Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе

    Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе

    Всем привет!
    В данной статье я расскажу об ещё одном линейном стабилизаторе напряжения, который собрал относительно недавно. Построен он на популярной микросхеме LM317 и биполярном PNP транзисторе. Готовый модуль выглядит следующим образом:

    Видео по теме:


    В прошлой статье я рассказал о похожем линейном стабилизаторе напряжения на TL431 и NPN транзисторах.

    Данная схема в отличие от вышеупомянутой содержит немного меньше деталей, и способна выдерживать более высокие токи, благодаря более мощному транзистору.

    Основные характеристики:
    • Входное напряжение до 30В (в моем варианте т.к. конденсатор на входе на 35В)
    • Выходное напряжение 3-25В (зависит от тока, чем больше ток, тем меньше максимальное выходное напряжение)
    • Ток до 9А (с транзистором TIP36C при входном напряжении 18В и выходном 12В, а вообще зависит от выбранного транзистора и рассеиваемой мощности )
    • Стабилизация выходного напряжения при изменении входного
    • Стабилизация выходного напряжения при изменении тока нагрузки
    • Отсутствие защиты от КЗ
    • Отсутствие защиты по току

    Модуль собран по следующей схеме:


    Пояснения по схеме:
    Микросхема LM317 куплена на АлиЭкспресс (скорее всего не оригинальная) имеет 3 вывода. Выводы обозначены на схеме и картинке в нижнем правом углу.

    Микросхема управляет мощным биполярным PNP транзистором VT1. Я для этой цели использовал TIP36С. Основные характеристики транзистора: напряжение – 100В, ток коллектора – 25А (на самом деле 8-9А, т.к. транзистор не оригинальный и куплен на АлиЭкспресс), статический коэффициент передачи тока от 10.

    Очень важно следить за мощностью, которую рассеивает транзистор, чтобы она не превышала 50-55 Ватт (для транзистора в корпусе ТО-247 или похожих по габаритам, а для транзисторов в корпусе ТО-220 – не более 25-30 Ватт) . Рассчитать можно по формуле:

    P = (U выход -U вход)*I коллектора

    Например входное напряжение - 18 В, мы выставили выходное напряжение - 12 В, ток у нас 9 А:
    Р = (18В-12В) *9А = 54 Ватт

    Резисторы R1, R2, R3 задают напряжение, которое наша схема будет стабилизировать. Резистор R1 берется стандартно на 240 Ом (мощность любая). Резистор R2 переменный, лучше брать в районе 2-3к Ом. Изначально я поставил на 4,7к Ом, в результате где-то в середине диапазона вращения ручки напряжение достигает максимального значения и дальше не меняется. Я припаял параллельно потенциометру резистор на 3,9к Ом, регулировка стала более плавной и стал использоваться весь диапазон вращения ручки. Резистор R3 дополнительный, служит для того, чтобы немного сдвинуть нижнюю и верхнюю границы диапазона регулировки в сторону увеличения. Общее правило: чем больше суммарное сопротивление резисторов R2 и R3, тем выше выходное напряжение. Это подтверждает формула из Даташита:
    Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе

    Резистор R4 служит для небольшого ограничения тока на вход микросхемы LM317. Сопротивление 10 Ом. LM317 максимально может через себя пропустить около 1А ( до 1,5А, если оригинальная). На первый взгляд мощность резистора R4 должна быть:

    P= I^2*R = 1*1*10 = 10 Ватт

    Но т.к. ток проходит ещё и через базу транзистора VT1, в обход резистора, можно взять резистор R4 и на 5Ватт.

    Указанные выше компоненты составляют ядро схемы, всё остальное - дополнительные элементы для улучшения стабильности и обеспечения некоторых защит.

