Nastavitelný regulátor napětí LM317: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Zde bychom chtěli hovořit o nastavitelných regulátorech napětí. Vyžadují složitější obvody než lineární. Mohou být použity k výrobě různých výstupů pevného napětí v závislosti na obvodu a také nastavitelného napětí pomocí potenciometru.

V této části nejprve ukážeme specifikace a vývody LM317, poté ukážeme, jak pomocí LM317 vytvořit tři různé praktické obvody.

K dokončení praktické stránky této části budete potřebovat:

Zásoby:

• LM317
• Trimmer nebo hrnec 10 k Ohm
• 10 uF a 100 uF
• Rezistory: 200 ohmů, 330 ohmů, 1 kOhm
• 4x AA baterie 6V
• 2x Li-Ion baterie 7,4V
• 4S Li-Po baterie 14,8V
• nebo napájecí zdroj

Krok 1: Přehled Pinout

Počínaje zleva máme nastavovací (ADJ) kolík, mezi ním a výstupním (OUT) kolíkem nastavíme dělič napětí, který určí napěťový výstup. Střední kolík je kolík výstupního napětí (OUT), který musíme spojit s kondenzátorem, abychom poskytli stabilní proud. Zde jsme se rozhodli použít 100 uF, ale můžete se rozhodnout použít i nižší hodnoty (1uF>). Pravý kolík je vstupní (IN) kolík, který spojíme s baterií (nebo jakýmkoli jiným zdrojem energie) a stabilizujeme proud kondenzátorem (zde 10uF, ale můžete jít až na 0,1 uF).

• ADJ Zde připojíme dělič napětí, abychom upravili výstupní napětí
• OUT Zde připojíme vstup obvodu distribuce energie (jakékoli zařízení, které nabíjíme).
• IN Zde připojíme červený vodič (plus terminál) z baterie

Krok 2: Obvod LM317 3,3 V

Nyní budeme stavět obvod pomocí LM317, který bude mít výstup 3,3 V. Tento obvod je pro pevný výstup. Rezistory jsou vybrány ze vzorce, který si vysvětlíme později.

Kroky zapojení jsou následující:

• Připojte LM317 k prkénku.
• Připojte kondenzátor 10 uF ke kolíku IN. Pokud používáte elektrolytické kondenzátory, nezapomeňte připojit - ke GND.
• Připojte kondenzátor 100 uF ke kolíku OUT.
• Připojte vstup IN k plusovému pólu napájecího zdroje
• Připojte odpor 200 Ohm k pinům OUT a ADJ
• Připojte odpor 330 Ohm k 200 Ohm a GND.
• Připojte pin OUT k plusovému terminálu zařízení, které chcete nabíjet. Zde jsme propojili druhou stranu prkénka s OUT a GND, abychom představovali naši rozvodnou desku.

Krok 3: Obvod LM317 5 V

K vybudování 5 V výstupního obvodu pomocí LM317 stačí pouze vyměnit odpory a připojit zdroj vyššího napětí. Tento obvod je také pro pevný výstup. Rezistory jsou vybrány ze vzorce, který si vysvětlíme později.

Kroky zapojení jsou následující:

• Připojte LM317 k prkénku.
• Připojte kondenzátor 10 uF ke kolíku IN. Pokud používáte elektrolytické kondenzátory, nezapomeňte připojit - ke GND.
• Připojte kondenzátor 100 uF k vývodu OUT.
• Připojte vstup IN k plusovému pólu napájecího zdroje
• Připojte odpor 330 Ohmů k pinům OUT a ADJ
• Připojte odpor 1k Ohm k 330 Ohm a GND.
• Připojte pin OUT k plusovému terminálu zařízení, které chcete nabíjet. Zde jsme propojili druhou stranu prkénka s OUT a GND, abychom představovali naši rozvodnou desku.

Krok 4: Nastavitelný obvod LM317

Obvod pro nastavitelný napěťový výstup s LM317 je velmi podobný předchozím obvodům. Zde místo druhého rezistoru použijeme trimr nebo potenciometr. Jak zvyšujeme odpor na trimru, zvyšuje se výstupní napětí. Chtěli bychom mít 12 V jako vysoký výkon a k tomu potřebujeme použít jinou baterii, zde 4S Li-Po 14,8 V.

Kroky zapojení jsou následující:

• Připojte LM317 k prkénku.
• Připojte kondenzátor 10 uF ke kolíku IN. Pokud používáte elektrolytické kondenzátory, nezapomeňte připojit - ke GND.
• Připojte kondenzátor 100 uF ke kolíku OUT.
• Připojte vstup IN k plusovému pólu napájecího zdroje
• Připojte odpor 1 kOhm k pinům OUT a ADJ
• Připojte trimr 10k Ohm k 1k Ohm a GND.

Krok 5: Kalkulačka napětí

Nyní bychom chtěli vysvětlit jednoduchý vzorec pro výpočet odporu, který potřebujeme k získání požadovaného výstupního napětí. Zde použitý vzorec je zjednodušená verze, protože nám poskytne dostatečně dobré výsledky pro cokoli, co bychom dělali.

Kde Vout je výstupní napětí, R2 je „koncový odpor“, ten s větší hodnotou a ten, kde jsme v posledním příkladu dali trimr. R1 je odpor, který připojujeme mezi OUT a ADJ.

Když vypočítáme potřebný odpor, nejprve zjistíme, jaké výstupní napětí potřebujeme, obvykle pro nás 3,3 V, 5 V, 6 V nebo 12 V. Poté se podíváme na odpory, které máme, a vybereme jeden, tento odpor je nyní naše R2. V prvním příkladu jsme vybrali 330 Ohm, ve druhém 1 k Ohm a ve třetím 10 k Ohm Trimmer.

Nyní, když známe R2 a Vout, musíme vypočítat R1. Děláme to přeskupením výše uvedeného vzorce a vložením našich hodnot.

Pro náš první příklad je R1 201,2 Ohm, pro druhý příklad R1 je 333,3 Ohm a pro poslední příklad při maximu 10 k Ohm R1 je 1162,8 Ohm. Z toho vidíte, proč jsme pro tyto výstupní napětí vybrali tyto odpory.

K tomu je ještě mnoho co říci, ale hlavním bodem je, že můžete určit požadovaný odpor výběrem napěťového výstupu a výběrem R2 podle toho, jaký máte odpor.

Krok 6: Závěr

Chtěli bychom shrnout, co jsme zde ukázali, a ukázat některé další důležité atributy LM317.

• Vstupní napětí LM317 je 4,25 - 40 V.
• Výstupní napětí LM317 je 1,25 - 37 V.
• Pokles napětí je asi 2 V, což znamená, že potřebujeme alespoň 5,3 V, abychom získali 3,3 V.
• Maximální jmenovitý proud je 1,5 A, důrazně doporučujeme použít chladič s LM317.
• Použijte LM317 k napájení ovladačů a ovladačů, ale přepněte na převodníky DC-DC pro motory.
• Můžeme vytvořit výstup s pevným napětím pomocí dvou vypočítaných nebo odhadovaných odporů.
• Můžeme vytvořit nastavitelný napěťový výstup pomocí jednoho vypočítaného odporu a jednoho odhadovaného potenciometru

Modely použité v tomto tutoriálu si můžete stáhnout z našeho účtu GrabCAD:

Modely GrabCAD Robottronic

Na naše další návody se můžete podívat na Instructables:

Instructables Robottronic

Můžete také zkontrolovat kanál YouTube, který se právě spouští:

Youtube Robottronic