Descrição do diagrama de comutação de características do Lm317t. Tensão ajustável LM317 e estabilizador de corrente. Características, calculadora online, ficha técnica. Dissipação de energia do dispositivo e tensão de entrada

Recentemente, o interesse em circuitos estabilizadores de corrente cresceu significativamente. E, em primeiro lugar, isso se deve ao surgimento de fontes de iluminação artificial baseadas em LEDs como posições de liderança, para as quais um fornecimento de corrente estável é um ponto vital. O estabilizador de corrente mais simples, mais barato, mas ao mesmo tempo poderoso e confiável, pode ser construído com base em um dos circuitos integrados (IM): lm317, lm338 ou lm350.

Folha de dados para lm317, lm350, lm338

Antes de passar diretamente aos circuitos, vamos considerar os recursos e características técnicas dos estabilizadores lineares integrados (LIS) acima.

Todos os três IMs têm uma arquitetura semelhante e são projetados para construir em sua base circuitos estabilizadores simples de corrente ou tensão, incluindo aqueles usados ​​com LEDs. As diferenças entre os microcircuitos estão nos parâmetros técnicos, que são apresentados na tabela comparativa abaixo.

	LM317	LM350	LM338
Faixa de tensão de saída ajustável	1,2…37V	1,2…33V	1,2…33V
Carga máxima de corrente	1,5A	3A	5A
Tensão de entrada máxima permitida	40V	35V	35V
Indicador de possível erro de estabilização	~0,1%	~0,1%	~0,1%
Dissipação máxima de energia*	15-20W	20-50W	25-50W
Faixa de temperatura operacional	0° - 125°С	0° - 125°С	0° - 125°С
Ficha de dados	LM317.pdf	LM350.pdf	LM338.pdf

* - depende do fabricante do IM.

Todos os três microcircuitos possuem proteção integrada contra superaquecimento, sobrecarga e possível curto-circuito.

Os estabilizadores integrados (IS) são produzidos em um pacote monolítico de diversas variantes, sendo a mais comum o TO-220. O microcircuito possui três saídas:

1. AJUSTAR. Pino para definir (ajustar) a tensão de saída. No modo de estabilização de corrente, está conectado ao positivo do contato de saída.
2. SAÍDA. Um pino com baixa resistência interna para gerar tensão de saída.
3. ENTRADA. Saída para tensão de alimentação.

Esquemas e cálculos

A maior aplicação de CIs é encontrada em fontes de alimentação para LEDs. Consideremos o circuito estabilizador de corrente (driver) mais simples, composto por apenas dois componentes: um microcircuito e um resistor.
A tensão da fonte de alimentação é fornecida à entrada do MI, o contato de controle é conectado ao contato de saída através de um resistor (R) e o contato de saída do microcircuito é conectado ao ânodo do LED.

Se considerarmos o IM mais popular, Lm317t, então a resistência do resistor é calculada usando a fórmula: R = 1,25/I 0 (1), onde I 0 é a corrente de saída do estabilizador, cujo valor é regulado pelo passaporte dados para LM317 e devem estar na faixa de 0,01 a 1,5 A. Segue-se que a resistência do resistor pode estar na faixa de 0,8 a 120 Ohms. A potência dissipada pelo resistor é calculada pela fórmula: P R =I 0 2 ×R (2). Ligar e calcular IM lm350, lm338 são completamente semelhantes.

Os dados calculados resultantes para o resistor são arredondados, de acordo com a série nominal.

Os resistores fixos são fabricados com pequena variação no valor da resistência, portanto nem sempre é possível obter o valor desejado da corrente de saída. Para este propósito, um resistor de corte adicional de potência apropriada é instalado no circuito.
Isso aumenta um pouco o custo de montagem do estabilizador, mas garante que seja obtida a corrente necessária para alimentar o LED. Quando a corrente de saída se estabiliza em mais de 20% do valor máximo, muito calor é gerado no microcircuito, por isso deve ser equipado com dissipador de calor.

