Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Lm317 как стабилизатор тока расчет

Lm317 как стабилизатор тока расчет

Интегральный, регулируемый линейный стабилизатор напряжения LM317 как никогда подходит для проектирования несложных регулируемых источников и блоков питания, для электронной аппаратуры, с различными выходными характеристиками, как с регулируемым выходным напряжением, так и с заданным напряжением и током нагрузки.

Для облегчения расчета необходимых выходных параметров существует специализированный LM317 калькулятор, скачать который можно по ссылке в конце статьи вместе с datasheet LM317.

Технические характеристики стабилизатора LM317:

Обеспечения выходного напряжения от 1,2 до 37 В.
Ток нагрузки до 1,5 A.
Наличие защиты от возможного короткого замыкания.
Надежная защита микросхемы от перегрева.
Погрешность выходного напряжения 0,1%.

Эта не дорогая интегральная микросхема выпускается в корпусе TO-220, ISOWATT220, TO-3, а так же D2PAK.

Назначение выводов микросхемы:

Онлайн калькулятор LM317
Ниже представлен онлайн калькулятор для расчета стабилизатора напряжения на основе LM317. В первом случае, на основе необходимого выходного напряжения и сопротивления резистора R1, производится расчет резистора R2. Во втором случае, зная сопротивления обоих резисторов (R1 и R2), можно вычислить напряжение на выходе стабилизатора.

Примеры применения стабилизатора LM317 (схемы включения)
Стабилизатор тока
Данный стабилизатор тока можно применить в схемах различных зарядных устройств для аккумуляторных батарей или регулируемых источников питания. Стандартная схема зарядного устройства приведена ниже.

В данной схеме включения применяется способ заряда постоянным током. Как видно из схемы, ток заряда зависит от сопротивления резистора R1. Величина данного сопротивления находится в пределах от 0,8 Ом до 120 Ом, что соответствует зарядному току от 10 мА до 1,56 A:

Источник питания на 5 Вольт с электронным включением

Ниже приведена схема блока питания на 15 вольт с плавным запуском. Необходимая плавность включения стабилизатора задается емкостью конденсатора С2:

Регулируемый стабилизатор напряжения на LM317
Схема включения с регулируемым выходным напряжением

LM317 калькулятор
Для упрощения расчета номинала резистора можно использовать несложный калькулятор, который поможет рассчитать необходимые номиналы не только для LM317, но и для L200, стабилитрона TL431, M5237, 78xx.


Скачать datasheet и калькулятор для LM317

Аналог LM317
К аналогам стабилизатора LM317 можно отнести следующие стабилизаторы:

GL317
SG31
SG317
UC317T
ECG1900
LM31MDT
SP900
КР142ЕН12 (отечественный аналог)
КР1157ЕН1 (отечественный аналог)

LM317 в стабилизаторе тока светодиодов. или как надежно запитать светодиоды чтобы горели и не сгорали.

Приветствую Вас друзья мои!
Так как имеются некоторые мысли по поводу led-тюнинга, то юзаю инет в этом направлении.Попалась хорошая статья, и чтоб всегда был доступ к инфо, скопипастил себе в блог.А то закладки и т.д. не всегда под рукой.Да простит меня автор сего мемуара, взятого отсюда.
Итак, начнем-с: LM317 и светодиоды

Долговечность светодиодов определяется качеством изготовления кристалла, а для белых светодиодов еще и качествомled люминофора. В процессе эксплуатации скорость деградации кристалла зависит от рабочей температуры. Если предотвратить перегрев кристалла, то срок службы может быть очень велик до 10 и более лет.

Отчего может быть вызван перегрев кристалла? Он может быть вызван только чрезмерным увеличением тока. Даже короткие импульсы тока перегрузки сокращают срок жизни светодиода, например, если в первый момент, после скачка тока визуально это воздействие не заметно и кажется, что светодиод не пострадал.

Повышение тока может быть вызвано нестабильностью напряжения или электромагнитными (электростатическими) наводками на цепи питания светодиода.

