscita che può essere compresa tra 1,25 volt e il livello massimo fornito all'ingresso di Ic.

Sebbene il design mostrato sia il più semplice e quindi includa solo una funzione di controllo della tensione, è possibile includere anche una funzione di controllo della corrente con l'IC.

Aggiunta di una funzione di controllo corrente

La figura sopra mostra come l'IC LM317 può essere efficacemente utilizzato per la produzione di tensioni e correnti variabili, come desiderato dall'utente. Il potenziometro 5K viene utilizzato per regolare la tensione, mentre il resistore di rilevamento della corrente da 1 Ohm viene selezionato in modo appropriato per acquisire il limite di corrente desiderato.

Miglioramento con la funzione di uscita ad alta corrente

L'IC può essere ulteriormente migliorato per produrre correnti superiori ai suoi valori nominali. Il diagramma seguente mostra come l'IC 317 può essere utilizzato per produrre più di 3 ampere di corrente.

Tensione variabile LM317, regolatore di corrente

Il nostro versatile IC LM317 / 338/396 può essere utilizzato come regolatore di tensione e corrente regolabile attraverso semplici configurazioni.

L'idea è stata costruita e testata da uno degli avidi lettori di questo blog, il signor Steven Chiverton, e utilizzata per pilotare diodi laser speciali che sono noti per avere specifiche operative rigorose e possono essere guidati solo attraverso circuiti di pilotaggio specializzati.

La configurazione LM317 discussa è così accurata che diventa ideale per tutte queste applicazioni specialistiche regolate in corrente e tensione.

Funzionamento del circuito

Facendo riferimento allo schema del circuito mostrato, la configurazione sembra piuttosto semplice, si possono vedere due IC LM317, uno configurato nella sua modalità di regolazione della tensione standard e l'altro in una modalità di controllo della corrente.

Per essere precisi l'LM317 superiore costituisce lo stadio del regolatore di corrente mentre quello inferiore funge da stadio del regolatore di tensione.

La sorgente di alimentazione in ingresso è collegata attraverso Vin e massa del circuito del regolatore di corrente superiore, l'uscita da questo stadio va all'ingresso dello stadio del regolatore di tensione variabile LM317 inferiore. Fondamentalmente entrambi gli stadi sono collegati in serie per implementare una completa regolazione di tensione e corrente per il carico collegato che è un diodo laser nel caso di specie.

R2 è selezionato per acquisire un intervallo di circa 1,25 A limite di corrente massimo, il minimo consentito è 5 mA quando i 250 ohm completi sono impostati nel percorso, il che significa che la corrente al laser può essere impostata come desiderato, ovunque tra 5 mA e 1 amp.

Calcolo della tensione di uscita

La tensione di uscita di un circuito di alimentazione LM317 potrebbe essere determinata con la seguente formula:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

dove è = VREF = 1,25

La corrente ADJ è solitamente di circa 50 µA e quindi troppo trascurabile nella maggior parte delle applicazioni. Puoi ignorarlo.

Calcolo del limite di corrente

Quanto sopra viene calcolato utilizzando la seguente formula:

R = 1,25 / corrente massima consentita

La tensione controllata in corrente acquisita dallo stadio superiore viene quindi applicata al circuito del regolatore di tensione LM317 inferiore, che consente di impostare la tensione desiderata da 1,25 V a 30 V, qui la portata massima è 9 V poiché la sorgente è una batteria da 9 V. Ciò si ottiene regolando R4.

Il circuito discusso è assegnato per gestire non più di 1,5 amp, se è richiesta una corrente maggiore, entrambi i circuiti integrati possono essere sostituiti con LM338 per ottenere una corrente massima di 5 amp o LM396 per una corrente massima di 10 amp.

Le seguenti belle foto sono state inviate dal signor Steven Chiverton, dopo che il circuito è stato costruito e verificato con successo da lui.

Immagini prototipo

Aggiornamento LM317 con controllo della tensione a pulsante

Finora abbiamo imparato come configurare un LM317 per produrre un'uscita regolabile utilizzando un potenziometro, ora capiamo come possono essere usati i pulsanti per abilitare la selezione della tensione controllata digitalmente. Eliminiamo l'uso del potenziometro meccanico e lo sostituiamo con una coppia di pulsanti per la selezione su / giù dei livelli di tensione desiderati.

L'innovazione converte il design tradizionale dell'alimentatore LM317 in un design di alimentazione digitale, eliminando il potenziometro a bassa tecnologia che potrebbe essere soggetto a usura a lungo termine con conseguenti operazioni irregolari e uscite di tensione errate.

Il design LM317 modificato che gli consentirebbe di rispondere alle selezioni dei pulsanti può essere visto nel diagramma seguente:

Le resistenze R2 associate devono essere calcolate rispetto a R1 (240 ohm) per impostare le uscite di tensione selezionate del pulsante previste.

Potenza da banco LM317 ad alta corrente Suuply

Questo alimentatore LM317 ad alta corrente può essere utilizzato universalmente per qualsiasi applicazione che richieda un'alimentazione CC ad alta corrente regolata di alta qualità, come amplificatori subwoofer per auto, carica della batteria, ecc. e conveniente.

Questo semplice alimentatore a tensione regolabile per os fisso LM317 soddisfa le condizioni in modo superbo ed è in grado di erogare fino a 10 ampere. L'uscita di tensione è regolata dallo stadio del circuito contenente R4, R5 e S3 osservare che l'interruttore S3 è una parte di R4.

Per ottenere un'uscita di tensione fissa, R4 deve essere determinato per ottenere zero ohm (completamente in senso antiorario). In questa situazione, l'interruttore S3 dovrebbe essere in posizione aperta.

In tal caso, il preset R5 dovrebbe essere ottimizzato in modo che il circuito generi un'uscita a 12 volt (o qualsiasi cosa richieda la tua applicazione personale). Per avere un'uscita variabile, R4 può essere ruotato in senso orario, con S3 in posizione chiusa, e si elimina R5 dal circuito.

La tensione di uscita può ora essere azionata esclusivamente dalla resistenza R4. Quando la posizione dell'interruttore SPDT S2 è in 1, la corrente di uscita più alta può essere ottenuta avendo le due metà di T1 che forniscono corrente allo stadio del filtro, al fine di aumentare l'uscita di corrente complessiva 2 volte di più.

Detto questo, la massima tensione di uscita sarà ridotta del 50% in questa posizione. È davvero un'impostazione molto produttiva considerando che il transistor di potenza non deve far cadere una quantità significativa di potenziale.

Nella posizione 2, la tensione massima è praticamente uguale alle specifiche di potenza di T1. Qui, abbiamo impiegato un trasformatore a presa centrale da 24 volt per T1. Infine, D1 e D2 sono stati incorporati per salvaguardare l'IC LM317 nel caso in cui l'alimentazione fosse spenta con un carico induttivo in uscita

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

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