Regulowany regulator napięcia LM317: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Tutaj chcielibyśmy porozmawiać o regulowanych regulatorach napięcia. Wymagają bardziej skomplikowanych obwodów niż liniowych. Mogą być używane do wytwarzania różnych stałych wyjść napięciowych w zależności od obwodu, a także napięcia regulowanego za pomocą potencjometru.

W tej sekcji najpierw pokażemy specyfikacje i wyprowadzenia LM317, a następnie pokażemy, jak wykonać trzy różne praktyczne obwody za pomocą LM317.

Aby zakończyć praktyczną stronę tej sekcji, będziesz potrzebować:

Kieszonkowe dzieci:

• LM317
• Trymer 10 k Ohm lub garnek
• 10 uF i 100 uF
• Rezystory: 200 Ohm, 330 Ohm, 1k Ohm
• 4x zestaw baterii AA 6V
• 2x akumulator litowo-jonowy 7.4V
• Akumulator 4S Li-Po 14,8 V
• lub zasilacz

Krok 1: Przegląd pinout

Zaczynając od lewej mamy pin regulacji (ADJ), pomiędzy nim a pinem wyjściowym (OUT) ustawiamy dzielnik napięcia, który określi napięcie wyjściowe. Pin środkowy to pin wyjściowy napięciowy (OUT), który musimy połączyć z kondensatorem, aby zapewnić stabilny prąd. Tutaj zdecydowaliśmy się na użycie 100 uF, ale możesz również wybrać niższe wartości (1uF >). Prawy pin to pin wejściowy (IN), który łączymy z akumulatorem (lub dowolnym innym źródłem zasilania) i stabilizujemy prąd kondensatorem (tutaj 10uF, ale można zejść nawet do 0,1uF).

• ADJ Tutaj podłączamy dzielnik napięcia, aby dostosować napięcie wyjściowe
• OUT Tutaj podłączamy wejście obwodu dystrybucji mocy (dowolne urządzenie, które ładujemy).
• IN Tutaj podłączamy czerwony przewód (plus zacisk) z akumulatora

Krok 2: Obwód LM317 3,3 V

Teraz zbudujemy obwód wykorzystujący LM317, który będzie wyprowadzał napięcie 3,3 V. Ten obwód ma stałą moc wyjściową. Rezystory są wybierane ze wzoru, który wyjaśnimy później.

Kroki okablowania są następujące:

• Podłącz LM317 do płytki stykowej.
• Podłącz kondensator 10 uF do pinu IN. Jeśli używasz kondensatorów elektrolitycznych, koniecznie podłącz - do GND.
• Połącz kondensator 100 uF z pinem OUT.
• Podłącz IN z zaciskiem plus źródła zasilania
• Podłącz rezystor 200 Ohm do pinów OUT i ADJ
• Połącz rezystor 330 Ohm z 200 Ohm i GND.
• Połącz pin OUT z zaciskiem plus urządzenia, które chcesz ładować. Tutaj połączyliśmy drugą stronę płytki stykowej z OUT i GND, aby reprezentować naszą tablicę rozdzielczą zasilania.

Krok 3: Obwód LM317 5 V

Aby zbudować obwód wyjściowy 5 V za pomocą LM317 wystarczy zmienić rezystory i podłączyć źródło zasilania o wyższym napięciu. Ten obwód jest również dla stałej mocy wyjściowej. Rezystory są wybierane ze wzoru, który wyjaśnimy później.

Kroki okablowania są następujące:

• Podłącz LM317 do płytki stykowej.
• Podłącz kondensator 10 uF do pinu IN. Jeśli używasz kondensatorów elektrolitycznych, koniecznie podłącz - do GND.
• Połącz kondensator 100 uF z pinem OUT.
• Podłącz IN z zaciskiem plus źródła zasilania
• Podłącz rezystor 330 Ohm do pinów OUT i ADJ
• Połącz rezystor 1k Ohm z 330 Ohm i GND.
• Połącz pin OUT z zaciskiem plus urządzenia, które chcesz ładować. Tutaj połączyliśmy drugą stronę płytki stykowej z OUT i GND, aby reprezentować naszą tablicę rozdzielczą zasilania.

