W tym artykule opowiem o innym liniowym regulatorze napięcia, który stosunkowo niedawno zmontowałem. Jest zbudowany na popularnym układzie LM317 i bipolarnym tranzystorze PNP. Gotowy moduł wygląda następująco:
Powiązane wideo:
W przeszłości artykuł Mówiłem o podobnym liniowym regulatorze napięcia na tranzystorach TL431 i NPN.
Obwód ten, w przeciwieństwie do powyższego, zawiera nieco mniej szczegółów i jest w stanie wytrzymać wyższe prądy dzięki mocniejszemu tranzystorowi.
Kluczowe cechy:
• Napięcie wejściowe do 30 V (w mojej wersji, ponieważ kondensator na wejściu do 35 V)
• Napięcie wyjściowe 3-25 V (w zależności od prądu, im wyższy prąd, tym niższe maksymalne napięcie wyjściowe)
• Prąd do 9A (z tranzystorem TIP36C o napięciu wejściowym 18 V i wyjściowym 12 V, ale ogólnie zależy od wybranego tranzystora i rozproszenia mocy)
• Stabilizacja napięcia wyjściowego przy zmianie wejścia
• Stabilizacja napięcia wyjściowego przy zmianie prądu obciążenia
• Brak ochrony przed zwarciem
• Brak aktualnej ochrony
Moduł składa się w następujący sposób:
Objaśnienia zgodnie ze schematem:
Mikroukład LM317 zakupiony na AliExpress (najprawdopodobniej nie oryginalny) ma 3 wyjścia. Wyniki są wskazane na schemacie i na zdjęciu w prawym dolnym rogu.
Układ kontroluje potężny bipolarny tranzystor PNP VT1. W tym celu użyłem TIP36C. Główne cechy tranzystora: napięcie - 100V, prąd kolektora - 25A (w rzeczywistości 8-9A, ponieważ tranzystor nie jest oryginalny i został kupiony przez Ali Express), współczynnik przenikania prądu statycznego 10.
Bardzo ważne jest monitorowanie mocy rozpraszanej przez tranzystor, aby nie przekraczała ona 50-55 watów (w przypadku tranzystora w pakiecie TO-247 lub podobnej wielkości, a w przypadku tranzystorów w obudowie TO-220 - nie więcej niż 25-30 watów). Możesz obliczyć według wzoru:
P = (wyjście U-wejście U) * I kolektor
Na przykład napięcie wejściowe wynosi 18 V, ustawiamy napięcie wyjściowe na 12 V, prąd, który mamy wynosi 9 A:
P = (18 V-12 V) * 9 A = 54 watów
Rezystory R1, R2, R3 ustalają napięcie, które ustabilizuje nasz obwód. Rezystor R1 przyjmuje się standardowo przy 240 omach (dowolna moc). Rezystor R2 jest zmienny, lepiej jest przyjmować w zakresie 2-3k omów. Początkowo ustawiłem go na 4,7 k Ohm, w wyniku czego gdzieś pośrodku zakresu obrotu pokrętła napięcie osiąga maksymalną wartość i nie zmienia się dalej.Przylutowałem opornik 3,9 kΩ równolegle do potencjometru, regulacja stała się płynniejsza i wykorzystano cały zakres obrotu pokrętła. Rezystor R3 jest opcjonalny, służy do lekkiego przesunięcia dolnej i górnej granicy zakresu regulacji w kierunku zwiększenia. Ogólna zasada: im większa całkowita rezystancja rezystorów R2 i R3, tym wyższe napięcie wyjściowe. Potwierdza to formuła Datashita:
Rezystor R4 służy do nieznacznego ograniczenia prądu do wejścia układu LM317. Rezystancja 10 Ohm. LM317 w jak największym stopniu może przejść przez siebie około 1A (do 1,5A, jeśli oryginał). Na pierwszy rzut oka moc rezystora R4 powinna wynosić:
P = I ^ 2 * R = 1 * 1 * 10 = 10 watów
Ale od tamtej pory prąd przepływa również przez podstawę tranzystora VT1, omijając rezystor, możesz wziąć rezystor R4 i 5 watów.
Powyższe elementy tworzą rdzeń obwodu; wszystko inne to dodatkowe elementy poprawiające stabilność i zapewniające pewne zabezpieczenia.
Kondensator C2 (ceramiczne mikrofarady 1-10) - jest lutowany równolegle z rezystorem zmiennym i poprawia stabilność regulacji Aby chronić mikroukład LM317 podczas rozładowania kondensatora C2, umieszczona jest dioda D2. Wraz z diodą D1 chronią mikroukład i tranzystor przed prądem wstecznym. Dioda D3 służy do ochrony obwodu przed samoindukcją elektromagnetyczną, gdy jest zasilana silnikami elektrycznymi. Kondensatory C4 (elektrolityczne 35V 470-1000 uF) i C5 (ceramiczne 1-10 uF) tworzą filtr wejściowy, a kondensatory C1 (elektrolityczne 35V 1000-3300 uF) i C3 (ceramiczne 1-10 uF) tworzą filtr wyjściowy. Rezystor R5 przy 10k Ohm (dowolna moc) tworzy małe obciążenie dla stabilności obwodu na biegu jałowym i pomaga szybko rozładować kondensatory w przypadku awarii zasilania.
Proces kompilacji:
Na początku wszystko zostało zmontowane na zawiasach i przetestowane.
Następnie przylutowałem obwód na płycie chlebowej w postaci modułu.
Dodano mały grzejnik.
Przy takim grzejniku obwód może działać przez długi czas tylko przy niskich prądach. Aby obwód działał przez długi czas przy pełnej mocy, potrzebujesz bardziej masywnego grzejnika.
LM317 i tranzystor można zamontować na grzejniku bez uszczelek izolacyjnych, as Zgodnie ze schematem wnioski te (wyjście LM317 i kolektor tranzystora) są połączone.
Przetestowałem gotowy moduł i sprawdziłem właściwości.
Ogólnie podobał mi się obwód: dość prosty i można uzyskać przyzwoity prąd. Brakuje ochrony przed zwarciem i prądem. Cóż, to koniec. Wydajność nie jest wysoka i oddaje dużo ciepła. Jest to jednak cecha wszystkich takich obwodów liniowych, które osobiście tak naprawdę mi nie przeszkadzają.
Dziękujemy wszystkim za uwagę! Mam nadzieję, że ten artykuł był dla ciebie przydatny.