LM317T: схема блока питания мощного регулируемого

Необходимо использование в качестве преобразователя напряжения понижающий трансформатор. Его можно взять от практически любой бытовой техники – магнитофонов, телевизоров и пр. Также можно использовать трансформаторы марки ТВК-110, которые устанавливались в блоке кадровой развертки черно-белых телевизоров. Правда, у них выходное напряжение всего 9 В, а ток довольно маленький. И если необходимо запитывать мощного потребителя, его явно не хватит.

Но если требуется сделать мощный БП, то разумнее использовать силовые трансформаторы. Их мощность должна составлять хотя бы 40 Вт. Чтобы на микросборке LM317T блок питания для ЦАП сделать, вам потребуется выходное напряжение 3,5-5 В. Именно такое значение нужно поддерживать в цепи питания микроконтроллера. Не исключено, что потребуется вторичную обмотку слегка изменить. Первичная при этом не перематывается, только проводится ее изоляция (по необходимости).

Виды стабилизирующих устройств

По способу ограничения силы тока выделяются устройства линейного и импульсного типа.

Так как напряжение на светодиоде – неизменная величина, то стабилизаторы тока часто считают стабилизаторами мощности LED. Фактически последняя прямо пропорциональна изменению напряжения, что характерно для линейной зависимости.

Линейный стабилизатор нагревается тем больше, чем больше прилагается к нему напряжения. Это его главный недочёт. Преимущества данной конструкции обусловлены:

• отсутствием электромагнитных помех;
• простотой;
• низкой стоимостью.

Более экономичными устройствами являются стабилизаторы на основе импульсного преобразователя. В этом случае мощность прокачивается порционно – по мере необходимости для потребителя.

Простой двух полярный стабилизатор напряжения на LM317.

За основу устройства взята схема описанная в выше, и добавлено плечо стабилизации отрицательного напряжения.

Характеристики и достоинства двух полярного стабилизатора

• напряжение стабилизации от 1,2 до 30 В;
• максимальный ток до 5 А;
• используется малое количество элементов;
• простота в выборе трансформатора, так как можно использовать вторичную обмотку без центрального отвода;

Детали устанавливаются на односторонний стеклотекстолит. Транзистор VT1, VT2 и микросхемы LM317 и LM337 следует устанавливать на радиаторы. При установке на общий радиатор следует использовать изолирующие прокладки и втулки.

Печатная плата для LM3ХХ

Вот для LM317 (LM350 — это версия LM317 с более высоким током) указан рекомендуемый вид печатной платы.

Плата печатная рисунок для LM350

Большое влияние на возможное возбуждение схемы оказывает слишком большой конденсатор на выходе. В каком-то даташите даже было написано, что на выходе может быть максимум 10 мкФ low ESR, лучше танталовый. Когда-то сами в этом убедились, когда LM317 работала как источник тока. Выходное напряжение скакало от нуля до максимума. Уменьшение емкости на выходе до 10 мкФ эффективно устранило этот дефект. Кроме того, большой конденсатор на выходе может вызвать большие броски тока в нагрузке, когда что-то пойдет не так. С другой стороны, отсутствие конденсатора вызывает инерцию при изменениях тока нагрузки.

Учтите, что для микросхемы LM350 токи довольно больше, что вызывает заметное падения напряжения на дорожках. Подробнее читайте в даташите на ЛМ350.

Задача диода D1 в разрядке выходного конденсатора в ситуации, когда напряжение на LM3xx стало выше, чем раньше (например, во время регулировки).

БП на микросхеме LM350

Еще один важный момент — в блоке питания диоды D1 и D3 должны быть подобраны соответствующим образом для предохранителя так, чтобы именно предохранитель сгорел, а не они. Проще всего установить их самые большие по току, какие имеются в наличии (по схеме 6А6 на 6 ампер).

DataSheet

Описание

LM217, LM317 — монолитные интегральные схемы в корпусах TO-220, TO-220FP и D²PAK , предназначенные для использования в качестве стабилизаторов напряжения. Могут поддерживать ток в нагрузке более 1.5 А и регулируемое напряжение в диапазоне от 1.2 В до 37 В. Номинальное выходное напряжение выбирается с помощью резистивного делителя, что делает использование устройства очень простым. Отечественным аналогом является микросхема КР142ЕН12А.

Свойства

• Выходное напряжение от 1.2 В до 37 В
• Выходной ток 1.5 А
• 0.1 % отклонение регулировки в линии и нагрузке
• Изменяемое управление для высоких напряжений
• Полный набор защиты: ограничение тока; отключение при перегреве; контроль качества SOA

Маркировка

Расположение выводов

Рис. 1 Вид сверху

Купить LM317 можно здесь.

