» Elektronika »Lineární regulátor napětí s regulací na LM317 a PNP tranzistoru

Lineární regulátor napětí s nastavitelným tranzistorem LM317 a PNP

Ahoj všichni!
V tomto článku budu hovořit o dalším lineárním regulátoru napětí, který jsem sestavil relativně nedávno. Je postaven na populárním čipu LM317 a na bipolárním tranzistoru PNP. Hotový modul je následující:

Související video:


V minulosti článek Mluvil jsem o podobném lineárním regulátoru napětí na tranzistorech TL431 a NPN.

Tento obvod, na rozdíl od výše uvedeného, ​​obsahuje o něco méně částí a díky výkonnějšímu tranzistoru je schopen odolávat vyšším proudům.

Klíčové vlastnosti:
• Vstupní napětí do 30 V (v mé verzi, protože kondenzátor na vstupu do 35 V)
• Výstupní napětí 3-25V (v závislosti na proudu, čím vyšší je proud, tím nižší je maximální výstupní napětí)
• Proud až 9A (s tranzistorem TIP36C se vstupním napětím 18V a výstupem 12V, ale obecně závisí na vybraném tranzistoru a rozptylu energie)
• Stabilizace výstupního napětí při změně vstupu
• Stabilizace výstupního napětí při změně zátěžového proudu
• Nedostatek ochrany proti zkratu
• Nedostatek současné ochrany

Modul se sestavuje takto:


Vysvětlení podle schématu:
Mikroobvod LM317 zakoupený na AliExpress (pravděpodobně ne původní) má 3 výstupy. Zjištění jsou uvedena v diagramu a na obrázku v pravém dolním rohu.

Čip řídí výkonný bipolární PNP tranzistor VT1. K tomuto účelu jsem použil TIP36C. Hlavní vlastnosti tranzistoru: napětí - 100V, proud kolektoru - 25A (ve skutečnosti 8-9A, protože tranzistor není originální a byl zakoupen Ali Express), koeficient přenosu statického proudu 10.

Je velmi důležité sledovat výkon rozptýlený tranzistorem tak, aby nepřesáhl 50–55 wattů (u tranzistoru v pouzdru TO-247 nebo podobné velikosti a u tranzistorů v pouzdru TO-220 - ne více než 25–30 wattů). Můžete vypočítat podle vzorce:

P = (výstup U - vstup U) * I kolektor

Například, vstupní napětí je 18 V, nastavíme výstupní napětí na 12 V, proud, který máme, je 9 A:
P = (18V-12V) * 9A = 54 Wattů

Rezistory R1, R2, R3 nastavují napětí, které se náš obvod stabilizuje. Rezistor R1 se bere jako standard při 240 ohmech (jakýkoli výkon). Rezistor R2 je variabilní, je lepší brát v oblasti 2-3k ohmů. Zpočátku jsem ji nastavil na 4,7 k Ohm, v důsledku toho někde uprostřed rozsahu otočení knoflíku dosáhne napětí maximální hodnoty a nemění se dále.Pájel jsem 3,9k Ohmový rezistor paralelně s potenciometrem, úprava se stala plynulejší a použil se celý rozsah otáčení knoflíku. Rezistor R3 je volitelný, slouží k mírnému posunutí spodní a horní hranice rozsahu nastavení směrem ke zvýšení. Obecné pravidlo: čím větší je celkový odpor rezistorů R2 a R3, tím vyšší je výstupní napětí. Potvrzuje to vzorec z Datashita:
Lineární regulátor napětí s nastavitelným tranzistorem LM317 a PNP

Rezistor R4 se používá k mírnému omezení proudu na vstup čipu LM317. Odpor 10 Ohm. LM317 co nejvíce může projít skrz sebe asi 1A (až 1,5A, pokud je originál). Na první pohled by měla být síla rezistoru R4:

P = I ^ 2 * R = 1 * 1 * 10 = 10 Wattů

Ale od té doby proud také prochází základnou tranzistoru VT1, obchází odpor, můžete vzít rezistor R4 a 5 wattů.

Výše uvedené komponenty tvoří jádro obvodu, vše ostatní jsou další prvky, které zlepšují stabilitu a poskytují určité ochrany.

