วิธีใช้ LM317 ในการสร้างวงจรจ่ายไฟแบบแปรผัน

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





ในโพสต์นี้เราจะพูดถึงวิธีการสร้างวงจรจ่ายไฟแบบปรับได้ตาม LM317 โดยใช้ส่วนประกอบภายนอกขั้นต่ำ

ตามชื่อที่แนะนำวงจรแหล่งจ่ายไฟแบบแปรผันให้ช่วงของแรงดันเอาต์พุตที่แตกต่างกันเชิงเส้นแก่ผู้ใช้ผ่านการหมุนโพเทนชิออมิเตอร์ที่ควบคุมด้วยตนเอง



LM317 เป็นอุปกรณ์อเนกประสงค์ที่ช่วยให้มือสมัครเล่นอิเล็กทรอนิกส์สร้างแหล่งจ่ายไฟแรงดันไฟฟ้าแปรผันได้อย่างรวดเร็วราคาถูกและมีประสิทธิภาพมาก

บทนำ

ไม่ว่าจะเป็นมืออาชีพอิเล็กทรอนิกส์หรือผู้เชี่ยวชาญ แหล่งจ่ายไฟที่ปรับได้ ทุกคนในสนามต้องการหน่วย เป็นแหล่งพลังงานพื้นฐานที่อาจจำเป็นสำหรับขั้นตอนทางอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆตั้งแต่การเปิดวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนไปจนถึงอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพเช่นมอเตอร์รีเลย์เป็นต้น



ถึง หน่วยจ่ายไฟแปรผัน เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับโต๊ะทำงานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ทุกตัวและมีให้เลือกหลายรูปทรงและขนาดในตลาดและในรูปแบบของแผนผังสำหรับเรา
สิ่งเหล่านี้อาจสร้างขึ้นโดยใช้ส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องเช่นทรานซิสเตอร์ตัวต้านทาน ฯลฯ หรือรวมชิปตัวเดียวสำหรับฟังก์ชันที่ใช้งานอยู่ ไม่ว่าจะเป็นประเภทใดก็ตามหน่วยจ่ายไฟควรมีคุณสมบัติต่อไปนี้เพื่อให้เป็นสากลและเชื่อถือได้ตามธรรมชาติ:

คุณสมบัติที่สำคัญ

  • ควรปรับได้อย่างเต็มที่และต่อเนื่องด้วยเอาต์พุตแรงดันและกระแส
  • คุณลักษณะปัจจุบันที่เปลี่ยนแปลงได้สามารถใช้เป็นคุณสมบัติเสริมได้เนื่องจากไม่ใช่ข้อกำหนดที่แน่นอนสำหรับแหล่งจ่ายไฟเว้นแต่การใช้งานจะอยู่ในช่วงของการประเมินที่สำคัญ
  • แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตควรได้รับการควบคุมอย่างสมบูรณ์
LM317 IC pinout ข้อมูลจำเพาะ TO-220

ด้วยการถือกำเนิดของชิปหรือ IC เช่น LM317, L200 LM338 , LM723, การกำหนดค่าวงจรจ่ายไฟที่มีเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าผันแปรพร้อมคุณสมบัติพิเศษข้างต้นกลายเป็นเรื่องง่ายมากในปัจจุบัน

วิธีใช้ LM317 สำหรับการสร้างเอาต์พุตตัวแปร

ที่นี่เราจะพยายามทำความเข้าใจวิธีการสร้างที่ง่ายที่สุด วงจรจ่ายไฟ โดยใช้ IC LM317 โดยปกติ IC นี้มีอยู่ในแพ็คเกจ TO-220 และมีสามพิน

พินลึกเข้าใจง่ายมากเนื่องจากประกอบด้วยอินพุตเอาต์พุตและพินปรับที่ต้องการเพียงแค่ต่อสายเข้ากับการเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้อง