Читайте так же:
Стабилизаторов напряжения переменного тока lider

Дело в том, что главным параметром для долговечности светодиода является не напряжение его питания, а ток, который по нему течет. Например, красные светодиоды по напряжению питания могут иметь разброс от 1,8 до 2,6 V, белые от 3,0 до 3,7 V. Даже в одной партии одного производителя могут встречаться светодиоды с разным рабочим напряжением. Нюанс заключается в том, что светодиоды изготовленные на основе AlInGaP/GaAs (красные, желтые, зеленые – классические) довольно хорошо выдерживают перегрузку по току, а светодиоды на основе GaInN/GaN (синие, зеленые (сине-зеленые), белые) при перегрузке по току, например, в 2 раза живут … 2-3 часов! Так что, если Вы желаете, чтобы светодиод горел и не сгорел в течение хотя бы 5 лет надо позаботиться о его питании.

Если мы устанавливаем светодиоды в цепочку (последовательное соединение) или подключаем параллельно, то добиться одинаковой светимости можно только если протекающий ток через них будет одинаков.

Также опасно для светодиодов высокое обратное напряжение. У светодиодов обычно порог обратного напряжения не превышает 5-6 V. Для зашиты светодиода от импульсов обратного напряжения рекомендуется устанавливать выпрямительный диод в обратном направлении.

Как построить своими руками самый простой стабилизатор тока? И желательно из недорогих комплектующих.

Обратим внимание на стабилизатор напряжения LM317, который легко превратить в стабилизатор тока при помощи только одного резистора, если нужно стабилизировать ток в пределах до 1 A или LM317L, если необходима стабилизация тока до 0,1 А.

Так выглядят стабилизаторы LM317 с рабочим током до 3 А.

Так выглядят стабилизаторы LM317L с рабочим током до 100 мА.

На Vin (input) подается напряжение, с Vout (output) – снимается напряжение, а Adjust — вход регулировки. Таким образом, LM317 — стабилизатор с регулируемым выходным напряжением. Минимальное выходное напряжение 1,25 V (если Adjust “посадить” прямо на землю) и максимальное – до входного напряжения минус 1,25 V. Т.К. максимальное входное напряжение составляет 37 вольт, то можно делать стабилизаторы тока до 37 вольт соответственно.

Для того чтобы LM317 превратить в стабилизатор тока нужен всего 1 резистор!

Схема включения выглядит следующим образом:

По формуле внизу рисунка очень просто рассчитать величину сопротивления резистора для необходимого тока. Т.е сопротивление резистора равно – 1,25 деленное на требуемый ток. Для стабилизаторов до 0,1 A подходит мощность резистора 0,25 W. На токи от 350 мА до 1 А рекомендуется 2 W. Ниже привожу таблицу резисторов на токи для широко распространенных светодиодов.

Вот пример с учетом всего выше сказанного. Сделаем стабилизатор тока для белых светодиодов с рабочим током 20 мА, условия эксплуатации автомобиль (сейчас так моден световой тюннинг…).

Для белых светодиодов рабочее напряжение в среднем равно 3,2 V. В легковой автомашине бортовое напряжение колеблется в среднем от 11,6 V в режиме работы от аккумулятора и до 14,2 V при работающем двигателе. Для российских машин учтем выбросы в “обратке” и в прямом направлении до 100 ! вольт.

Включить последовательно можно только 3 светодиода – 3,2*3 = 9,6 вольта, плюс 1,25 падение на стабилизаторе = 10,85. Плюс диод от обратного напряжения 0,6 вольта = 11,45 вольта.

Полученное значение 11,45 вольта ниже самого низкого напряжения в автомобиле – это хорошо! Это значит на выходе будет всегда наши 20 мА независимо от напряжения в бортовой сети автомобиля. Для защиты от выбросов положительной полярности поставим после диода супрессор на 24 вольта.

