In diesem Beitrag werden wir ausführlich diskutieren, wie eine einfache einstellbare Stromversorgungsschaltung auf LM317-Basis unter Verwendung einer minimalen Anzahl externer Komponenten aufgebaut wird.
Wie der Name schon sagt, bietet eine variable Stromversorgungsschaltung dem Benutzer einen Bereich linear variierender Ausgangsspannungen durch eine manuell gesteuerte Drehung des Potentiometers.
Ein LM317 ist ein vielseitiges Gerät, mit dem ein elektronischer Bastler schnell, kostengünstig und sehr effizient ein Netzteil mit variabler Spannung aufbauen kann.
Einführung
Ob es sich um einen elektronischen Noob oder einen Experten handelt, ein einstellbare Stromversorgung Einheit wird von jedem auf dem Gebiet benötigt. Es ist die grundlegende Energiequelle, die für verschiedene elektronische Verfahren erforderlich sein kann, von der Stromversorgung komplizierter elektronischer Schaltkreise bis hin zu robusten elektromechanischen Geräten wie Motoren, Relais usw.
ZU variables Netzteil ist ein Muss für jede elektrische und elektronische Werkbank und in verschiedenen Formen und Größen auf dem Markt sowie in Form von Schaltplänen erhältlich.
Diese können unter Verwendung diskreter Komponenten wie Transistoren, Widerstände usw. oder unter Verwendung eines einzelnen Chips für die aktiven Funktionen aufgebaut werden. Unabhängig vom Typ sollte ein Netzteil die folgenden Merkmale aufweisen, um universell und zuverlässig zu werden:
Unerlässliche Eigenschaften
- Es sollte mit seinen Spannungs- und Stromausgängen vollständig und kontinuierlich einstellbar sein.
- Die Funktion für variablen Strom kann als optionale Funktion verwendet werden, da sie bei einem Netzteil nicht unbedingt erforderlich ist, es sei denn, die Verwendung liegt im Bereich kritischer Bewertungen.
- Die erzeugte Spannung sollte perfekt geregelt sein.
Mit dem Aufkommen von Chips oder ICs wie LM317, L200, LM338 , LM723, die Konfiguration von Stromversorgungsschaltungen mit variablem Spannungsausgang mit den oben genannten außergewöhnlichen Eigenschaften ist heutzutage sehr einfach geworden.
Verwendung von LM317 zur Erzeugung einer variablen Ausgabe
Hier werden wir versuchen zu verstehen, wie man eine einfachste konstruiert Stromversorgungskreis mit dem IC LM317. Dieser IC ist normalerweise im TO-220-Gehäuse erhältlich und verfügt über drei Pinbelegungen.
Die Pinbelegungen sind sehr einfach zu verstehen, da sie aus einem Eingang, einem Ausgang und Einstellstiften bestehen, die nur mit den entsprechenden Anschlüssen verdrahtet werden müssen.
Der Eingangspin wird mit einem gleichgerichteten Gleichstromeingang angelegt, vorzugsweise mit dem maximal tolerierbaren Eingang, der 24 Volt gemäß den Spezifikationen des IC beträgt. Der Ausgang wird vom „Out“ -Pin des IC empfangen, während die Spannungseinstellungskomponenten um den Einstellstift herum angeschlossen sind.
So schließen Sie den LM317 in einem Netzteil mit einstellbarer Spannung an
Wie aus dem Diagramm ersichtlich, benötigt die Baugruppe kaum Komponenten und ist in der Tat ein Kinderspiel, um alles in Position zu bringen.
Durch Einstellen des Potis wird am Ausgang eine linear variierende Spannung erzeugt, die zwischen 1,25 Volt und dem am Eingang des Ic gelieferten Maximalpegel liegen kann.
Obwohl das gezeigte Design das einfachste ist und daher nur eine Spannungssteuerungsfunktion enthält, kann eine Stromsteuerungsfunktion auch in den IC enthalten sein.