Kondenzátor C2 (keramický 1-10 mikrofarád) - je pájen paralelně s variabilním rezistorem a zlepšuje stabilitu regulace. K ochraně mikroobvodu LM317 při vybití kondenzátoru C2 je umístěna dioda D2. Spolu s D1 diodou chrání mikroobvod a tranzistor před zpětným proudem. Dioda D3 slouží k ochraně obvodu před samoindukcí EMF při napájení elektromotory. Kondenzátory C4 (elektrolytický 35V 470-1000 uF) a C5 (keramický 1-10 uF) tvoří vstupní filtr a kondenzátory C1 (elektrolytický 35V 1000-3300 uF) a C3 (keramický 1-10 uF) tvoří výstupní filtr. Rezistor R5 při 10 k Ohm (jakýkoli výkon) vytváří malé zatížení pro stabilitu obvodu při volnoběhu a pomáhá vybíjet kondenzátory rychleji v případě výpadku napájení.

Proces sestavení:
Nejprve bylo vše sestaveno sklopnou instalací a otestováno.

Pak jsem pájel obvod na prkénku ve formě modulu.


Přidán malý radiátor.

S takovým radiátorem může obvod pracovat dlouho pouze při nízkých proudech. Aby obvod pracoval po dlouhou dobu při plném výkonu, potřebujete masivnější radiátor.

LM317 a tranzistor mohou být namontovány na radiátor bez izolačních těsnění, např Podle schématu jsou tyto závěry (výstup LM317 a kolektor tranzistoru) spojeny.

Testoval jsem hotový modul a zkontroloval vlastnosti.

Obecně se mi líbil okruh: docela jednoduchý a můžete získat slušný proud. Chybí ochrana proti zkratu a proudu. No, je po všem. Účinnost není vysoká a vydává hodně tepla. Ale to je vlastnost všech takových lineárních obvodů, které mě osobně opravdu neobtěžují.

Děkujeme vám všem za pozornost! Doufám, že pro vás byl tento článek užitečný.
7.4
8
8.7

Přidejte komentář

    • úsměvúsměvyxaxaokdontknowyahoone
      šéfeškrábnutíhlupákanoano-anoagresivnítajemství
      promiňtanecdance2dance3prominoutpomocnápoje
      zastavitpřátelédobředobrá náladapískatlžícejazyk
      kouřtleskánícrayprohlásitvýsměšnýdon-t_mentionstáhnout
      teploirefulsmích1mdasetkánímoskingnegativní
      not_ipopcorntrestatčístvyděsitděsíhledat
      posměchděkujitototo_clueumnikakutnísouhlasím
      špatnévčelablack_eyeblum3červenat sechlubit senuda
      cenzurovánopleasantrysecret2hrozitvítězstvíyusun_bespectacled
      třástrespektlolprovedenívítejtekrutoyya_za
      ya_dobryipomocníkne_huliganne_othodibludzákazblízko
13 komentáře
Ano, samozřejmě, dioda je nakreslena naopak, promiňte promiň
Ochrana před obrácenou polaritou, když je připojen (šlo o podavač transceiveru, jako je Kenwood 100 W, z palubní dálkové sítě). A něco jsem lhal R1 - dal jsem tam kousky nichromu o průměru 1,2 mm, ale ne 2 Ohmy, možná 0,2. Už dlouho. Ale pro váš produkt to není nutné, odstraňte oba.
Host Sergey
Přepnul jsem rákosový vypínač do sítě.
Autor
A jakou funkci provádí dioda VD1? A obrátil se tímto směrem? Podle mého názoru bude ve verzi, stejně jako ve schématu zkratu, ...
Můžete zkusit ochranu v této verzi, jednou jsem to udělal.
R4 drát. Dioda je rovnoběžná s R7.
Autor
Osobně jsem zcela spokojen se stabilitou okruhu, včetně výše uvedených čerpání. Nevěděl jsem o použití vestavěné ochrany v MS, je to zajímavé!
Citace: EandV
... zvýšení zátěžového proudu o 1,3 A vznáší +/- 50 mV. ...

To je kolik procent výstupního napětí, nedělejte sakra takovéto vyčerpání?
O „prstenu“.Tranzistor s OE invertuje fázi, setkal jsem se s tím několikrát, jste mučeni, abyste vyzvedli kondenzátory.


