En aquest post analitzarem detalladament com construir un senzill circuit de font d'alimentació ajustable basat en LM317 amb un nombre mínim de components externs.
Com el seu nom indica, un circuit d'alimentació variable proporciona a l'usuari una gamma de tensions de sortida que varien linealment mitjançant una rotació de potenciòmetre controlada manualment.
Un LM317 és un dispositiu versàtil que ajuda un aficionat electrònic a construir una font d'alimentació de tensió variable de forma ràpida, econòmica i molt eficient.
Introducció
Ja sigui un noob electrònic o un professional expert, un font d'alimentació ajustable la unitat la requereix tothom al camp. És la font bàsica d’energia que es pot necessitar per a diversos procediments electrònics, des de l’alimentació de complexos circuits electrònics fins a dispositius electromecànics robustos com motors, relés, etc.
A unitat d'alimentació variable és imprescindible per a tots els bancs de treball elèctrics i electrònics i està disponible en diverses formes i mides al mercat i també en forma d’esquemes.
Aquests es poden construir utilitzant components discrets com transistors, resistències, etc. o incorporant un sol xip per a les funcions actives. Independentment del tipus que sigui, una font d'alimentació hauria d'incorporar les funcions següents per convertir-se en universal i fiable per la seva naturalesa:
Funcions essencials
- Ha de ser ajustable de forma total i contínua amb les seves sortides de tensió i corrent.
- La característica actual variable es pot prendre com a opcional perquè no és un requisit absolut amb una font d'alimentació, tret que l'ús estigui dins de les avaluacions crítiques.
- La tensió produïda s’ha de regular perfectament.
Amb l’aparició de xips o circuits integrats com LM317, L200, LM338 , LM723, configurar circuits de subministrament d’energia amb sortida de tensió variable amb les qualitats excepcionals anteriors s’ha tornat molt fàcil en l’actualitat.
Com s'utilitza LM317 per produir una sortida variable
Aquí intentarem entendre com construir un mètode més senzill circuit d'alimentació mitjançant l’IC LM317. Aquest IC està disponible normalment en el paquet TO-220 i té tres sortides de pin.
Les sortides de pin són molt fàcils d’entendre, ja que consisteixen en una entrada, una sortida i un pins d’ajust que només cal connectar amb les connexions pertinents.
El pin d’entrada s’aplica amb una entrada de CC rectificada, preferiblement amb l’entrada màxima tolerable, que és de 24 volts segons les especificacions de l’IC. La sortida es rep des del pin 'out' del CI mentre els components de configuració del voltatge es connecten al voltant del pin d'ajust.
Com connectar LM317 en un disseny de font d'alimentació de tensió ajustable
Com es pot veure al diagrama, el conjunt no necessita components i, de fet, és un joc infantil per aconseguir que tot estigui al seu lloc.
L'ajust de l'olla produeix un voltatge linealment variable a la sortida que pot estar des d'1,25 volts fins al nivell màxim subministrat a l'entrada de l'Ic.
Tot i que el disseny mostrat és el més senzill i, per tant, només inclou una funció de control de voltatge, també es pot incloure una funció de control de corrent amb el CI.
Afegir una funció de control actual
A la figura anterior es mostra com l’IC LM317 es pot utilitzar eficaçment per produir tensions i corrents variables, segons desitgi l’usuari. La pota de 5K s'utilitza per ajustar la tensió, mentre que la resistència de detecció de corrent d'1 ohms es selecciona adequadament per adquirir el límit de corrent desitjat.
Millora amb la facilitat de producció d’alta corrent
El CI es pot millorar encara més per produir corrents superiors als seus valors nominals. El diagrama següent mostra com es pot utilitzar l'IC 317 per produir més de 3 amperes de corrent.
LM317 Tensió variable, regulador de corrent
El nostre versàtil IC LM317 / 338/396 es pot utilitzar com a regulador de corrent i tensió ajustable mitjançant configuracions senzilles.
La idea va ser construïda i provada per un dels àvids lectors d’aquest blog, el Sr. Steven Chiverton, i s’utilitzava per conduir díodes làser especials que se sap que tenen especificacions de funcionament estrictes i que només es poden conduir a través de circuits especialitzats de controladors.
La configuració LM317 discutida és tan precisa que es fa ideal per a totes aquestes aplicacions especialitzades en corrent i tensió regulades.
Funcionament del circuit
En referència al diagrama de circuits mostrat, la configuració sembla bastant senzilla, es poden veure dos IC LM317, un configurat en el seu mode de regulador de voltatge estàndard i l’altre en un mode de control de corrent.
Per ser precisos, el LM317 superior forma l’etapa de regulador de corrent mentre que la inferior actua com una etapa de controlador de voltatge.