Читайте так же:
Стабилизатор тока до 200 а

P.S. Подбирайте количество светодиодов так, чтобы на стабилизаторе оставалось как можно меньше напряжения (но не меньше 1,3 вольта), это необходимо для уменьшения рассеиваемой мощности на самом стабилизаторе. Это особенно важно для больших токов. И не забудьте, что на токи от 350 мА и выше LMка потребуется радиатор.
Вот и все!

Cхема. РИСУНОК 1

Z1 супрессор или стабилитрон для дешевых светодиодов можно и не ставить, но диод в автомобиле обязателен! Рекомендую его ставить даже, если вы просто подключаете светодиоды с гасящим резистором. Как рассчитывать сопротивление резистора для светодиодов я думаю описывать излишне, но если надо пишите на форуме.

Краткое описание к схеме рис.1

Количество светодиодов в цепочке надо выбирать с учетом вашего рабочего напряжения минус падение напряжения на стабилизаторе и минус на диоде.

Например: Вам необходимо в автомобиле подключить белые светодиоды с рабочим током в 20 мАм. Обратите внимание, что 20 мА – это рабочий ток для ФИРМЕННЫХ дорогих светодиодов! Только фирма гарантирует такой ток. Если вы не знаете точного происхождения, то выбирайте ток в пределах 14-15 мА. Это для того, что бы потом не удивляться, почему так быстро упала яркость или, вообще, почему они так быстро перегорели. Это тоже актуально и для мощных светодиодов. Потому что к нам завозят не всегда то, что маркировано на изделии.

Вопрос 1: Сколько можно включить их последовательно? Для белых светодиодов рабочее напряжение 3,0-3,2 вольта. Примем 3,1. Напряжение минимальное рабочее на стабилизаторе (исходя из его опорного 1,25) приблизительно 3 V. Падение на диоде 0,6 V. Отсюда суммируем все напряжения и получаем минимальное рабочее напряжение выше которого наступает режим стабилизации тока на заданном уровне (если ниже, соответственно ток будет ниже) = 3,1*3 +3,0+0,6 = 12,9 V. Для автомобиля минимальное напряжение в сети 12,6 – это нормально.

Для белых светодиодов на 20 мА можно включать 3 шт, для сети 12,6 V. Учитывая, что при включенном двигателе нормальное рабочее напряжение сети 13,6 V (это номинальное, в других вариантах может быть и выше!), а рабочее LM317 до 37 V

Вопрос 2 :Как рассчитать сопротивление резистора задающего ток! Хотя выше и было описано, вопрос задают постоянно.

где R1 — сопротивление токозадающего резистора в Омах.

1,25 – опорное (минимальное напряжение стабилизации) LM317

Ist — ток стабилизации в Амперах.

Нам нужен ток в 20 мА – переводим в амперы = 0,02 А.

Вычисляем R1 = 1,25 / 0,02 = 62,5 Ом. Принимаем ближайшее значение 62 Ома.

Еще пару слов о групповом включении светодиодов.

Идеально – это последовательное включение со стабилизацией тока.

Светодиоды – это в принципе стабилитроны с очень малым обратным рабочим напряжениям. Если есть возможность наводок высокого напряжения от близ лежащих высоковольтных проводов, то необходимо каждый светодиод зашунтировать защитным диодом. (для справки многие производители особенно для мощных диодов это уже делают вмонтируя в изделие защитный диод).

если необходимо подключить массив из светодиодов, то рекомендую такую схему включения.

Резисторы необходимы для выравнивания токов по цепям и являются балластными нагрузками при повреждениях светодиодов в массиве.

Как рассчитать значение гасящего резистора для светодиода? Расчет проводиться по закону Ома.

Читайте так же:
Стабилизатор тока для полевого транзистора

Ток в цепи равен напряжению делённому на сопротивление цепи.

I led = V pit / на сопротивление диода и резистора.

Сопротивление резистора и диода мы не знаем, но знаем наш рабочий ток и падение напряжения на светодиоде.

Для маломощных светодиодов с током 20 мАм необходимо принимать:

Зная падение напряжения на светодиоде можно вычислить остаток – напряжение на резисторе.