Hinzufügen einer aktuellen Steuerungsfunktion
Die obige Abbildung zeigt, wie der IC LM317 effektiv zur Erzeugung variabler Spannungen und Ströme verwendet werden kann, wie vom Benutzer gewünscht. Der 5K-Poti wird zum Einstellen der Spannung verwendet, während der 1-Ohm-Stromerfassungswiderstand entsprechend ausgewählt wird, um die gewünschte Stromgrenze zu erreichen.
Verbesserung mit Hochstromausgabe
Der IC kann weiter verbessert werden, um Ströme zu erzeugen, die höher als seine Nennwerte sind. Das folgende Diagramm zeigt, wie der IC 317 zur Erzeugung von mehr als 3 Ampere Strom verwendet werden kann.
LM317 Variable Spannung, Stromregler
Unser vielseitiger IC LM317 / 338/396 kann durch einfache Konfigurationen als einstellbarer Spannungs- und Stromregler verwendet werden.
Die Idee wurde von einem der begeisterten Leser dieses Blogs, Herrn Steven Chiverton, entwickelt und getestet und zum Ansteuern spezieller Laserdioden verwendet, von denen bekannt ist, dass sie strenge Betriebsspezifikationen haben und die nur über spezielle Treiberschaltungen angesteuert werden können.
Die besprochene LM317-Konfiguration ist so genau, dass sie sich ideal für alle derartigen strom- und spannungsgeregelten Spezialanwendungen eignet.
Schaltungsbetrieb
In Bezug auf das gezeigte Schaltbild sieht die Konfiguration ziemlich einfach aus. Es sind zwei LM317-ICs zu sehen, von denen einer in seinem Standard-Spannungsreglermodus und der andere in einem Stromsteuermodus konfiguriert ist.
Um genau zu sein, bildet der obere LM317 die Stromreglerstufe, während der untere wie eine Spannungsreglerstufe wirkt.
Die Eingangsversorgungsquelle ist über Vin und Masse der oberen Stromreglerschaltung angeschlossen. Der Ausgang dieser Stufe geht an den Eingang der unteren Reglerstufe LM317 mit variabler Spannung. Grundsätzlich sind beide Stufen in Reihe geschaltet, um eine vollständige narrensichere Spannungs- und Stromregelung für die angeschlossene Last zu implementieren, die im vorliegenden Fall eine Laserdiode ist.
R2 wird ausgewählt, um einen Bereich von etwa 1,25 A maximaler Strombegrenzung zu erfassen, wobei das minimal zulässige 5 mA beträgt, wenn die vollen 250 Ohm im Pfad eingestellt sind, was bedeutet, dass der Strom zum Laser wie gewünscht irgendwo zwischen 5 mA und 1 Ampere eingestellt werden kann.
Berechnung der Ausgangsspannung
Die Ausgangsspannung eines LM317-Stromversorgungskreises kann mit der folgenden Formel bestimmt werden:
VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)
wo ist = VREF = 1,25
Der aktuelle ADJ liegt normalerweise bei etwa 50 µA und ist daher in den meisten Anwendungen zu vernachlässigbar. Sie können dies ignorieren.
Strombegrenzung berechnen
Das Obige wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet:
R = 1,25 / maximal zulässiger Strom
Die von der oberen Stufe erfasste stromgesteuerte Spannung wird als nächstes an die untere Spannungsreglerschaltung LM317 angelegt, wodurch die gewünschte Spannung zwischen 1,25 V und 30 V eingestellt werden kann, wobei der maximale Bereich 9 V beträgt, da die Quelle eine 9-V-Batterie ist. Dies wird durch Einstellen von R4 erreicht.
Die besprochene Schaltung ist so ausgelegt, dass sie nicht mehr als 1,5 Ampere handhabt. Wenn ein höherer Strom erforderlich ist, können beide ICs durch LM338 ersetzt werden, um einen maximalen Strom von 5 Ampere zu erhalten, oder LM396 für einen Strom von maximal 10 Ampere.