Krok 4: Regulowany obwód LM317

Obwód regulowanego napięcia wyjściowego z LM317 jest bardzo podobny do poprzednich obwodów. Tutaj zamiast drugiego rezystora używamy trymera lub potencjometru. Wraz ze wzrostem rezystancji na trymerze wzrasta napięcie wyjściowe. Chcielibyśmy mieć 12 V jako wysokie wyjście i do tego musimy zastosować inny akumulator, tutaj 4S Li-Po 14,8 V.

Kroki okablowania są następujące:

• Podłącz LM317 do płytki stykowej.
• Podłącz kondensator 10 uF do pinu IN. Jeśli używasz kondensatorów elektrolitycznych, koniecznie podłącz - do GND.
• Połącz kondensator 100 uF z pinem OUT.
• Podłącz IN z zaciskiem plus źródła zasilania
• Podłącz rezystor 1k Ohm do pinów OUT i ADJ
• Połącz trymer 10k Ohm z 1k Ohm i GND.

Krok 5: Kalkulator napięcia

Chcielibyśmy teraz wyjaśnić prosty wzór na obliczenie rezystancji potrzebnej do uzyskania pożądanego napięcia wyjściowego. Zauważ, że użyta tutaj formuła jest uproszczoną wersją, ponieważ da nam wystarczająco dobre wyniki do wszystkiego, co byśmy robili.

Gdzie Vout to napięcie wyjściowe, R2 to „rezystor końcowy”, ten o większej wartości, a w ostatnim przykładzie ten, w którym umieściliśmy trymer. R1 to rezystor, który dołączamy między OUT a ADJ.

Kiedy obliczamy niezbędną rezystancję, najpierw dowiadujemy się, jakie napięcie wyjściowe potrzebujemy, zwykle dla nas będzie to 3,3 V, 5 V, 6 V lub 12 V. Następnie patrzymy na rezystory, które mamy i wybieramy jeden, ten rezystor jest teraz naszym R2. W pierwszym przykładzie wybraliśmy 330 Ohm, w drugim 1 k Ohm, aw trzecim 10 k Ohm Trimmer.

Teraz, gdy znamy R2 i Vout, musimy obliczyć R1. Robimy to zmieniając powyższą formułę i wstawiając nasze wartości.

W naszym pierwszym przykładzie R1 wynosi 201,2 omów, w drugim przykładzie R1 wynosi 333,3 omów, a w ostatnim przykładzie przy maksymalnej wartości 10 k omów R1 wynosi 1162,8 omów. Z tego widać, dlaczego wybraliśmy te rezystory dla tych napięć wyjściowych.

Jest jeszcze wiele do powiedzenia na ten temat, ale najważniejsze jest to, że możesz określić potrzebny rezystor, wybierając wyjście napięciowe i wybierając R2 w zależności od tego, jakie masz rezystory.

Krok 6: Wniosek

Chcielibyśmy podsumować to, co tutaj pokazaliśmy i pokazać kilka dodatkowych ważnych atrybutów LM317.

• Napięcie wejściowe LM317 wynosi 4,25 - 40 V.
• Napięcie wyjściowe LM317 wynosi 1,25 - 37 V.
• Spadek napięcia wynosi około 2 V, co oznacza, że potrzebujemy co najmniej 5,3 V, aby uzyskać 3,3 V.
• Maksymalny prąd znamionowy wynosi 1,5 A, zdecydowanie zaleca się stosowanie radiatora z LM317.
• Użyj LM317 do zasilania kontrolerów i sterowników, ale przełącz się na konwertery DC-DC dla silników.
• Możemy uzyskać stałe napięcie wyjściowe za pomocą dwóch obliczonych lub szacunkowych rezystorów.
• Możemy wykonać regulowane napięcie wyjściowe za pomocą jednego obliczonego rezystora i jednego szacunkowego potencjometru

Możesz pobrać modele użyte w tym samouczku z naszego konta GrabCAD:

Modele GrabCAD Robottronic

Możesz zobaczyć nasze inne samouczki dotyczące instrukcji:

Instruktaż Robottronic

Możesz również sprawdzić kanał Youtube, który wciąż jest w trakcie uruchamiania:

Youtube Robottronic