Calculadora online lm317, lm350 e lm338

Tensão de saída necessária (V):

Classificação R1 (Ohm): 240 330 470 510 680 750 820 910 1000

Adicionalmente

Corrente de carga (A):

Tensão de entrada (V):

unidade de energia - Este é um atributo indispensável na oficina de radioamadorismo. Também decidi construir para mim uma fonte de alimentação ajustável, pois estava cansado de comprar baterias sempre ou de usar adaptadores aleatórios. Aqui está sua breve descrição: A fonte de alimentação regula a tensão de saída de 1,2 Volts a 28 Volts. E fornece uma carga de até 3 A (dependendo do transformador), o que geralmente é suficiente para testar a funcionalidade de projetos de rádio amador. O circuito é simples, ideal para um radioamador iniciante. Montado com base em componentes baratos - LM317 E KT819G.

Circuito de fonte de alimentação regulado LM317

Lista de elementos do circuito:

• Estabilizador LM317
• T1 - transistor KT819G
• Tr1 - transformador de potência
• F1 - fusível 0,5A 250V
• Br1 - ponte de diodo
• D1 - diodo 1N5400
  
• LED1 - LED de qualquer cor
  
• C1 - capacitor eletrolítico 3300 uF*43V
  
• C2 - capacitor cerâmico 0,1 uF
  
• C3 - capacitor eletrolítico 1 µF * 43V
  
• R1 - resistência 18K
  
• R2 - resistência 220 Ohm
  
• R3 - resistência 0,1 Ohm*2W
  
• P1 - resistência de construção 4,7K

Pinagem do microcircuito e transistor

O case foi retirado da fonte de alimentação do computador. O painel frontal é feito de PCB, é aconselhável instalar um voltímetro neste painel. Não instalei porque ainda não encontrei um adequado. Também instalei braçadeiras para os fios de saída no painel frontal.

Deixei a tomada de entrada para alimentar a própria fonte de alimentação. Uma placa de circuito impresso feita para montagem em superfície de um transistor e um chip estabilizador. Eles foram fixados a um radiador comum através de uma junta de borracha. O radiador era sólido (você pode ver na foto). Ele precisa ser o maior possível - para um bom resfriamento. Ainda assim, 3 amperes é muito!

Vin (tensão de entrada): 3-40 Volts
Vout (tensão de saída): 1,25-37 Volts
Corrente de saída: até 1,5 Amps
Dissipação máxima de energia: 20 Watts
Fórmula para calcular a tensão de saída (Vout): Vout = 1,25 * (1 + R2/R1)
*Resistência em Ohms
*Os valores de tensão são obtidos em Volts

Este circuito simples permite retificar a tensão alternada em tensão contínua graças a uma ponte de diodos feita de diodos VD1-VD4 e, em seguida, usar um resistor de substring preciso do tipo SP-3 para definir a tensão necessária dentro dos limites do estabilizador integrado lasca.

Usei os antigos como diodos retificadores FR3002, que uma vez caiu de um computador antigo do ano de 1998. Apesar de seu tamanho impressionante (caixa DO-201AD), suas características (Ureverse: 100 Volts; Idirect: 3 Amps) não são impressionantes, mas isso é o suficiente para mim. Para eles tivemos até que alargar os furos da placa, seus pinos são muito grossos (1,3mm). Se você alterar ligeiramente o layout da placa, poderá soldar imediatamente uma ponte de diodos pronta.

É necessário um radiador para remover o calor do chip 317; é ainda melhor instalar uma pequena ventoinha; Além disso, na junção do substrato do gabinete do chip TO-220 com o dissipador de calor, coloque um pouco de pasta térmica. O grau de aquecimento dependerá de quanta energia o chip dissipa, bem como da própria carga.

Microcircuito LM317T Não instalei diretamente na placa, mas tirei dela três fios, com a ajuda dos quais conectei este componente aos demais. Isso foi feito para que as pernas não se soltassem e, consequentemente, não quebrassem, pois essa peça ficará fixada no dissipador de calor.