Die folgenden schönen Bilder wurden von Herrn Steven Chiverton gesendet, nachdem die Rennstrecke von ihm erfolgreich gebaut und verifiziert wurde.
Prototyp-Bilder
Upgrade des LM317 mit Push Button Voltage Control
Bisher haben wir gelernt, wie ein LM317 für die Erzeugung eines einstellbaren Ausgangs mithilfe eines Potis konfiguriert wird. Lassen Sie uns nun verstehen, wie Drucktasten zum Aktivieren der digital gesteuerten Spannungsauswahl verwendet werden können. Wir verzichten auf die Verwendung eines mechanischen Topfes und ersetzen ihn durch ein paar Druckknöpfe für die Auf- / Ab-Auswahl der gewünschten Spannungspegel.
Die Innovation wandelt das traditionelle LM317-Netzteildesign in ein digitales Netzteildesign um, indem das Low-Tech-Potentiometer eliminiert wird, das auf lange Sicht zu Verschleiß neigen kann, was zu fehlerhaften Vorgängen und falschen Spannungsausgängen führt.
Das modifizierte LM317-Design, mit dem es auf die Auswahl der Drucktasten reagieren kann, ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
Die zugehörigen R2-Widerstände müssen in Bezug auf R1 (240 Ohm) berechnet werden, um die beabsichtigten Drucktasten-ausgewählten Spannungsausgänge einzurichten.
Hochstrom LM317 Bench Power Suuply
Dies Hochstrom-LM317-Netzteil kann universell für jede Anwendung verwendet werden, die eine hochqualitative geregelte Hochstrom-Gleichstromversorgung erfordert, wie z. B. Auto-Subwoofer-Verstärker, Batterieladungen usw. Dieses Netzteil ist so vielseitig wie möglich ausgelegt und stellt gleichzeitig sicher, dass die Anzahl der Teile niedrig bleibt und erschwinglich.
Diese einfache einstellbare Spannungsversorgung LM317 mit festem Betrieb erfüllt die Bedingungen hervorragend und kann bis zu 10 Ampere liefern. Der Spannungsausgang wird von der Schaltungsstufe gesteuert, die R4, R5 und S3 enthält. Beachten Sie, dass der Schalter S3 ein Teil von R4 ist.
Um einen festen Spannungsausgang zu erhalten, muss R4 bestimmt werden, um Null Ohm zu erhalten (vollständig gegen den Uhrzeigersinn). In dieser Situation sollte sich der Schalter S3 in der geöffneten Position befinden.
Das voreingestellte R5 sollte in diesem Fall so angepasst werden, dass die Schaltung einen 12-Volt-Ausgang erzeugt (oder alles, was Ihre persönliche Anwendung erfordert). Um einen variablen Ausgang zu haben, kann R4 im Uhrzeigersinn gedreht werden, wobei S3 in der geschlossenen Position ist und R5 aus dem Stromkreis entfernt wird.
Die Ausgangsspannung kann jetzt nur noch vom Widerstand R4 betrieben werden. Wenn die Position des SPDT-Schalters S2 in 1 ist, kann der höchste Ausgangsstrom erreicht werden, indem die zwei Hälften von T1 der Filterstufe Strom zuführen, um den Gesamtstromausgang um das Zweifache zu erhöhen.
Allerdings wird in dieser Position die höchste Ausgangsspannung um 50% reduziert. Es ist wirklich eine sehr produktive Einstellung, wenn man bedenkt, dass der Leistungstransistor kein signifikantes Potential verlieren muss.
In Position 2 entspricht die maximale Spannung praktisch den Leistungsspezifikationen von T1. Hier verwendeten wir einen 24-Volt-Transformator mit Mittenabgriff für T1. Zuletzt wurden D1 und D2 eingebaut, um den LM317-IC für den Fall zu schützen, dass die Stromversorgung mit einer induktiven Last am Ausgang abgeschaltet wurde
Referenzen: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/LM317
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