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:
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.