ขาอินพุตถูกนำไปใช้กับอินพุต DC ที่แก้ไขแล้วโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับอินพุตที่ยอมรับได้สูงสุดนั่นคือ 24 โวลต์ตามข้อกำหนดของ IC เอาต์พุตจะได้รับจากขา“ ขาออก” ของ IC ในขณะที่เชื่อมต่อส่วนประกอบการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้ารอบ ๆ ขาปรับ

วิธีเชื่อมต่อ LM317 ในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟแบบปรับแรงดันไฟฟ้าได้

วงจรจ่ายไฟแปรผัน LM317

ดังที่เห็นในแผนภาพการประกอบแทบจะไม่ต้องใช้ส่วนประกอบใด ๆ และในความเป็นจริงแล้วการเล่นของเด็กเพื่อให้ทุกอย่างเข้าที่

การปรับหม้อจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าแปรผันเชิงเส้นที่เอาต์พุตซึ่งอาจถูกต้องตั้งแต่ 1.25 โวลต์ไปจนถึงระดับสูงสุดที่จ่ายที่อินพุตของ Ic

แม้ว่าการออกแบบที่แสดงจะเป็นแบบที่ง่ายที่สุดดังนั้นจึงมีเพียงคุณสมบัติควบคุมแรงดันไฟฟ้า แต่คุณสมบัติการควบคุมกระแสไฟฟ้ายังสามารถรวมอยู่ใน IC ได้

การเพิ่มคุณสมบัติการควบคุมปัจจุบัน

วงจรควบคุมกระแส LM317

รูปด้านบนแสดงให้เห็นว่า IC LM317 สามารถใช้อย่างมีประสิทธิภาพในการผลิตแรงดันและกระแสแบบผันแปรได้อย่างไรตามที่ผู้ใช้ต้องการ หม้อ 5K ใช้สำหรับปรับแรงดันไฟฟ้าในขณะที่ตัวต้านทานการตรวจจับกระแส 1 โอห์มถูกเลือกอย่างเหมาะสมเพื่อให้ได้ขีด จำกัด กระแสที่ต้องการ

เพิ่มประสิทธิภาพด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกเอาต์พุตกระแสสูง

IC สามารถปรับปรุงเพิ่มเติมสำหรับการผลิตกระแสที่สูงกว่าค่าที่กำหนด แผนภาพด้านล่างแสดงให้เห็นว่า IC 317 สามารถใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้ามากกว่า 3 แอมป์ได้อย่างไร

วงจรจ่ายไฟ LM317 กระแสสูง

LM317 Variable Voltage, Current Regulator

IC LM317 / 338/396 อเนกประสงค์ของเราอาจใช้เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ปรับได้ผ่านการกำหนดค่าอย่างง่าย

แนวคิดนี้สร้างและทดสอบโดยหนึ่งในผู้อ่านตัวยงของบล็อกนี้ Mr. Steven Chiverton และใช้สำหรับการขับเลเซอร์ไดโอดพิเศษซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่ามีข้อกำหนดในการทำงานที่เข้มงวดและสามารถขับเคลื่อนผ่านวงจรไดรเวอร์พิเศษเท่านั้น

การกำหนดค่า LM317 ที่กล่าวถึงนี้มีความแม่นยำมากจนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีการควบคุมกระแสและแรงดันไฟฟ้าโดยเฉพาะ

การทำงานของวงจร

อ้างอิงจากแผนภาพวงจรที่แสดงการกำหนดค่าดูค่อนข้างตรงไปตรงมาสามารถมองเห็น LM317 IC สองตัวหนึ่งตัวกำหนดค่าในโหมดควบคุมแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานและอีกตัวหนึ่งในโหมดควบคุมปัจจุบัน

เพื่อความแม่นยำ LM317 ด้านบนจะสร้างสเตจควบคุมปัจจุบันในขณะที่ส่วนล่างทำหน้าที่เหมือนสเตจควบคุมแรงดันไฟฟ้า