    Конденсатор C2 (керамический 1-10 мкФ) – припаивается параллельно переменному резистору и улучшает стабильность регулировки.Чтобы при разряде конденсатора C2 защитить микросхему LM317 ставится диод D2. Они вместе с диодом D1 защищают микросхему и транзистор от обратного тока. Диод D3 служит для защиты схемы от ЭДС самоиндукции при питании электродвигателей. Конденсаторы C4 (электролитический 35В 470-1000 мкФ) и C5 (керамический 1-10 мкФ) образуют входной фильтр, а конденсаторы C1 (электролитический 35В 1000-3300 мкФ) и C3 (керамический 1-10 мкФ) образуют выходной фильтр. Резистор R5 на 10к Ом (мощность любая) создает небольшую нагрузку для стабильности работы схемы на холостом ходу и помогает быстрее разрядить конденсаторы в случае отключения питания схемы.

    Процесс сборки:
    Сначала всё собрал навесным монтажом и протестировал.

    Далее спаял схему на макетной плате в виде модуля.


    Добавил небольшой радиатор.

    С таким радиатором схема может долго работать только на небольших токах. Для того, чтобы схема работала долго на полную мощность нужен более массивный радиатор.

    LM317 и транзистор можно крепить на радиатор без изолирующих прокладок, т.к. по схеме эти выводы (выход LM317 и коллектор транзистора) соединены.

    Протестировал готовый модуль и проверил характеристики.

    В целом схема мне понравилась: довольно простая и ток можно получить приличный. Не хватает только защит от КЗ и по току. Ну и кончено КПД не высокий и тепла выделяет не мало. Но это особенность всех подобных линейных схем, которая лично меня не очень беспокоит.

    Всем спасибо за внимание! Надеюсь, статья была для Вас полезной.
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Электронная схема-скульптура на гвоздях

    Миниатюрная и простая катушка Тесла своими руками

    7.4
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    8
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    8.7
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 8.05 из 10 (голосов: 7 / История оценок)

    Добавить комментарий

      • smilesmilesxaxaokdontknowyahoonea
        bossscratchfoolyesyes-yesaggressivesecret
        sorrydancedance2dance3pardonhelpdrinks
        stopfriendsgoodgoodgoodwhistleswoontongue
        smokeclappingcraydeclarederisivedon-t_mentiondownload
        heatirefullaugh1mdameetingmoskingnegative
        not_ipopcornpunishreadscarescaressearch
        tauntthank_youthisto_clueumnikacuteagree
        badbeeeblack_eyeblum3blushboastboredom
        censoredpleasantrysecret2threatenvictoryyusun_bespectacled
        shokrespektlolprevedwelcomekrutoyya_za
        ya_dobryihelperne_huliganne_othodifludbanclose
    13 комментариев
    ino53
    Да, конечно, диод наоборот нарисован, пардон sorry
    Защита от переполюсовки при подключении (это был питатель трансивера, вроде Кенвуды 100-ваттные, от бортовой сети дальнобоя). И с R1 что-то я наврал - ставил там куски нихрома диаметром 1.2 мм, но никак не 2 Ома, может, 0.2. Давно было. Но для вашего изделия это лишнее, убирайте обоих.
    Гость Сергей
    я ставил геркон на откл сети .
    EandV Автор
    А диод VD1 какую функцию выполняет? И в ту ли он сторону он повернут? По-моему в варианте, как на схеме КЗ будет...
    ino53
    Можно попробовать защиту в таком варианте, я когда-то делал.
    R4 проволочный. Диод параллельно R7.
    EandV Автор
    Лично меня стабильность схемы полностью устраивает, в том числе и вышеуказанные просадки. Про использование встроенной в МС защиты не знал, интересно!
    ino53
    Цитата: EandV
    ... увеличении тока нагрузки на 1,3 А плавает +/- 50 мВ. ...

    Это сколько процентов от выходного напряжения, не наплевать ли на такую просадку?
    Насчет "звенит". Транзистор с ОЭ инвертирует фазу, сталкивался с таким пару раз, замучаешься конденсаторы подбирать.