Para poder utilizar a tensão total do microcircuito, ou seja, ajustar de 1,25 a 37 Volts, configuramos um resistor de substring com resistência máxima de 3432 kOhm (na loja o valor mais próximo é 3,3 kOhm). Tipo recomendado de resistor R2: multivoltas interlinear (3296).

O próprio chip estabilizador LM317T e outros semelhantes são produzidos por muitas, senão todas, empresas que produzem componentes eletrônicos. Compre apenas de vendedores confiáveis, porque existem falsificações chinesas, principalmente o microcircuito LM317HV, que é projetado para uma tensão de entrada de até 57 Volts. Você pode identificar um microcircuito falso pelo seu suporte de ferro; em um falso, ele apresenta muitos arranhões e uma cor cinza desagradável, além de marcações incorretas. Vale dizer também que o microcircuito possui proteção contra curto-circuitos e superaquecimento, mas não conte muito com eles.

Não se esqueça que este estabilizador integrado (LM317T) é capaz de dissipar energia com um radiador de apenas até 20 Watts. As vantagens deste microcircuito comum são seu baixo preço, limitação da corrente interna de curto-circuito, proteção térmica interna

O lenço pode ser desenhado com alta qualidade mesmo com um marcador de pergaminho comum e depois gravado em uma solução de sulfato de cobre/cloreto férrico...

Foto da placa finalizada.

O circuito estabilizador linear integrado LM317 com tensão de saída ajustável foi desenvolvido pelo autor dos primeiros estabilizadores monolíticos de três terminais, R. Widlar, há quase 50 anos. O microcircuito fez tanto sucesso que atualmente é produzido sem alterações por todos os principais fabricantes de componentes eletrônicos e é utilizado em diversos dispositivos em diferentes opções de conexão.

informações gerais

O circuito do dispositivo fornece parâmetros mais elevados de instabilidade de parâmetros, em comparação com estabilizadores para tensão fixa, e possui quase todos os tipos de proteção utilizados para circuitos integrados: limitação da corrente de saída, desligamento em caso de superaquecimento e ultrapassagem dos parâmetros máximos de operação.

Ao mesmo tempo, é necessário um número mínimo de componentes externos para o LM317. O circuito usa estabilização e proteção integradas;

O dispositivo está disponível em três versões -L. M.117/217/317, diferindo na temperatura operacional máxima permitida:

• LM117: de -55 a 150°C;
• LM217: de -25 a 150°C;
• LM317: de 0 a 125°C.

Todos os tipos de estabilizadores são produzidos em caixas padrão TO-3, diversas modificações do TO-220, para montagem em superfície - D2PAK, SO-8. Para dispositivos de baixa potência, o TO-92 é usado.

A pinagem de todos os produtos de três pinos é a mesma, o que facilita sua substituição. Dependendo do invólucro utilizado, designações adicionais são introduzidas nas marcações:

• K – TO-3 (LM317K);
• T-TO-220;
• P – ISOWATT220 (corpo plástico);
• D2T – D2PAK;
• LZ – TO-92;
• LM – SOIC8.

Todos os tamanhos padrão são usados ​​para LM317, LM117 está disponível apenas em carcaça TO-3, LM217 em TO-3, D2PAK e TO-220. Os microcircuitos LM317LZ em pacotes TO-92 se distinguem por valores reduzidos de potência máxima e corrente de saída, até 100 mA, com outras propriedades semelhantes. Às vezes, o fabricante usa marcações próprias, por exemplo, LM317НV da Texas Instruments - reguladores de alta tensão na faixa de 1,2-60 V, enquanto as pinagens da caixa coincidem com produtos de outras empresas. Ao contrário de outros microcircuitos, a abreviatura LM (LM) é usada por todos os fabricantes. A explicação de outras designações possíveis é dada na descrição técnica do dispositivo específico.