แหล่งจ่ายอินพุตเชื่อมต่อผ่าน Vin และกราวด์ของวงจรควบคุมกระแสบนเอาต์พุตจากขั้นตอนนี้จะไปที่อินพุตของสเตจควบคุมแรงดันไฟฟ้าตัวแปร LM317 ที่ต่ำกว่า โดยทั่วไปทั้งสองขั้นตอนจะเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมสำหรับการใช้แรงดันไฟฟ้าที่ไม่สามารถป้องกันได้และการควบคุมกระแสไฟฟ้าที่สมบูรณ์สำหรับโหลดที่เชื่อมต่อซึ่งเป็นไดโอดเลเซอร์ในกรณีปัจจุบัน

R2 ถูกเลือกเพื่อให้ได้ช่วง จำกัด กระแสสูงสุดประมาณ 1.25A ค่าต่ำสุดที่อนุญาตคือ 5mA เมื่อตั้งค่า 250 โอห์มเต็มในเส้นทางซึ่งหมายความว่ากระแสไฟฟ้าไปยังเลเซอร์อาจถูกตั้งค่าตามที่ต้องการโดยที่ใดก็ได้ระหว่าง 5mA ถึง 1 แอมป์

การคำนวณแรงดันขาออก

แรงดันเอาต์พุตของวงจรจ่ายไฟ LM317 สามารถกำหนดได้ด้วยสูตรต่อไปนี้:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

อยู่ที่ไหน = VREF = 1.25

ADJ ปัจจุบันมักจะอยู่ที่ประมาณ 50 µA ดังนั้นจึงมีความสำคัญน้อยเกินไปในแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ คุณสามารถเพิกเฉยต่อสิ่งนี้ได้

การคำนวณขีด จำกัด ปัจจุบัน

ข้างต้นคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

R = 1.25 / กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาต

แรงดันไฟฟ้าที่ควบคุมในปัจจุบันที่ได้มาจากขั้นตอนบนจะถูกนำไปใช้กับวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 ที่ต่ำกว่าซึ่งช่วยให้สามารถตั้งแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการได้ตั้งแต่ 1.25V ถึง 30V ช่วงสูงสุดคือ 9V เนื่องจากแหล่งที่มาคือแบตเตอรี่ 9V ทำได้โดยการปรับ R4

วงจรที่กล่าวถึงถูกกำหนดให้จัดการไม่เกิน 1.5 แอมป์หากต้องการกระแสสูงกว่า IC ทั้งสองอาจถูกแทนที่ด้วย LM338 เพื่อรับกระแสสูงสุด 5 แอมป์หรือ LM396 สำหรับกระแสสูงสุด 10 แอมป์

ภาพที่น่ารักต่อไปนี้ถูกส่งโดย Mr. Steven Chiverton หลังจากที่เขาสร้างวงจรและตรวจสอบเรียบร้อยแล้ว

รูปภาพต้นแบบ

การอัพเกรด LM317 ด้วยปุ่มควบคุมแรงดันไฟฟ้า

จนถึงตอนนี้เราได้เรียนรู้วิธีกำหนดค่า LM317 สำหรับการผลิตเอาต์พุตที่ปรับได้โดยใช้หม้อแล้วตอนนี้เรามาทำความเข้าใจว่าปุ่มกดอาจใช้เพื่อเปิดใช้งานการเลือกแรงดันไฟฟ้าที่ควบคุมแบบดิจิทัลได้อย่างไร เรากำจัดการใช้หม้อเชิงกลและแทนที่ด้วยปุ่มกดสองสามปุ่มสำหรับการเลือกขึ้น / ลงของระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

นวัตกรรมนี้แปลงการออกแบบแหล่งจ่ายไฟ LM317 แบบเดิมให้เป็นการออกแบบแหล่งจ่ายไฟดิจิทัลโดยการกำจัดโพเทนชิออมิเตอร์ที่มีเทคโนโลยีต่ำซึ่งอาจมีแนวโน้มที่จะสึกหรอในระยะยาวส่งผลให้การทำงานที่ผิดปกติและเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าไม่ถูกต้อง