Максимальные значения

Схема

Рис. 2 Внутренняя схема

Электрические характеристики

Электрические характеристики LM217

V_I — V_O = 5 В, I_O = 500 мА, I_MAX = 1.5 A и P_MAX = 20 Вт, T_J = от — 55 до 150 °C, если не указано иное.

1. C_ADJ подключается между выводом управления и землей.

Электрические характеристики LM317

V_I — V_O = 5 В, I_O = 500 мА, I_MAX = 1.5 A и P_MAX = 20 Вт, T_J = от 0 до 150 °C, если не указано иное.

1. C_ADJ подключается между выводом управления и землей.

Электрические характеристики LM317B

V_I — V_O = 5 В, I_O = 500 мА, I_MAX = 1.5 A и P_MAX = 20 Вт, T_J = от -40 до 150 °C, если не указано иное.

1. C_ADJ подключается между выводом управления и землей.

Типовые характеристики

Рис. 3 Выходной ток от входного-выходного дифференциального напряжения Рис. 4 Падение напряжения от температуры p-n перехода Рис. 5 Опорное напряжение от температуры p-n перехода

Рис. 6 Упрощенная схема управляемого стабилизатора

Применение

Стабилизаторы серии LM217, LM317 поддерживают опорное напряжение 1.25 В между выходом и регулировочным выводом. Оно используется поддержания постоянного тока через делитель напряжения (см. Рис. 6), что дает выходное напряжение V_O рассчитываемое по формуле:

Регуляторы были разработаны для того, чтобы уменьшить ток I_ADJ и поддерживать его постоянным в линии при изменении нагрузки. Как правило, отклонением I_ADJ × R₂ можно пренебречь. Чтобы обеспечить выше описанные требования, стабилизатор возвращает ток покоя на выходной вывод для поддержания минимального нагрузочного тока. Если нагрузка недостаточна, то выходное напряжение будет расти. Поскольку LM217, LM317 стабилизаторы с незаземленным «плавающим» выходом и видят только разность между входным и выходным напряжением, для источников с очень высоким напряжением относительно земли, можно стабилизировать напряжение так долго, пока не будет превышена максимальная разность между входным и выходным напряжением. Кроме того, можно легко собрать программируемый стабилизатор. При подключении постоянного резистора между выходом и регулировкой, устройство может быть использовано в качестве прецизионного стабилизатора тока. Характеристики могут быть улучшены добавлением емкостей, как описано ниже:

• На вход байпаса конденсатор 1 мкФ.
• На вывод управления конденсатор 10 мкФ, чтобы улучшить подавление пульсаций на 15 dB (C_ADJ ).
• Танталовый электролитический конденсатор на выходе, чтобы улучшить переходную характеристику. Помимо конденсаторов можно добавить защитные диоды, как показано на рис. 7. D1 используется для защиты стабилизатора от короткого замыкания на входе, D2 для защиты от короткого замыкания на выходе и разряда емкости.

Рис. 8 Стабилизатор на 15 В с плавным включением Рис. 9 Стабилизатор тока

Рис. 10 Стабилизатор на 5 В с электронным выключением Рис. 11 Стабилизатор с цифровой регулировкой напряжения

R₂ соответствует максимальному значению выходного напряжения

Рис. 12 Зарядка для батареи 12 В

R_S устанавливает выходное сопротивление зарядки, рассчитываемое по формуле Z_O = R_S (1 + R₂/R₁). Применение R_S дает возможность снизить уровень заряда при полностью заряженной батарее.

Рис. 13 Зарядное устройство на 6 В, с ограничением по току

*R3 устанавливает максимальный ток (0.6 А для 1 Ома).

*C1 рекомендуется подключить для фильтрации входных переходных процессов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Подбор сопротивления для стабилизатора LM317

Для точной работы микросхемы суммарная величина сопротивлений R1…R3 должна создавать ток приблизительно 8 мА при требуемом выходном напряжении (Vo), то есть:

R1 + R2 + R3 = Vo / 0,008

Данное значение следует воспринимать как идеальное. В процессе подбора сопротивлений допускается небольшое отклонение (8…10 мА).

Величина сопротивления переменного резистора R2 напрямую связана с диапазоном напряжения на выходе. Обычно его сопротивление должно быть примерно 10…15 % от суммарного сопротивления оставшихся резисторов (R1 и R2) либо же можно подобрать его сопротивление экспериментально.

Расположение резисторов на плате может быть произвольным, но желательно для лучше стабильности располагать подальше от радиатора микросхемы LM317.

Datasheet, даташит

Подробное описание микросхемы, подборка параметров имеются в интернете в свободном доступе. К сожалению, русский язык в оригинальной документации отсутствует, но этот недостаток компенсируется большим количеством русскоязычных источников.

Стабилизация параметров при помощи специализированных устройств позволяет упростить схемотехнику, повысить надежность и ремонтопригодность устройств. Использование универсальных компонентов дает возможность видоизменять конструкции с минимальными усилиями.