Parâmetros elétricos básicosL. M.117/217/317

As características dos reguladores são determinadas pela diferença entre a entrada (interface do usuário) e tensão de saída (Uo) 5 volts, corrente de carga 1,5 amperes e potência máxima 20 watts:

• Instabilidade de tensão – 0,01%;
• Tensão de referência (UREF) – 1,25 V;
• Corrente mínima de carga – 3,5 mA;
• A corrente máxima de saída é de 2,2 A, com diferença nas tensões de entrada e saída não superior a 15 V;
• A dissipação máxima de energia é limitada pelo circuito interno;
• Supressão de ondulação de tensão de entrada – 80 dB.

É importante observar! No valor máximo possível de Uin – Uout = 40 volts, a corrente de carga permitida é reduzida para 0,4 amperes. A dissipação máxima de potência é limitada pelo circuito de proteção interno para gabinetes TO-220 e TO-3 é de aproximadamente 15 a 20 watts;

Aplicações do estabilizador ajustável

Ao projetar dispositivos eletrônicos contendo estabilizadores de tensão, é mais preferível usar um regulador de tensão no LM317, especialmente para componentes críticos de equipamentos. A utilização de tais soluções requer a instalação adicional de dois resistores, mas proporciona melhores parâmetros de potência do que os microcircuitos tradicionais com tensões de estabilização fixas e possui maior flexibilidade para diferentes aplicações.

A tensão de saída é calculada usando a fórmula:

UOUT = UREF (1+ R2/R1) + IADJ, onde:

• VREF = 1,25V, corrente de saída de controle;
• IADJ é muito pequeno - cerca de 100 µA e determina o erro de ajuste de tensão, na maioria dos casos não é levado em consideração.

O capacitor de entrada (cerâmica ou tântalo 1 μF) é instalado a uma distância significativa do microcircuito de capacitância do filtro da fonte de alimentação - mais de 50 mm, o capacitor de saída é usado para reduzir a influência de processos transitórios em altas frequências; não é necessário. O circuito de comutação usa apenas um elemento de ajuste - um resistor variável, na prática, um resistor multivoltas é usado ou substituído por um constante do valor necessário; O método de controle permite implementar uma fonte programável para diversas tensões, comutável por qualquer método disponível: relé, transistor, etc. A supressão de ondulação pode ser melhorada desviando o pino de controle com um capacitor de 5-15 μF.

Os diodos do tipo 1N4002 são instalados na presença de um filtro de saída com grandes capacitores, uma tensão de saída superior a 25 volts e uma capacitância shunt superior a 10 μF. O microcircuito LM317 raramente é usado em condições extremas de operação; a corrente de carga média para muitas soluções não excede 1,5 A. A instalação do dispositivo em um radiador é necessária em qualquer caso com corrente de saída superior a 1 ampere; usar uma caixa TO-3 ou TO-220 com plataforma de contato metálico LM317T.

Para a sua informação. Você pode aumentar a capacidade de carga do estabilizador de tensão usando um transistor poderoso como elemento regulador da corrente de saída.

A corrente de carga do dispositivo é determinada pelos parâmetros VT1; qualquer transistor n-p-n com corrente de coletor de 5-10 A é adequado: TIP120/132/140, BD911, KT819, etc. . Qualquer silício de média potência com a estrutura correspondente é usado como VT2: BD138/140, KT814/816.

As características de tais circuitos devem ser levadas em consideração: a diferença permitida entre as tensões de entrada e saída é formada a partir das quedas de tensão no transistor, cerca de 2 volts, e no microcircuito, para o qual o valor mínimo é de 3 volts. Para uma operação estável do dispositivo, recomenda-se pelo menos 8 a 10 volts.

As propriedades dos microcircuitos da série LM317 permitem estabilizar a corrente de carga em uma ampla faixa com alta precisão.

A fixação da corrente é garantida pela conexão de apenas um resistor, cujo valor é calculado pela fórmula:

I = UREF/R + IADJ = 1,25/R, onde UREF = 1,25 V (resistência R em ohms).

