» elektronik »Linjär spänningsregulator med reglering på LM317 och PNP-transistor

Linjär spänningsregulator med justerbar LM317 och PNP-transistor

Hej alla!
I den här artikeln kommer jag att prata om en annan linjär spänningsregulator, som jag monterade relativt nyligen. Det är byggt på det populära LM317-chipet och en bipolär PNP-transistor. Den färdiga modulen är som följer:

Relaterad video:


Tidigare Artikel Jag talade om en liknande linjär spänningsregulator på TL431 och NPN-transistorer.

I motsats till vad som nämnts innehåller denna krets något färre delar och klarar högre strömmar tack vare en kraftfullare transistor.

Viktiga funktioner:
• Ingångsspänning upp till 30V (i min version eftersom kondensatorn vid ingången till 35V)
• Utgångsspänning 3-25V (beroende på ström, desto högre ström, desto lägre maximal utspänning)
• Ström upp till 9A (med en TIP36C-transistor med en ingångsspänning på 18V och en utgång på 12V, men beror i allmänhet på den valda transistorn och effektdistribution)
• Stabilisering av utgångsspänningen vid byte av ingång
• Stabilisering av utgångsspänningen när lastströmmen ändras
• Brist på skydd mot kortslutning
• Brist på strömskydd

Modulen är sammansatt enligt följande:


Förklaringar enligt schemat:
LM317-mikrokretsen som köpts på AliExpress (troligen inte den ursprungliga) har tre utgångar. Resultaten visas i diagrammet och bilden i det nedre högra hörnet.

Chipet styr en kraftfull bipolär PNP-transistor VT1. Jag använde TIP36C för detta ändamål. Transistorns huvudsakliga egenskaper: spänning - 100V, kollektorström - 25A (i själva verket 8-9A, eftersom transistorn inte är original och köptes av Ali Express), en statisk strömöverföringskoefficient på 10.

Det är mycket viktigt att övervaka kraften som avlägsnas av transistorn så att den inte överstiger 50-55 watt (för en transistor i ett TO-247-paket eller liknande i storlek, och för transistorer i ett TO-220-fall - inte mer än 25-30 watt). Du kan beräkna med formeln:

P = (U-utgång -U-ingång) * I samlare

Till exempel är ingångsspänningen 18 V, vi ställer ut utgångsspänningen till 12 V, den nuvarande strömmen är 9 A:
P = (18V-12V) * 9A = 54 watt

Motstånd R1, R2, R3 ställer in spänningen som vår krets kommer att stabilisera. Motstånd R1 tas som standard vid 240 ohm (vilken effekt som helst). Motstånd R2 är variabel, det är bättre att ta i området 2-3k ohm. Till att börja med ställde jag den på 4,7 k Ohm, som ett resultat, någonstans mitt i knoppens rotationsområde når spänningen sitt maximala värde och förändras inte ytterligare.Jag lödde ett 3,9 k Ohm-motstånd parallellt med potentiometern, justeringen blev jämnare och hela rattvredet började användas. Motstånd R3 är valfritt, tjänar till att flytta de nedre och övre gränserna för justeringsområdet mot ökningen. Allmän regel: ju större totalmotstånd hos motstånd R2 och R3, desto högre utgångsspänning. Detta bekräftas av formeln från Datashita:
Linjär spänningsregulator med justerbar LM317 och PNP-transistor

Motstånd R4 används för att begränsa strömmen något till ingången till LM317-chipet. Motstånd 10 Ohm. LM317 så mycket som möjligt kan passera genom sig själv ca 1A (upp till 1,5A, om originalet). Vid första anblicken borde kraften hos motståndet R4 vara:

P = I ^ 2 * R = 1 * 1 * 10 = 10 Watt

Men sedan strömmen passerar också genom basen på transistorn VT1, genom att kringgå motståndet, kan du ta motståndet R4 och 5 watt.

Ovanstående komponenter utgör kretsens kärna, allt annat är ytterligare element för att förbättra stabiliteten och ge vissa skydd.

Kondensator C2 (keramisk 1-10 mikrofarader) - är lödd parallellt med ett variabelt motstånd och förbättrar stabiliteten i reglering. För att skydda LM317-mikrokretsen när kondensatorn C2 urladdas placeras en D2-diod. De, tillsammans med D1-dioden, skyddar mikrokretsen och transistorn från omvänd ström. Diode D3 tjänar till att skydda kretsen mot EMF-självinduktion när den drivs av elmotorer. Kondensatorer C4 (elektrolytisk 35V 470-1000 uF) och C5 (keramik 1-10 uF) bildar ett ingångsfilter, och kondensatorer C1 (elektrolytisk 35V 1000-3300 uF) och C3 (keramik 1-10 uF) bildar ett utgångsfilter. Motstånd R5 vid 10k Ohm (vilken effekt som helst) skapar en liten belastning för kretsens stabilitet vid tomgång och hjälper till att snabbt ladda ur kondensatorer vid strömavbrott.

Bygg process:
Till en början samlades allt genom gångjärninstallation och testades.

Sedan lödde jag kretsen på brödskivan i form av en modul.


Tillsatt en liten kylare.

Med en sådan radiator kan kretsen fungera under lång tid endast vid låga strömmar. För att kretsen ska fungera under lång tid med full effekt behöver du en mer massiv kylare.

LM317 och transistor kan monteras på en kylare utan isolerande packningar, som Enligt schemat är dessa slutsatser (LM317-utgång och transistorkollektor) anslutna.

Jag testade den färdiga modulen och kontrollerade egenskaperna.

I allmänhet gillade jag kretsen: ganska enkel och du kan få en anständig ström. Det som saknas är skydd mot kortslutning och ström. Det är över. Effektiviteten är inte hög och den avger mycket värme. Men detta är en funktion i alla sådana linjära kretsar, som personligen inte stör mig riktigt.

Tack alla för er uppmärksamhet! Jag hoppas att artikeln var användbar för dig.
7.4
8
8.7

Lägg till en kommentar

    • lelerxaxaOKdontknowyahoonea
      bossscratchluraJaja-jaaggressivhemlighet
      ledsendansdance2dance3benådningHjälpdrycker
      stoppvännerbragoodgoodvisselpipasvimningsanfalltunga
      rökklapparcraydeclarehånfulldon-t_mentionnedladdning
      hettaRASANDElaugh1mdamötemoskingnegativ
      not_ipopcornstraffalässkrämmalarmrapportersök
      hånthank_youdettato_clueumnikakutöverens
      illabeeeblack_eyeblum3rougeskrytaledan
      censureradepleasantrysecret2hotasegeryusun_bespectacled
      shokrespektlolprevedvälkommenkrutoyya_za
      ya_dobryihjälparene_huliganne_othodiFLUDförbudstänga
13 kommentar
Ja, naturligtvis dras dioden tvärtom, ledsen ledsen
Skydd mot omvänd polaritet när den är ansluten (det var en sändtagare-matare, som Kenwood 100-watt, från det långa nätverket ombord). Och med R1 ljög jag något - jag satte bitar av nikrom med en diameter på 1,2 mm där, men inte 2 Ohm, kanske 0,2. Det har länge varit. Men för din produkt är detta onödigt, ta bort båda.
Gäst Sergey
Jag satte vredströmbrytaren på off-nätverket.
Författaren
Och vilken funktion utför VD1-dioden? Och vände han sig i den riktningen? Enligt min mening kommer den versionen, som i kortslutningsdiagrammet, att vara ...
Du kan försöka skydd i den här versionen, det gjorde jag en gång.
R4-tråd. Dioden är parallell med R7.
Författaren
Personligen är jag helt nöjd med kretsens stabilitet, inklusive ovanstående nackdelar. Jag visste inte om användningen av det inbyggda skyddet i MS, det är intressant!
Citat: EandV
... en ökning av lastströmmen med 1,3 A flyter +/- 50 mV. ...

Det är så många procent av utgångsspänningen, gör det inte jävligt med en sådan nedgång
Om "ringen".En transistor med en OE inverterar fasen, jag stötte på detta ett par gånger, du plågas för att plocka upp kondensatorer.


... • Brist på skydd mot kortslutning
• Brist på nuvarande skydd ...
Du kan använda det inbyggda i MS genom att välja motståndet R4 i området upp till 1 Ohm (BE-spänning släpps på det) från cirka 1,5 A, MS: s skyddström, till önskat eller acceptabelt värde. Praktiskt testad.
Författaren
Användbar information, tack!
Från det ovanstående kan jag dra slutsatsen att en amatörradioartist överdriver och stabilisering är ganska lämplig för kretsar på denna nivå.
Citat: EandV
vid en ström av cirka 3A flyter utspänningen +/- 20 mV när ingången ändras. Med en kraftig ökning av lastströmmen med 1,3 A flyter +/- 50 mV.
Detta är en normal reaktion på yttre påverkan. När lastströmmen ökar är det osannolikt att det kommer att finnas "+/-", den vanliga reaktionen på en ökning av belastningen är en neddragning.
”Flytande” är när utspänningen ändras med konstant ingångsspänning och belastning.
Kretsen verkar vara linjär, det bör inte finnas krusningar och störningar.
Varför skulle det vara det? Det är inte anslutet på något sätt. Även LM317-spänningsregulatorn behöver själv utkapacitans för frekvenskompensering. Och hela stabilisatorn är i huvudsak en transistor med en OE, i den kollektorkrets som en last ingår i, och LM317 är källan till dess basström. Transistorn tas med låg frekvens, med en liten h21e, så i det här fallet borde det inte vara stora problem med stabilitet, men det betyder inte att allt kommer att vara smidigt när man använder snabbare transistorer.
Författaren
Om du tittar i videon, vid en ström på cirka 3A, flyter utspänningen +/- 20 mV när ingången ändras. Med en kraftig ökning av lastströmmen med 1,3 A flyter +/- 50 mV. Samtidigt placerade jag inte schemat som laboratorietekniker, därför var det som för mig helt normalt. Om du sätter en större kondensator vid utgången kan det vara ännu bättre.
Och vad ringer där? Kretsen verkar vara linjär, det bör inte finnas krusningar och störningar. Eller förvirrar jag något?
Gäst Alex
Berätta mer om hur denna krets ringer och spänning flyter ...
Citat: EandV
Om utgången från diodbron är 30V kommer en sådan 35V-kondensator sannolikt att explodera.
Explodera, kanske, och kommer inte att explodera, det är som om han har tur.)) Men det är säkert förnedrande.
När du väljer en filterkondensator vid likriktarens utgång, är det nödvändigt att ta hänsyn till de tillåtna förändringarna i nätspänningen, belastningens art, temperaturen på platsen och parametrarna för själva kondensatorn (det finns andra egenskaper förutom kapacitansen, tillåten spänning och ESR). För att inte bry dig om detta, ta en spänningsmarginal på 50% - så blir du lycklig. ))
Författaren
Citat: Ivan_Pokhmelev
För ingångskondensatorn är en sådan marginal liten. Med en ingångsspänning på 30 V bör kondensatorn vara minst 40 V och företrädesvis 50.

Jag håller med, med 30V blev jag upphetsad. Jag hade ungefär 16V vid utgången från diodbron och cirka 21 V efter 2x kondensatorer på 10.000 uF vid 35V, först efter det att ovannämnda modul var ansluten.
Om utgången från diodbron är 30V kommer en sådan 35V-kondensator sannolikt att explodera.
Citat: Ivan_Pokhmelev
I det här fallet, glöm inte att isolera kylaren från PSU-fallet.

Definitivt. Det kommer att finnas en utgångsspänning på kylaren.
Ingångsspänning upp till 30V (i min version, eftersom kondensatorn vid ingången till 35V)
För ingångskondensatorn är en sådan marginal liten. Med en ingångsspänning på 30 V bör kondensatorn vara minst 40 V och företrädesvis 50.
LM317 och transistor kan monteras på en kylare utan isolerande packningar, som Enligt schemat är dessa slutsatser (LM317-utgång och transistorkollektor) anslutna.
I det här fallet, glöm inte att isolera kylaren från PSU-fallet.

Vi rekommenderar att du läser:

Räcka den till smarttelefonen ...