    ...• Отсутствие защиты от КЗ
    • Отсутствие защиты по току...
    Можно использовать встроенную в МС , подбором резистора R4 в районе до 1 Ома ( на нем выделяется напряжение БЭ ) от примерно 1.5 А, ток защиты МС, до нужного или допустимого значения. Практически испытано.
    EandV Автор
    Полезная информация, спасибо!
    Из всего вышесказанного могу сделать вывод, что коллега-радиолюбитель сгущает краски, и стабилизация вполне годная для схем такого уровня.
    Иван_Похмельев
    Цитата: EandV
    при токе около 3А напряжение выходное плавает +/- 20 мВ при изменении входного. При резком увеличении тока нагрузки на 1,3 А плавает +/- 50 мВ.
    Это нормальная реакция на внешние воздействия. При увеличении тока нагрузки вряд ли будет "+/- ", обычная реакция на увеличение нагрузки - просадка.
    "Плавает" - это когда изменяется выходное напряжение при неизменных входном напряжении и нагрузке.
    Схема вроде как линейная, никаких пульсаций и помех быть не должно.
    С чего бы это? Никак это не связано. Даже сам стабилизатор напряжения LM317 для частотной компенсации нуждается в ёмкости на выходе. А весь стабилизатор по сути представляет из себя транзистор с ОЭ, в коллекторную цепь которого включена нагрузка, а LM317 является источником его базового тока. Транзистор взят низкочастотный, с небольшим h21э, поэтому в данном случае больших проблем с устойчивостью быть не должно, но это не значит, что всё будет гладко при применении более быстродействующих транзисторов.
    EandV Автор
    Если в видео посмотреть, при токе около 3А напряжение выходное плавает +/- 20 мВ при изменении входного. При резком увеличении тока нагрузки на 1,3 А плавает +/- 50 мВ. Всё таки я не позиционировал схему, как лабораторник, поэтому, как по мне - вполне норм. Если ещё конденсатор побольше на выход поставить, может ещё лучше будет.
    А что там звенит? Схема вроде как линейная, никаких пульсаций и помех быть не должно. Или я что-то путаю?
    Гость Алекс
    Расскажи ещё как эта схема звенит и плавает напряжение...
    Иван_Похмельев
    Цитата: EandV
    Если на выходе диодного моста будет 30В, такой конденсатор на 35В скорее всего взорвется.
    Взорваться-то, может быть, и не взорвётся, это как ему повезёт.)) Но деградирует наверняка.
    При выборе фильтрующего конденсатора на выходе выпрямителя надо учитывать и допустимые изменения сетевого напряжения, и характер нагрузки, и температуру в месте эксплуатации, и параметры самого конденсатора (кроме ёмкости, допустимого напряжения и ЭПС есть и другие характеристики). Чтобы с этим не заморачиваться, берите запас по напряжению 50% - и будет вам счастье. ))
    EandV Автор
    Цитата: Иван_Похмельев
    Для входного конденсатора такой запас мал. При входном напряжении 30 В конденсатор должен быть минимум на 40 В, а лучше - на 50.

    Соглашусь, с 30В я погорячился. У меня было около 16В на выходе диодного моста и около 21В после 2х конденсаторов по 10000 мкФ на 35В, только после этого вышеуказанный модуль подключал.
    Если на выходе диодного моста будет 30В, такой конденсатор на 35В скорее всего взорвется.
    Цитата: Иван_Похмельев
    Следует при этом не забыть изолировать радиатор от корпуса БП.

    Однозначно. На радиаторе будет выходное напряжение.
    Иван_Похмельев
    Входное напряжение до 30В (в моем варианте т.к. конденсатор на входе на 35В)
    Для входного конденсатора такой запас мал. При входном напряжении 30 В конденсатор должен быть минимум на 40 В, а лучше - на 50.
    LM317 и транзистор можно крепить на радиатор без изолирующих прокладок, т.к. по схеме эти выводы (выход LM317 и коллектор транзистора) соединены.
    Следует при этом не забыть изолировать радиатор от корпуса БП.

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Опрос
    А Вы уже рассказали на сайте о своей самоделке?

    Последние комментарии

    Все комментарии
    Новые самоделки на почту

    Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день.