O circuito pode ser usado para carregar baterias com corrente estável e LEDs de alimentação, para os quais a corrente constante é importante quando a temperatura muda. Além disso, o estabilizador de corrente no LM317 pode ser complementado com transistores, como no caso da estabilização de tensão.

A indústria nacional produz análogos funcionais do LM317 com parâmetros semelhantes - microcircuitos KR142EN12A/B com correntes de carga de 1 e 1,5 amperes.

Uma corrente de saída de até 5 amperes é fornecida pelo estabilizador LM338 com outras características semelhantes, o que permite aproveitar todas as vantagens de um dispositivo integrado sem transistores externos. Um análogo completo do LM317 em todos os aspectos, exceto polaridade, é o regulador de tensão negativo LM337. As fontes de alimentação bipolares podem ser facilmente construídas com base nesses dois microcircuitos;

Vídeo

O estabilizador de corrente para LEDs é usado em muitas lâmpadas. Como todos os diodos, os LEDs têm uma dependência não linear entre corrente e tensão. O que isso significa? À medida que a tensão aumenta, a corrente lentamente começa a ganhar potência. E somente quando o valor limite é atingido, o brilho do LED fica saturado. Porém, se a corrente não parar de aumentar, a lâmpada poderá queimar.

O funcionamento correto do LED só pode ser garantido graças a um estabilizador. Esta proteção também é necessária devido à variação nos valores limite de tensão do LED. Quando conectadas em circuito paralelo, as lâmpadas podem simplesmente queimar, pois precisam passar uma quantidade de corrente inaceitável para elas.

Tipos de dispositivos estabilizadores

De acordo com o método de limitação de corrente, distinguem-se dispositivos do tipo linear e pulsado.

Como a tensão no LED é um valor constante, os estabilizadores de corrente são frequentemente considerados estabilizadores de potência de LED. Na verdade, esta última é diretamente proporcional à variação da tensão, o que é típico de uma relação linear.

O estabilizador linear aquece quanto mais tensão é aplicada a ele. Esta é sua principal falha. As vantagens deste design são devidas a:

• ausência de interferência eletromagnética;
• simplicidade;
• baixo custo.

Dispositivos mais econômicos são estabilizadores baseados em um conversor de pulso. Nesse caso, a energia é bombeada em porções - conforme a necessidade do consumidor.

Circuitos de dispositivos lineares

O circuito estabilizador mais simples é um circuito construído com base no LM317 para um LED. Estes últimos são análogos a um diodo zener com uma certa corrente operacional que pode passar. Considerando a baixa corrente, você mesmo pode montar um dispositivo simples. O driver mais simples para lâmpadas e tiras de LED é montado desta forma.

O chip LM317 tem sido um sucesso entre os rádios amadores novatos há décadas devido à sua simplicidade e confiabilidade. Com base nele, você pode montar uma unidade de driver ajustável e outras fontes de alimentação. Isto requer vários componentes de rádio externos, o módulo funciona imediatamente, nenhuma configuração é necessária.

O estabilizador integrado LM317 é como nenhum outro adequado para criar fontes de alimentação simples e ajustáveis ​​para dispositivos eletrônicos com características diferentes, tanto com tensão de saída ajustável quanto com parâmetros de carga especificados.

O objetivo principal é estabilizar os parâmetros especificados. O ajuste ocorre de forma linear, diferentemente dos conversores de pulso.

O LM317 é produzido em caixas monolíticas, projetadas em diversas variações. O modelo mais comum é o TO-220, marcado como LM317T.

Cada pino do microcircuito tem sua finalidade:

• AJUSTAR. Entrada para regulação da tensão de saída.
• SAÍDA. Entrada para geração de tensão de saída.
• ENTRADA. Entrada para alimentação de tensão de alimentação.