Например, питающее напряжение V pit = 9 V. Мы подключаем 1 белый светодиод, падение на нем 3,1 V. Напряжение на резисторе будет = 9 – 3,1 = 5,9 V.

Вычисляем сопротивление резистора:

R1 = 5.9 / 0.02 = 295 Ом.

Берем резистор с близким более высоким сопротивлением 300 ом.

PS. Не всегда характеристики на рабочий ток светодиода соответствуют истине, это актуально особенно для светодиодов изготовленных “не знаю где”, для светодиодов (любых) надо большое внимание уделить отводу тепла, а так как это условие не всегда выполнимо, то по этому рекомендую для “20 мА” светодиодов выбирать ток в районе 13-15 мА. Если это SMD на 50 мА, нагружать током 25-30 мА. Эта рекомендация особенно актуальна для светодиодов с рабочим напряжением в районе 3,0 вольт (белые, синие и истинно зеленые) и светодиодов в SMD исполнении. Т.е. не задавайте максимальный ток по описанию, сделаете его на 10-25% меньше, срок службы будет в 10 дольше :)…

Простой стабилизатор напряжение LM317 с защитой от короткого замыкания

Автор статьи никогда не специализировался на конструировании стабилизаторов напряжения (СН) и блоков питания для питания радиоаппаратуры и наладки радиолюбительских конструкций.

Стабилизатор напряжения на lm317

После выхода из строя старенького СН, аналогичного описанному в [1], изготовленного еще в студенческие годы, работать стало тяжеловато. Посетив любимый радиорынок Караваевы дачи в надежде на что-то недорогое, несложное с достойными параметрами и минимумом деталей, автор остановился на КР142ЕН12А, импортный аналог LM317. Поскольку стабилизатор напряжения на ИМС КР142ЕН12А не имеет защиты от КЗ, пришлось немного доработать его.

Схема модернизированного СН показано на рисунке, внешний вид представлен на сайте. В стандартной схеме включения КР142ЕН12А при верхнем положении движка регулировочного резистора R5 (низкий потенциал) микросхеме имеет минимальное выходное напряжение 1,2 В. При высоком потенциале – максимальное 37В. Максимальный ток стабилизации 1,5 А.

Защита от КЗ работает следующим образом: при протекании тока нагрузки (в авторском варианте более 1,1 А) на резисторе R6 увеличивается падение напряжения, соответственно увеличивается ток светодиода оптрона U1, что ведет к открытию тиристора оптопары и транзистора VT1. При открытии транзистора на выводе 1 стабилизатора DA1 низкий потенциал, СН переходит в режим минимального выходного напряжения. Ток, протекающий через тиристор оптрона U1, достаточен для поддержания его в открытом состоянии.

Светодиоды VD1 (зеленого цвета свечения) и VD2 (красного цвета свечения) служат для индикации включения стабилизатора напряжения и режима защиты при КЗ соответственно. Кнопка SA1 служит для возврата СН в рабочий режим. Недостатком конструкции является неполное отключение выходного напряжения стабилизатора. Сэкономив на площади рассеивания радиатора DA1 посредством установки на радиатор небольшого кулера от процессора ПК, автор получил достойную замену вышедшей из строя конструкции.

Детали. В стабилизаторе применены резисторы МЛТ-0,25, резистор R6 – С5- 16В. Конденсаторы импортного производства. Светодиоды малогабаритные импортные. Оптрон U1 – АОУ103 с любым буквенным индексом.

Наладка. После проверки правильности монтажа включают устройство. (На рис. 1 не показаны трансформатор и диодный мост.) Проверяют диапазон регулирования выходного напряжения, затем, подключив нагрузочное сопротивление (порядка 20 Ом), постепенно увеличивают выходное напряжение от 1,2В до максимума. Амперметром контролируют ток срабатывания защиты. Может понадобиться изменение сопротивления резистора R6, а резистор R7 может быть исключен из схемы. В зависимости от типов светодиодов VD1 и VD2 возможно придется подобрать сопротивления резисторов R1, R2.

