Регулируемый регулятор напряжения LM317: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Здесь мы хотели бы поговорить о регулируемых регуляторах напряжения. Они требуют более сложных схем, чем линейные. Их можно использовать для получения различных выходных сигналов с фиксированным напряжением в зависимости от схемы, а также для регулировки напряжения с помощью потенциометра.

В этом разделе мы сначала покажем спецификации и распиновку LM317, а затем покажем, как сделать три разные практические схемы с LM317.

Чтобы завершить практическую часть этого раздела, вам понадобятся:

Запасы:

• LM317
• Триммер 10 кОм или горшок
• 10 мкФ и 100 мкФ
• Резисторы: 200 Ом, 330 Ом, 1 кОм
• 4x батарейный блок AA 6V
• 2 литий-ионных аккумулятора 7,4 В
• 4S Li-Po аккумулятор 14,8 В
• или блок питания

Шаг 1. Обзор распиновки

Начиная слева, у нас есть контакт регулировки (ADJ), между ним и выходным контактом (OUT) мы устанавливаем делитель напряжения, который будет определять выходное напряжение. Средний вывод - это вывод выхода напряжения (OUT), который мы должны соединить с конденсатором, чтобы обеспечить стабильный ток. Здесь мы решили использовать 100 мкФ, но вы также можете использовать более низкие значения (1 мкФ>). Крайний правый контакт - это вход (IN), который мы подключаем к батарее (или любому другому источнику питания) и стабилизируем ток с помощью конденсатора (здесь 10 мкФ, но вы можете снизить его до 0,1 мкФ).

• ADJ Здесь мы подключаем делитель напряжения, чтобы регулировать выходное напряжение.
• ВЫХОД Здесь мы подключаем вход схемы распределения питания (любое устройство, которое мы заряжаем).
• В Сюда подключаем красный провод (плюс клемма) от АКБ

Шаг 2: Цепь 3,3 В LM317

Теперь мы собираемся построить схему с использованием LM317, которая будет выводить 3,3 В. Эта схема предназначена для фиксированного вывода. Резисторы выбираются по формуле, которую мы объясним позже.

Этапы подключения следующие:

• Подключите LM317 к макетной плате.
• Подключите конденсатор 10 мкФ к выводу IN. Если вы используете электролитические конденсаторы, обязательно подключите - к GND.
• Подключите конденсатор 100 мкФ к выводу OUT.
• Подключите IN к плюсовой клемме источника питания.
• Подключите резистор 200 Ом к контактам OUT и ADJ.
• Подключите резистор 330 Ом к 200 Ом и GND.
• Соедините вывод OUT с плюсовым выводом устройства, которое вы хотите зарядить. Здесь мы соединили другую сторону макета с OUT и GND, чтобы представить нашу плату распределения питания.

Шаг 3: Цепь 5 В LM317

Чтобы построить выходную цепь 5 В с использованием LM317, нам нужно только заменить резисторы и подключить источник питания с более высоким напряжением. Эта схема также предназначена для фиксированного выхода. Резисторы выбираются по формуле, которую мы объясним позже.

Этапы подключения следующие:

• Подключите LM317 к макетной плате.
• Подключите конденсатор 10 мкФ к выводу IN. Если вы используете электролитические конденсаторы, обязательно подключите - к GND.
• Подключите конденсатор 100 мкФ к выводу OUT.
• Подключите IN к плюсовой клемме источника питания.
• Подключите резистор 330 Ом к контактам OUT и ADJ.
• Подключите резистор 1 кОм к 330 Ом и GND.
• Соедините вывод OUT с плюсовым выводом устройства, которое вы хотите зарядить. Здесь мы соединили другую сторону макета с OUT и GND, чтобы представить нашу плату распределения питания.

Шаг 4: Регулируемая схема LM317

Схема регулируемого выхода напряжения с LM317 очень похожа на предыдущие схемы. Здесь мы вместо второго резистора используем подстроечный резистор или потенциометр. По мере увеличения сопротивления подстроечного резистора выходное напряжение увеличивается. Мы хотели бы иметь высокий выход 12 В, и для этого нам нужно использовать другую батарею, здесь 4S Li-Po 14,8 В.

Этапы подключения следующие:

• Подключите LM317 к макетной плате.
• Подключите конденсатор 10 мкФ к выводу IN. Если вы используете электролитические конденсаторы, обязательно подключите - к GND.
• Подключите конденсатор 100 мкФ к выводу OUT.
• Подключите IN к плюсовой клемме источника питания.
• Подключите резистор 1 кОм к контактам OUT и ADJ.
• Подключите подстроечный резистор 10 кОм к клемме 1 кОм и заземлению.

Шаг 5: Калькулятор напряжения

Теперь мы хотели бы объяснить простую формулу для расчета сопротивления, которое нам нужно, чтобы получить желаемое выходное напряжение. Обратите внимание, что используемая здесь формула является упрощенной версией, потому что она даст нам достаточно хорошие результаты для всего, что мы будем делать.

Где Vout - выходное напряжение, R2 - это «оконечный резистор», имеющий большее значение и тот, на который мы поместили подстроечный резистор в последнем примере. R1 - это резистор, который мы подключаем между OUT и ADJ.

Когда мы рассчитываем необходимое сопротивление, сначала мы выясняем, какое выходное напряжение нам нужно, обычно это 3,3 В, 5 В, 6 В или 12 В. Затем мы смотрим на резисторы, которые у нас есть, и выбираем один, этот резистор. теперь наш R2. В первом примере мы выбрали 330 Ом, во втором - 1 кОм, а в третьем - подстроечный резистор 10 кОм.

Теперь, когда мы знаем R2 и Vout, нам нужно вычислить R1. Мы делаем это, переставляя приведенную выше формулу и вставляя наши значения.

Для нашего первого примера R1 составляет 201,2 Ом, для второго примера R1 составляет 333,3 Ом, а для последнего примера при максимальных 10 кОм R1 составляет 1162,8 Ом. Из этого вы можете понять, почему мы выбрали эти резисторы для таких выходных напряжений.

Об этом еще многое предстоит сказать, но главное, что вы можете определить резистор, который вам нужен, выбрав выходное напряжение и выбрав R2 в зависимости от того, какие у вас резисторы.

Шаг 6: Заключение

Мы хотели бы резюмировать то, что мы здесь показали, и показать некоторые дополнительные важные атрибуты LM317.

• Входное напряжение LM317 составляет 4,25 - 40 В.
• Выходное напряжение LM317 составляет 1,25 - 37 В.
• Падение напряжения составляет около 2 В, а это означает, что нам нужно не менее 5,3 В, чтобы получить 3,3 В.
• Максимальный номинальный ток составляет 1,5 А, с LM317 настоятельно рекомендуется использовать радиатор.
• Используйте LM317 для включения контроллеров и драйверов, но переключитесь на преобразователи постоянного тока в постоянный для двигателей.
• Мы можем получить фиксированное выходное напряжение, используя два рассчитанных или оцененных резистора.
• Мы можем сделать регулируемое выходное напряжение, используя один расчетный резистор и один расчетный потенциометр.

Вы можете скачать модели, использованные в этом руководстве, из нашей учетной записи GrabCAD:

Модели GrabCAD Robottronic

Вы можете увидеть другие наши руководства на Instructables:

Instructables Роботтроник

Вы также можете проверить канал Youtube, который все еще находится в процессе запуска:

Youtube Роботтроник