La font d'alimentació d'entrada està connectada a través del Vin i la terra del circuit regulador de corrent superior, la sortida d'aquesta etapa va a l'entrada de la fase inferior del regulador de voltatge variable LM317. Bàsicament, les dues etapes es connecten en sèrie per implementar una regulació de corrent i voltatge completa a prova de fallada per a la càrrega connectada que és un díode làser en aquest cas.
R2 es selecciona per adquirir un rang d’aproximadament el límit de corrent màxim d’1,25 A, el mínim permès és de 5 mA quan s’estableixen els 250 ohms complets al recorregut, cosa que significa que el corrent al làser es pot configurar segons es desitgi, entre 5 i 1 amper.
Càlcul de la tensió de sortida
La tensió de sortida d'un circuit d'alimentació LM317 es podria determinar amb la següent fórmula:
VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)
on és = VREF = 1.25
L’ADJ actual sol ser d’uns 50 µA i, per tant, és massa insignificant en la majoria d’aplicacions. Podeu ignorar això.
Càlcul del límit de corrent
L'anterior es calcula mitjançant la fórmula següent:
R = 1,25 / corrent màxim permès
La tensió controlada actualment adquirida a l’etapa superior s’aplica al circuit regulador de tensió LM317 inferior, que permet configurar la tensió desitjada des d’1,25V fins a 30V, aquí el rang màxim és de 9V, ja que la font és una bateria de 9V. Això s’aconsegueix ajustant R4.
El circuit discutit està assignat per manejar no més de 1,5amps, si es requereix un corrent més elevat, es poden substituir els dos circuits integrats per LM338 per obtenir un corrent màxim de 5amp o LM396 per un corrent màxim de 10amp.
Les següents boniques imatges les va enviar el Sr. Steven Chiverton, després que el circuit fos construït i verificat amb èxit per ell.
Imatges de prototipus
Actualització de LM317 amb control de tensió de botó polsador
Fins ara hem après a configurar un LM317 per produir una sortida ajustable mitjançant una olla; ara entenem com es poden utilitzar els botons per habilitar la selecció de voltatge controlada digitalment. Eliminem l’ús de l’olla mecànica i el substituïm per un parell de botons per seleccionar els nivells de tensió desitjats amunt / avall.
La innovació converteix el disseny tradicional de la font d’alimentació LM317 en un disseny d’alimentació digital, eliminant el potenciòmetre de baixa tecnologia que podria ser propens al desgast a la llarga, resultant en operacions erràtiques i sortides de tensió incorrectes.
El disseny LM317 modificat que li permetria respondre a les seleccions de botons es pot veure al següent diagrama:
Cal calcular les resistències R2 associades respecte a R1 (240 ohms) per configurar les sortides de tensió seleccionades del polsador previst.
Potència de banc LM317 de gran corrent
Això font d'alimentació LM317 d'alta intensitat es pot utilitzar universalment per a qualsevol aplicació que requereixi un subministrament continu de corrent continu regulat d’alta qualitat, com ara amplificadors de subwoofer de cotxe, càrregues de bateries, etc. i assequible.
Aquest senzill subministrament de tensió ajustable fix LM317 compleix excel·lentment les condicions i és capaç de subministrar fins a 10 amperes. La tensió de sortida es regeix per l’etapa del circuit que conté R4, R5 i S3 observeu que l’interruptor S3 forma part de R4.
Per obtenir una sortida de tensió fixa, s’ha de determinar R4 per obtenir zero ohms (completament en sentit antihorari). En aquesta situació, l'interruptor S3 hauria d'estar en posició oberta.
En aquest cas, la configuració prèvia R5 s'ha de modificar perquè el circuit generi una sortida de 12 volts (o qualsevol cosa que requereixi la vostra aplicació personal). Per tenir una sortida variable, R4 es pot capgirar en sentit horari, amb S3 en posició tancada i desfer-se de R5 del circuit.
La tensió de sortida ara només pot funcionar amb la resistència R4. Quan la posició del commutador SPDT S2 és a 1, es pot aconseguir el corrent de sortida més alt tenint les dues meitats de T1 que subministren corrent a l’etapa de filtre, per tal d’augmentar la sortida de corrent general dues vegades més.
Dit això, la tensió de sortida més alta es reduirà en un 50% en aquesta posició. Realment és un entorn molt productiu tenint en compte que el transistor de potència no ha de deixar caure una quantitat significativa de potencial.
A la posició 2, la tensió màxima és pràcticament igual a les especificacions de potència de T1. Aquí, vam utilitzar un transformador de 24 volts amb rosca central per a T1. Per últim, s’havien incorporat D1 i D2 per protegir l’IC LM317 en cas que s’apagés l’alimentació amb una càrrega inductiva a la sortida.
Referències: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/LM317
Anterior: Com connectar un sistema de panells solars: la vida de la xarxa Següent: Circuit automàtic del dipper / dimmer del far de vehicle