... • Nedostatek ochrany proti zkratu
• Nedostatek současné ochrany ...
Vestavěný modul v MS můžete použít výběrem rezistoru R4 v oblasti až 1 Ohm (na něm je uvolněno napětí BE) z přibližně 1,5 A, ochranného proudu MS, na požadovanou nebo přijatelnou hodnotu. Prakticky testováno.
Autor
Užitečné informace, díky!
Z výše uvedeného mohu usoudit, že kolega amatérského rozhlasového umělce přehání, a stabilizace je docela vhodná pro obvody této úrovně.
Citace: EandV
při proudu asi 3 A, výstupní napětí plave +/- 20 mV, když se změní vstup. Při prudkém nárůstu zátěžového proudu o 1,3 A vznáší +/- 50 mV.
To je normální reakce na vnější vlivy. Když se zátěžový proud zvýší, je nepravděpodobné, že dojde k „+/-“, obvyklá reakce na zvýšení zátěže je čerpání.
„Plovoucí“ je, když se výstupní napětí mění s konstantním vstupním napětím a zátěží.
Okruh se zdá být lineární, neměly by existovat žádné vlnění a rušení.
Proč by to mělo být? Není nijak spojen. I samotný regulátor napětí LM317 potřebuje výstupní kapacitu pro kompenzaci frekvence. Celý stabilizátor je v podstatě tranzistor s OE, v jehož kolektorovém obvodu je zahrnuto zatížení, a LM317 je zdrojem jeho základního proudu. Tranzistor je odebrán nízkofrekvenční, s malým h21e, takže v tomto případě by neměly existovat velké problémy se stabilitou, ale to neznamená, že všechno bude hladké při použití rychlejších tranzistorů.
Autor
Pokud se podíváte na video, při proudu asi 3 A, výstupní napětí plave +/- 20 mV, když se změní vstup. Při prudkém nárůstu zátěžového proudu o 1,3 A vznáší +/- 50 mV. Přesto jsem tento plán neumístil jako laboratorní technik, a proto byl pro mě docela normální. Pokud na výstup umístíte větší kondenzátor, může to být ještě lepší.
A co tam zvoní? Okruh se zdá být lineární, neměly by existovat žádné vlnění a rušení. Nebo něco pletu?
Host Alex
Řekněte mi více, jak tento obvod zazvoní a napětí se vznáší ...
Citace: EandV
Pokud je výstup diodového můstku 30 V, takový kondenzátor 35 V pravděpodobně exploduje.
Možná exploduje, a nebude explodovat, je to, jako by měl štěstí.)) Určitě to ale ponižuje.
Při výběru filtračního kondenzátoru na výstupu usměrňovače je nutné vzít v úvahu přípustné změny síťového napětí, povahu zátěže, teplotu v místě použití a parametry samotného kondenzátoru (kromě kapacity, přípustného napětí a ESR existují i ​​další charakteristiky). Abyste se tím neobtěžovali, využijte rezervu napětí 50% - a budete šťastní. )))
Autor
Citace: Ivan_Pokhmelev
U vstupního kondenzátoru je taková marže malá. Při vstupním napětí 30 V by kondenzátor měl být alespoň 40 V a výhodně na 50.

Souhlasím, s 30V jsem byl nadšený. Měl jsem asi 16V na výstupu diodového můstku a asi 21V po 2x kondenzátorech 10 000 uF při 35 V, teprve poté byl výše uvedený modul připojen.
Pokud je výstup diodového můstku 30 V, takový kondenzátor 35 V pravděpodobně exploduje.
Citace: Ivan_Pokhmelev
V takovém případě nezapomeňte izolovat chladič od pouzdra PSU.

Rozhodně. Na radiátoru bude výstupní napětí.
Vstupní napětí do 30 V (v mé verzi, protože kondenzátor na vstupu do 35 V)
U vstupního kondenzátoru je taková marže malá. Při vstupním napětí 30 V by kondenzátor měl být alespoň 40 V a výhodně na 50.
LM317 a tranzistor mohou být namontovány na radiátor bez izolačních těsnění, např Podle schématu jsou tyto závěry (výstup LM317 a kolektor tranzistoru) spojeny.
V takovém případě nezapomeňte izolovat chladič od pouzdra PSU.

Doporučujeme si přečíst:

Podejte to pro smartphone ...