Читайте так же:
Параметрический стабилизатор тока принцип работы

БП НА LM317 С БЛОКОМ ЗАЩИТЫ

Блок питания — одно из самых важных устройств, в мастерской радиолюбителя. Тем более с батарейками и с аккумуляторами каждый раз мучиться как-то надоело. Рассмотренный здесь БП Регулирует напряжение от 1.2 вольта до 24 вольта. И нагрузку до 4 А. Для большей силы тока, было решено установить два одинаковых трансформатора. Трансформаторы подключаются параллельно.

Детали для регулируемого блока питания

  1. Стабилизатор LM317 ТО-220 корпусе.
  2. Кремниевый транзистор, p-n-p КТ818.
  3. Резистор 62 Ом.
  4. Конденсатор электролитический 1 мкф*43В.
  5. Конденсатор электролитический 10 мкф*43В.
  6. Резистор 0,2 Ом 5W.
  7. Резистор 240 Ом.
  8. Подстроечный резистор 6.8 Ком.
  9. Конденсатор электролитический 2200 мкф*35В.
  10. Любой светодиод.

Схема блока питания

Схема блока защиты

Схема блока выпрямителя

Детали для построения защиты от КЗ

  1. Кремниевый транзистор, n-p-n КТ819.
  2. Кремниевый транзистор, n-p-n КТ3102.
  3. Резистор 2 Ом.
  4. Резистор 1 Ком.
  5. Резистор 1 Ком.
  6. Любой светодиод.

Для корпуса регулируемого блока питания, были использованы два корпуса, от обычного компьютерного блока питания. В места из под кулера, были поставлены вольтметр и амперметр.

Для дополнительного охлаждения, был установлен кулер.

Но можно спаять схему просто навесным монтажом. Соединяются корпуса, с помощью двух болтов.

Гайки были приклеены, к крышке корпуса термо клеем. Для охлаждения стабилизатора и транзисторов был использован радиатор от компьютера, который обдувал кулер.

Для удобства переноса блока питания, была прикручена ручка от шуфлядки письменного стола. В общем, получившийся блок питания очень нравится. Мощности его хватает для питания почти всех схем, проверки микросхем, и зарядки небольших аккумуляторов.

Схема ИП не нуждается в настройке, и при правильной спайке она заработает сразу. Автор статьи 4ei3 e-mail tnt.cool@yandex.by

Форум по обсуждению материала БП НА LM317 С БЛОКОМ ЗАЩИТЫ

Схема, плата и фото готового самодельного усилителя 100W на транзисторах Дарлингтона.

Электромагнитное реле — теория и практика применения. Обозначение, виды, основные параметры и правила эксплуатации.

Класс A — схема самодельного УМЗЧ высокого качества на полевых MOSFET транзисторах.

Микросхема LM338T схема включения

Микросхема LM338T представляет собой регулируемый интегральный стабилизатор напряжения, способный работать с показателями от 3 до 40 В, при силе тока до 5 А.

ИМС достаточно популярная, разрабатывается и продаётся TEXAS INSTRUMENTS, National Semiconductor и STMicroelectronics с 1998 года по настоящее время.

Микросхемы работают только с положительным напряжением («positive voltage regulators»).

Стабилизатор выпускается в двух типах корпусов:

  • TO-220,
  • TO-3.

Внешний вид корпуса обоих обозначен на изображении ниже.

Рис. 1. Внешний вид корпусов стабилизаторов

Габариты зависят от типа корпуса и имеют следующие числовые значения.

Цоколевка обозначена выше:

  • Первый контакт – управление,
  • Второй – выход (на корпусе TO-3 это внешний кожух),
  • Третий – вход.

Ещё изображение для наглядности.

Рис. 2. Изображение стабилизаторов

Типовые схемы включения

Производители рекомендуют выполнять включение LM338T в схемы следующим образом.