การออกแบบ LM317 ที่ปรับเปลี่ยนแล้วซึ่งจะช่วยให้สามารถตอบสนองต่อการเลือกปุ่มกดสามารถดูได้ในแผนภาพต่อไปนี้:

ต้องคำนวณตัวต้านทาน R2 ที่เกี่ยวข้องกับ R1 (240 โอห์ม) สำหรับการตั้งค่าเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าที่เลือกไว้ที่ปุ่มกด

กระแสไฟฟ้าสูง LM317 Bench Suuply

นี้ แหล่งจ่ายไฟ LM317 กระแสสูง สามารถใช้งานได้ทั่วโลกสำหรับแอปพลิเคชันใด ๆ ที่ต้องการแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงที่มีการควบคุมคุณภาพสูงเช่นแอมพลิฟายเออร์ซับวูฟเฟอร์ในรถยนต์การชาร์จแบตเตอรี่เป็นต้นแหล่งจ่ายไฟนี้ได้รับการออกแบบให้ใช้งานได้หลากหลายเท่าที่จะเป็นไปได้ และราคาไม่แพง

แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าคงที่ LM317 ที่ปรับได้อย่างง่ายนี้ตอบสนองเงื่อนไขได้อย่างยอดเยี่ยมและสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ถึง 10 แอมป์ เอาท์พุทแรงดันไฟฟ้าถูกควบคุมโดยวงจรที่มี R4, R5 และ S3 สังเกตว่าสวิตช์ S3 เป็นส่วนหนึ่งของ R4

สำหรับการรับเอาท์พุทแรงดันไฟฟ้าคงที่ต้องกำหนด R4 เพื่อให้ได้ศูนย์โอห์ม (ทวนเข็มนาฬิกาเต็มที่) ในสถานการณ์เช่นนี้สวิตช์ S3 ควรอยู่ในตำแหน่งเปิด

ในกรณีนั้นควรปรับแต่ง R5 ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าเพื่อให้วงจรสร้างเอาต์พุต 12 โวลต์ (หรือสิ่งที่แอปพลิเคชันส่วนบุคคลของคุณต้องการ) ในการมีเอาต์พุตตัวแปร R4 สามารถพลิกตามเข็มนาฬิกาโดยให้ S3 อยู่ในตำแหน่งปิดและกำจัด R5 ออกจากวงจร

ตอนนี้แรงดันขาออกสามารถทำงานได้โดยตัวต้านทาน R4 แต่เพียงผู้เดียว เมื่อตำแหน่งของสวิตช์ SPDT S2 อยู่ใน 1 กระแสเอาต์พุตสูงสุดสามารถทำได้โดยมี T1 สองส่วนจ่ายกระแสไปยังขั้นตอนการกรองเพื่อเพิ่มเอาต์พุตปัจจุบันโดยรวมมากขึ้น 2 เท่า

ต้องบอกว่าแรงดันเอาต์พุตสูงสุดจะลดลง 50% ในตำแหน่งนี้ มันเป็นการตั้งค่าที่มีประสิทธิผลมากเมื่อพิจารณาว่าทรานซิสเตอร์กำลังไม่จำเป็นต้องลดศักยภาพลงจำนวนมาก

ในตำแหน่งที่ 2 แรงดันไฟฟ้าสูงสุดจะเท่ากับข้อมูลจำเพาะกำลังไฟของ T1 ที่นี่เราใช้หม้อแปลง 24 โวลต์แบบเคาะตรงกลางสำหรับ T1 ในที่สุด D1 และ D2 ได้ถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อป้องกัน LM317 IC ในกรณีที่ปิดเครื่องด้วยโหลดอุปนัยที่เอาต์พุต

อ้างอิง: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/LM317




ก่อนหน้านี้: วิธีการต่อระบบแผงโซลาร์เซลล์ - การใช้ชีวิตของกริด ถัดไป: วงจร Dipper / Dimmer ไฟหน้ารถอัตโนมัติ