V tomto článku budem hovoriť o ďalšom lineárnom regulátore napätia, ktorý som zostavil relatívne nedávno. Je postavený na populárnom čipe LM317 a na bipolárnom tranzistore PNP. Hotový modul je nasledovný:
Súvisiace video:
V minulosti článok Hovoril som o podobnom lineárnom regulátore napätia na tranzistoroch TL431 a NPN.
Tento obvod, na rozdiel od vyššie uvedeného, obsahuje o niečo menej častí a je schopný odolávať vyšším prúdom vďaka silnejšiemu tranzistoru.
Kľúčové vlastnosti:
• Vstupné napätie do 30 V (v mojej verzii, pretože kondenzátor na vstupe do 35 V)
• Výstupné napätie 3-25V (v závislosti od prúdu, čím vyšší je prúd, tým nižšie je maximálne výstupné napätie)
• Prúd až 9A (s tranzistorom TIP36C so vstupným napätím 18V a výstupom 12V, ale vo všeobecnosti závisí od vybraného tranzistora a rozptylu energie)
• Stabilizácia výstupného napätia pri zmene vstupu
• Stabilizácia výstupného napätia pri zmene zaťažovacieho prúdu
• Nedostatočná ochrana proti skratu
• Nedostatok súčasnej ochrany
Modul je zostavený nasledovne:
Vysvetlenie podľa schémy:
Mikroobvod LM317 zakúpený na serveri AliExpress (pravdepodobne nie pôvodný) má 3 výstupy. Zistenia sú uvedené v diagrame a na obrázku v pravom dolnom rohu.
Čip riadi výkonný bipolárny tranzistor PNP VT1. Na tento účel som použil TIP36C. Hlavné vlastnosti tranzistora: napätie - 100V, kolektorový prúd - 25A (v skutočnosti 8-9A, pretože tranzistor nie je originálny a kúpil ho Ali Express), koeficient prenosu statického prúdu 10.
Je veľmi dôležité monitorovať výkon rozptýlený tranzistorom tak, aby neprekročil 50 - 55 wattov (pre tranzistory v puzdre TO-247 alebo podobné a pre tranzistory v puzdre TO-220 - maximálne 25 - 30 wattov). Môžete vypočítať podľa vzorca:
P = (výstup U - vstup U) * I kolektor
Napríklad vstupné napätie je 18 V, výstupné napätie nastavíme na 12 V, prúd, ktorý máme, je 9 A:
P = (18V-12V) * 9A = 54 Wattov
Odpory R1, R2, R3 nastavujú napätie, ktoré sa náš obvod stabilizuje. Rezistor R1 sa berie ako štandard pri 240 ohmoch (akýkoľvek výkon). Rezistor R2 je variabilný, je lepšie brať v oblasti 2-3 k ohmov. Spočiatku som to nastavil na 4,7 k Ohm, v dôsledku toho niekde uprostred rozsahu otáčania gombíka napätie dosiahne svoju maximálnu hodnotu a ďalej sa nemení.Spájal som 3,9 k Ohmový rezistor paralelne s potenciometrom, nastavenie sa stalo plynulejšie a použil sa celý rozsah otáčania gombíka. Rezistor R3 je voliteľný, slúži na mierne posunutie dolnej a hornej hranice rozsahu nastavenia smerom k zvýšeniu. Všeobecné pravidlo: čím väčší je celkový odpor rezistorov R2 a R3, tým vyššie je výstupné napätie. Potvrdzuje to vzorec z Datashita:
Rezistor R4 sa používa na mierne obmedzenie prúdu na vstup čipu LM317. Odpor 10 Ohm. LM317 v maximálnej možnej miere môže prejsť cez seba asi 1A (až do 1,5A, ak je originál). Na prvý pohľad by sila rezistora R4 mala byť:
P = I ^ 2 * R = 1 * 1 * 10 = 10 Wattov
Ale od tej doby prúd tiež prechádza cez bázu tranzistora VT1, obchádzajúc rezistor, môžete vziať rezistor R4 a 5 wattov.
Vyššie uvedené komponenty tvoria jadro obvodu, všetko ostatné sú ďalšie prvky na zlepšenie stability a poskytnutie určitej ochrany.
Kondenzátor C2 (keramický 1-10 mikrofarád) - spájkuje sa paralelne s premenlivým odporom a zlepšuje stabilitu regulácie. Na ochranu mikroobvodu LM317 pri vybití kondenzátora C2 sa umiestni dióda D2. Spolu s diódou D1 chránia mikroobvod a tranzistor pred spätným prúdom. Dióda D3 slúži na ochranu obvodu pred samoindukciou EMF, keď je napájaná elektrickými motormi. Kondenzátory C4 (elektrolytický 35V 470-1000 uF) a C5 (keramický 1-10 uF) tvoria vstupný filter a kondenzátory C1 (elektrolytický 35V 1000 až 3300 uF) a C3 (keramický 1-10 uF) tvoria výstupný filter. Rezistor R5 pri 10 k Ohm (akýkoľvek výkon) vytvára malé zaťaženie pre stabilitu obvodu pri voľnobehu a pomáha rýchlo vybíjať kondenzátory v prípade výpadku napájania.
Postup zostavenia:
Spočiatku bolo všetko zostavené sklopnou inštaláciou a otestované.
Potom som spájkoval obvod na doštičku vo forme modulu.
Pridaný malý radiátor.
S takýmto žiaričom môže obvod pracovať dlhú dobu iba pri nízkych prúdoch. Aby obvod pracoval dlhý čas pri plnom výkone, potrebujete masívnejší radiátor.
LM317 a tranzistor je možné namontovať na chladič bez izolačných tesnení, napr Podľa schémy sú tieto závery (výstup LM317 a kolektor tranzistorov) spojené.
Testoval som hotový modul a skontroloval vlastnosti.
Všeobecne sa mi páčil okruh: celkom jednoduchý a môžete získať slušný prúd. Chýba ochrana pred skratom a prúdom. Je to koniec. Účinnosť nie je vysoká a vydáva veľa tepla. Ale to je vlastnosť všetkých takýchto lineárnych obvodov, ktoré ma osobne neznepokojujú.
Ďakujem vám všetkým za pozornosť! Dúfam, že vám bol tento článok užitočný.