Рис. 3. Схема включения LM338T

В зависимости от выбранных значений R1 и R2, а также входного напряжения, можно рассчитать выходное по следующей формуле.

Читайте так же:
Повышающий стабилизатор мощности тока

Чтобы лучше понять логику работы устройства, можно изучить его функциональную блок-схему.

Рис. 4. Функциональная блок-схема устройства

STMicroelectronics рекомендует включать стабилизатор LM338T так.

Рис. 5. Схема включения стабилизатора LM338T

При этом выходное напряжение будет рассчитываться по формуле.

При условии, что R1 = 240 Ω. Максимальное выходное напряжение в том случае будет не выше 25 В.

Еще один вариант включения стабилизатора – с защитными диодами.

Рис. 6. Схема включения стабилизатора с защитными диодами

Диоды в этом случае нужны для защиты от скачков напряжения с конденсаторов (C1 и C2).

Уровень напряжения на выходе здесь рассчитывается по формуле.

Использование LM338 в регуляторе температуры

Производитель National Semiconductor рекомендует следующий вариант включения стабилизатора в схему.

Рис. 7. Схема включения стабилизатора в регуляторе температуры

Вариант медленного пятнадцативольтового стабилизатора напряжения

Рис. 8. Вариант стабилизатора напряжения

Все номиналы обозначены на схеме.

Десятивольтовый регулятор с высокой стабильностью

Рис. 9. Десятивольтовый регулятор с высокой стабильностью

Стабилизатор с цифровым управлением

Рис. 10. Стабилизатор с цифровым управлением

R2 определяет максимальное значение выходного напряжения.

Стабилизатор на 15 А

Рис. 11. Стабилизатор на 15 А

Схема должна включаться с минимальной нагрузкой в 100 мА.

Использование LM338 в зарядном устройстве для 12 В аккумуляторов

Схема достаточно проста.

Рис. 12. Схема на LM338 в зарядном устройстве

Питается обозначенный стабилизатор напряжением не менее 18 В.

Усилитель мощности на LM338

Рис. 13. Усилитель мощности на LM338

В качестве аннотаций:

  • AV = 1, RF = 10k, CF = 100 pF,
  • AV = 10, RF = 100k, CF = 10 pF,
  • Полоса пропускания ≥ 100 кГц,
  • Искажение ≤ 0,1%.

Напряжение на входе может быть в диапазоне от –0.3 до +40 В.

На выходе – от +1,2 до +32В.

Микросхема рассчитана на работу при температуре не выше 125°С. Но допускается кратковременный нагрев до 300 градусов (не дольше 10 секунд) в корпусе TO-3 и до 260 градусов (не более 4 секунд) в корпусе TO-220. Поэтому рекомендуется установка на радиатор (с пассивным или активным охлаждением).

Ток не должен превышать 5 А (кратковременно допускаются скачки до 7 А).

Полным аналогом микросхемы можно назвать ECG935. В качестве принципиальной замены можно рассмотреть IP338.

Скачать даташиты на микросхему от различных производителей можно здесь и здесь (на английском языке). В них вы найдёте подробные технические параметры и рекомендуемые схемы включения стабилизатора LM338.

Мнения читателей
  • Влад Новин / 09.01.2021 — 17:01

Случайно вас нашёл. Рад. Благодарю. А семенсеменычей не слушайте.

константин / 23.09.2020 — 13:11

Ник ников / 27.03.2019 — 19:00

А лм 338 не работает от импульсного БП

4149 / 16.03.2019 — 21:03

В самой первой формуле опечатка — (R2/R2).

Ололошка / 20.02.2019 — 21:20

Ну что же вы, Семён семёныч.. Не справочник, а техническая спецификация производителя! Ну или просто даташит

Семён Семёнович / 19.12.2018 — 06:39

Что же, как обезьяны тащите всё с английского языка. Свой ещё не выучили. Зачем слово «доташиты», неужели по русски написать слово «справочники» нельзя? Честное слово — противно!»

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector