Como usar o LM317 para fazer um circuito de fonte de alimentação variável

Neste artigo, discutiremos detalhadamente como construir um circuito de fonte de alimentação ajustável baseado no LM317 usando um número mínimo de componentes externos.

Como o nome sugere, um circuito de fonte de alimentação variável fornece ao usuário uma gama de tensões de saída que variam linearmente por meio de uma rotação de potenciômetro controlada manualmente.

Um LM317 é um dispositivo versátil que ajuda um entusiasta eletrônico a construir uma fonte de alimentação de tensão variável de forma rápida, barata e muito eficiente.

Introdução

Seja um novato eletrônico ou um profissional especialista, um fonte de alimentação ajustável unidade é exigida por todos no campo. É a fonte básica de energia que pode ser necessária para vários procedimentos eletrônicos, desde alimentar circuitos eletrônicos complexos até dispositivos eletromecânicos robustos, como motores, relés, etc.

PARA unidade de fonte de alimentação variável é uma obrigação para todas as bancadas de trabalho elétricas e eletrônicas e está disponível em uma variedade de formas e tamanhos no mercado e também na forma de esquemas para nós.
Eles podem ser construídos usando componentes discretos como transistores, resistores, etc. ou incorporando um único chip para as funções ativas. Não importa qual seja o tipo, uma fonte de alimentação deve incorporar os seguintes recursos para se tornar universal e confiável com sua natureza:

Caracteristicas essenciais

• Deve ser total e continuamente ajustável com suas saídas de tensão e corrente.
• O recurso de corrente variável pode ser considerado um recurso opcional porque não é um requisito absoluto com uma fonte de alimentação, a menos que o uso esteja na faixa de avaliações críticas.
• A tensão produzida deve ser perfeitamente regulada.

Com o advento de chips ou ICs como LM317, L200, LM338 , LM723, configurar circuitos de alimentação com saída de tensão variável com as qualidades excepcionais acima tornou-se muito fácil hoje em dia.

Como usar o LM317 para produzir uma saída variável

Aqui, tentaremos entender como construir um mais simples circuito de alimentação usando o IC LM317. Este IC está normalmente disponível no pacote TO-220 e tem três pinos.

A pinagem é muito fácil de entender, já que consiste em uma entrada, uma saída e um pino de ajuste que só precisa ser conectado com as respectivas conexões.

O pino de entrada é aplicado com uma entrada DC retificada, de preferência com a entrada máxima tolerável, que é de 24 volts de acordo com as especificações do IC. A saída é recebida do pino “de saída” do IC, enquanto os componentes de configuração de tensão são conectados ao redor do pino de ajuste.

Como conectar o LM317 em um projeto de fonte de alimentação de tensão ajustável

Como pode ser visto no diagrama, a montagem quase não precisa de nenhum componente e é, na verdade, uma brincadeira de criança para colocar tudo no lugar.

Ajustar o potenciômetro produz uma tensão que varia linearmente na saída que pode ir de 1,25 volts ao nível máximo fornecido na entrada do Ic.

Embora o design mostrado seja o mais simples e, portanto, inclua apenas um recurso de controle de tensão, um recurso de controle de corrente também pode ser incluído com o IC.

Adicionando um Recurso de Controle Atual

A figura acima mostra como o IC LM317 pode ser usado efetivamente para produzir tensões e correntes variáveis, conforme desejado pelo usuário. O potenciômetro de 5K é usado para ajustar a tensão, enquanto o resistor de detecção de corrente de 1 Ohm é selecionado apropriadamente para adquirir o limite de corrente desejado.

Melhorar com facilidade de saída de alta corrente

O IC pode ser ainda mais aprimorado para a produção de correntes maiores do que seus valores nominais. O diagrama abaixo mostra como o IC 317 pode ser usado para produzir mais de 3 amperes de corrente.

LM317 Tensão Variável, Regulador de Corrente

Nosso versátil IC LM317 / 338/396 pode ser usado como um regulador ajustável de tensão e corrente por meio de configurações simples.

A ideia foi construída e testada por um dos leitores ávidos deste blog, o Sr. Steven Chiverton, e usada para acionar diodos laser especiais que são conhecidos por terem especificações operacionais rigorosas e só podiam ser acionados por circuitos de driver especializados.

A configuração do LM317 discutida é tão precisa que se torna idealmente adequada para todas essas aplicações especializadas reguladas de corrente e tensão.

Operação de Circuito

Referindo-se ao diagrama de circuito mostrado, a configuração parece bastante direta, dois LM317 IC s podem ser vistos, um configurado em seu modo regulador de tensão padrão e o outro em um modo de controle de corrente.

Para ser preciso, o LM317 superior forma o estágio regulador de corrente, enquanto o inferior atua como um estágio controlador de tensão.

A fonte de alimentação de entrada é conectada ao Vin e à terra do circuito regulador de corrente superior, a saída deste estágio vai para a entrada do estágio inferior do regulador de tensão variável LM317. Basicamente, os dois estágios são conectados em série para a implementação de uma regulação de tensão e corrente à prova de falhas para a carga conectada, que é um diodo laser no caso presente.

R2 é selecionado para adquirir uma faixa de cerca de 1,25A do limite máximo de corrente, o mínimo permitido sendo 5mA quando os 250 ohms completos são definidos no caminho, o que significa que a corrente para o laser pode ser definida como desejado, em qualquer lugar entre 5mA a 1 ampere.

Calculando a tensão de saída

A tensão de saída de um circuito de fonte de alimentação LM317 pode ser determinada com a seguinte fórmula:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

onde está = VREF = 1,25

O ADJ atual é geralmente em torno de 50 µA e, portanto, muito insignificante na maioria das aplicações. Você pode ignorar isso.

Calculando Limite de Corrente

O acima é calculado usando a seguinte fórmula:

R = 1,25 / corrente máxima permitida

A tensão controlada por corrente adquirida do estágio superior é aplicada em seguida ao circuito regulador de tensão LM317 inferior, o que permite que a tensão desejada seja definida em qualquer lugar de 1,25 V a 30 V, aqui a faixa máxima é de 9 V, uma vez que a fonte é uma bateria de 9 V. Isso é conseguido ajustando R4.

O circuito discutido é designado para lidar com não mais do que 1,5 ampères, se uma corrente maior for necessária, ambos os ICs podem ser substituídos por LM338 para obter uma corrente máxima de 5 ampères ou LM396 para uma corrente máxima de 10 ampères.

As seguintes lindas fotos foram enviadas pelo Sr. Steven Chiverton, depois que o circuito foi construído e verificado com sucesso por ele.

Imagens de protótipo

Atualizando LM317 com controle de tensão por botão

Até agora, aprendemos como configurar um LM317 para produzir saída ajustável usando um potenciômetro, agora vamos entender como os botões podem ser usados ​​para habilitar a seleção de tensão controlada digitalmente. Eliminamos o uso de potenciômetro mecânico e o substituímos por alguns botões de pressão para a seleção up / down dos níveis de tensão desejados.

A inovação converte o design de fonte de alimentação LM317 tradicional em um design de fonte de alimentação digital, eliminando o potenciômetro de baixa tecnologia que pode estar sujeito a desgaste a longo prazo, resultando em operações erráticas e saídas de tensão incorretas.

O projeto LM317 modificado que permitiria que ele respondesse às seleções do botão de pressão pode ser visto no diagrama a seguir:

Os resistores R2 associados precisam ser calculados em relação a R1 (240 ohms) para configurar as saídas de tensão selecionadas do botão de pressão pretendidas.

Fonte de alimentação de banco de alta corrente LM317

Esta fonte de alimentação LM317 de alta corrente pode ser usado universalmente para qualquer aplicação que requeira uma fonte regulada de alta corrente DC de alta qualidade, como amplificadores de subwoofer de carro, carga de bateria, etc. Esta fonte de alimentação é projetada para ser tão versátil quanto possível, garantindo também que a contagem de peças permaneça baixa e acessível.

Esta fonte de tensão ajustável e fixa LM317 simples satisfaz as condições de forma excelente e é capaz de fornecer até 10 amperes. A saída de tensão é governada pelo estágio do circuito contendo R4, R5 e S3, observe que a chave S3 é parte de R4.

Para obter uma saída de tensão fixa, R4 deve ser determinado para obter zero ohms (totalmente no sentido anti-horário). Nessa situação, a chave S3 deve estar na posição aberta.

Nesse caso, o R5 predefinido deve ser ajustado para que o circuito gere uma saída de 12 volts (ou qualquer coisa que sua aplicação pessoal exija). Para ter uma saída variável, R4 pode ser girado no sentido horário, com S3 na posição fechada, e se livrar de R5 do circuito.

A tensão de saída agora pode ser operada apenas pelo resistor R4. Quando a posição da chave SPDT S2 está em 1, a corrente de saída mais alta pode ser obtida tendo as duas metades de T1 fornecendo corrente para o estágio de filtro, a fim de aumentar a saída de corrente geral 2 vezes mais.

Dito isso, a maior tensão de saída será reduzida em 50% nesta posição. É realmente uma configuração muito produtiva, considerando que o transistor de potência não precisa perder uma quantidade significativa de potencial.

Na posição 2, a tensão máxima é praticamente igual às especificações de potência de T1. Aqui, empregamos um transformador com derivação central de 24 volts para T1. Por último, D1 e D2 foram incorporados para proteger o IC LM317 no caso de a alimentação ser desligada com uma carga indutiva na saída

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

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