Parâmetros técnicos do estabilizador:

• A tensão de saída está entre 1,2–37 V.
• Proteção contra sobrecarga e curto-circuito.
• Erro de tensão de saída 0,1%.
• Circuito de comutação com tensão de saída ajustável.

Dissipação de energia do dispositivo e tensão de entrada

A “barra” máxima da tensão de entrada não deve ser superior à especificada e a mínima deve ser 2 V superior à tensão de saída desejada.

O microcircuito foi projetado para operação estável em correntes máximas de até 1,5 A. Este valor será menor se um dissipador de calor de alta qualidade não for usado. A dissipação de potência máxima permitida sem este último é de aproximadamente 1,5 W a uma temperatura ambiente não superior a 30 0 C.

Ao instalar um microcircuito, é necessário isolar a carcaça do radiador, por exemplo, por meio de uma junta de mica. Além disso, a remoção eficaz de calor é obtida usando pasta condutora de calor.

Pequena descrição

As vantagens do módulo radioeletrônico LM317 utilizado em estabilizadores de corrente podem ser brevemente descritas a seguir:

• o brilho do fluxo luminoso é garantido pela faixa de tensão de saída 1. – 37 V;
• os parâmetros de saída do módulo não dependem da velocidade de rotação do eixo do motor elétrico;
• manter uma corrente de saída de até 1,5 A permite conectar vários receptores elétricos;
• o erro das flutuações nos parâmetros de saída é de 0,1% do valor nominal, o que é garantia de alta estabilidade;
• existe uma função de proteção para limitação de corrente e desligamento em cascata em caso de superaquecimento;
• O invólucro do chip substitui o aterramento, portanto, quando montado externamente, o número de cabos de instalação é reduzido.

Esquemas de conexão

Obviamente, a maneira mais simples de limitar a corrente das lâmpadas LED é conectar um resistor adicional em série. Mas esta ferramenta só é adequada para LEDs de baixa potência.

A fonte de alimentação estabilizada mais simples

Para fazer um estabilizador de corrente você precisará de:

• microcircuito LM317;
• resistor;
• meios de instalação.

Montamos o modelo conforme diagrama abaixo:

O módulo pode ser utilizado em circuitos de diversos carregadores ou dispositivos regulamentados de segurança da informação.

Fonte de alimentação em um estabilizador integrado

Esta opção é mais prática. O LM317 limita o consumo de corrente, que é definido pelo resistor R.

Lembre-se que a corrente máxima necessária para acionar o LM317 é 1,5A com um bom dissipador de calor.

Circuito estabilizador com fonte de alimentação ajustável

Abaixo está um circuito com uma tensão de saída ajustável de 1,2–30 V/1,5 A.

A corrente alternada é convertida em corrente contínua usando uma ponte retificadora (BR1). O capacitor C1 filtra a corrente de ondulação, C3 melhora a resposta transitória. Isto significa que o regulador de tensão pode funcionar perfeitamente com corrente constante em baixas frequências. A tensão de saída é ajustada pelo controle deslizante P1 de 1,2 volts a 30 V. A corrente de saída é de cerca de 1,5 A.

A seleção dos resistores de acordo com o valor nominal do estabilizador deve ser realizada de acordo com um cálculo preciso e com desvio permitido (pequeno). Porém, a colocação arbitrária de resistores na placa de circuito é permitida, mas é aconselhável colocá-los longe do dissipador de calor do LM317 para melhor estabilidade.

Area de aplicação

O chip LM317 é uma excelente opção para uso no modo de estabilização de indicadores técnicos básicos. Distingue-se pela simplicidade de execução, custo barato e excelentes características de desempenho. A única desvantagem é que o limite de tensão é de apenas 3 V. O gabinete estilo TO220 é um dos modelos mais acessíveis, o que permite dissipar muito bem o calor.

O microcircuito é aplicável em dispositivos:

• estabilizador de corrente para LED (incluindo tiras de LED);
• Ajustável.

O circuito estabilizador baseado no LM317 é simples, barato e ao mesmo tempo confiável.