Estabilizadores regulables LM317 y LM337. Características de la aplicación
Diagrama de fuente de alimentación regulada LM317
Lista de elementos del circuito:
- Estabilizador LM317
- T1 - transistor KT819G
- Tr1 - transformador de potencia
- F1 - fusible 0,5A 250V
- Br1 - puente de diodos
- D1 - diodo 1N5400
- LED1 - LED de cualquier color
- C1 - condensador electrolítico 3300 microfaradios * 43V
- C2 - capacitor cerámico 0.1 microfaradio
- C3 - condensador electrolítico 1 microfaradio * 43V
- R1 - resistencia 18K
- R2 - resistencia 220 ohmios
- R3 - resistencia 0,1 ohmios * 2W
- P1 - resistencia de construcción 4.7K
Pinout del microcircuito y transistor.
El caso fue tomado de la fuente de alimentación de la computadora. El panel frontal está hecho de textolita, es deseable instalar un voltímetro en este panel. No lo he instalado porque aún no he encontrado el adecuado. También instalé clips para cables de salida en el panel frontal.
La salida de entrada se dejó para alimentar la propia fuente de alimentación. Una placa de circuito impreso hecha para el montaje superficial de un transistor y un microcircuito estabilizador. Los fijé en un radiador común a través de una junta de goma. El radiador se llevó uno macizo (se puede ver en la foto). Debe tomarse lo más grande posible, para un buen enfriamiento. Aún así, ¡3 amperios es mucho!
Si el circuito necesita un estabilizador para algún voltaje no estándar, entonces la mejor solución es usar el popular estabilizador integrado LM317T con las siguientes características:
- capaz de operar en el rango de voltajes de salida de 1.2 a 37 V;
- la corriente de salida puede alcanzar 1.5A;
- disipación de potencia máxima 20 W;
- límite de corriente incorporado, para protección contra cortocircuitos;
- Protección contra sobrecalentamiento incorporada.
En el microcircuito LM317T, el circuito de conmutación en la versión mínima asume la presencia de dos resistencias, cuyos valores de resistencia determinan el voltaje de salida, los condensadores de entrada y salida.
El regulador tiene dos parámetros importantes: el voltaje de referencia (Vref) y la corriente que fluye desde el pin de ajuste (Iadj).
El valor del voltaje de referencia puede variar de instancia a instancia de 1,2 a 1,3 V, y el promedio es de 1,25 V. El voltaje de referencia es el voltaje que el microcircuito estabilizador busca mantener en la resistencia R1. Por lo tanto, si la resistencia R2 está cerrada, la salida del circuito será de 1,25 V, y cuanto mayor sea la caída de voltaje en R2, mayor será el voltaje de salida. Resulta que 1,25 V en R1 se suma con una caída en R2 y forma un voltaje de salida.
Pero recomendaría usar el LM317T en el caso de voltajes típicos, solo cuando necesite hacer algo urgente en su rodilla, y no haya un chip más adecuado como 7805 o 7812 a mano.
Y aquí está el pinout del LM317T:
- ajustando
- Día libre
- Aporte
Por cierto, el análogo doméstico de LM317 - KR142EN12A tiene el mismo circuito de conmutación.
Es fácil hacer una fuente de alimentación ajustable en este microcircuito: en lugar de un R2 constante, coloque uno variable, agregue un transformador de red y un puente de diodos.
En el LM317, también puede hacer un circuito de arranque suave: agregue un capacitor y un amplificador de corriente en un transistor pnp bipolar.
El circuito de conmutación para el control digital del voltaje de salida tampoco es complicado. Contamos R2 en el voltaje máximo requerido y en paralelo agregamos cadenas de una resistencia y un transistor. Encender el transistor agregará en paralelo a la conductividad de la resistencia principal, la conductividad de la adicional. Y el voltaje de salida disminuirá.
El circuito estabilizador de corriente es incluso más simple que el voltaje, ya que solo se necesita una resistencia. Iout \u003d Uop / R1.
Por ejemplo, de esta forma obtenemos un regulador de corriente para LEDs de lm317t:
- para LED de lana simple I = 350 mA, R1 = 3,6 ohmios, potencia no inferior a 0,5 W.
- para LED de tres vatios I \u003d 1 A, R1 \u003d 1,2 ohmios, con una potencia de al menos 1,2 W.
Basado en el estabilizador, es fácil hacer un cargador para baterías de 12 V, eso es lo que nos sugiere la hoja de datos. Con Rs puede establecer el límite de corriente, y R1 y R2 definen el límite de voltaje.
Si el circuito necesita estabilizar los voltajes a corrientes de más de 1,5 A, aún puede usar el LM317T, pero junto con un potente transistor bipolar de estructura pnp.
Si necesita construir un estabilizador de voltaje ajustable bipolar, entonces el análogo LM317T nos ayudará, pero funciona en el brazo negativo del estabilizador: LM337T.
Pero este chip también tiene limitaciones. No es un regulador de caída baja, por el contrario, comienza a funcionar bien solo cuando la diferencia entre la salida y el voltaje de salida supera los 7V.
Si la corriente no supera los 100 mA, es mejor usar los circuitos integrados de baja caída LP2950 y LP2951.
Potentes análogos de LM317T - LM350 y LM338
Si la corriente de salida de 1,5 A no es suficiente, puede utilizar:
- LM350AT, LM350T - 3 A y 25 W (paquete TO-220)
- LM350K - 3 A y 30 W (paquete TO-3)
- LM338T, LM338K-5A
Los fabricantes de estos estabilizadores, además de aumentar la corriente de salida, prometen una corriente reducida de la entrada de control a 50 μA y una precisión mejorada de la tensión de referencia.
Pero los circuitos de conmutación son adecuados desde LM317.
Vin (voltaje de entrada): 3-40 voltios
Vout (voltaje de salida): 1,25-37 voltios
Corriente de salida: hasta 1,5 amperios
Disipación de potencia máxima: 20 vatios
Fórmula para calcular la tensión de salida (Vout): Vout = 1,25 * (1 + R2/R1)
*Resistencia en ohmios
*Los valores de voltaje se obtienen en Voltios
Este circuito simple le permite rectificar el voltaje de CA a CC gracias a un puente de diodos de diodos VD1-VD4, y luego establecer el voltaje que necesita dentro del circuito integrado estabilizador permitido con una resistencia de ajuste SP-3 precisa.
Tomé los viejos como diodos rectificadores. FR3002, que una vez se cayó de la computadora más antigua del año 98. Con unas dimensiones impresionantes (caja DO-201AD), sus características (Ureversa: 100 Voltios; Idirecta: 3 Amperios) no son impresionantes, pero esto es suficiente para mí. Para ellos, incluso tuve que expandir los agujeros en el tablero, era doloroso que sus conclusiones fueran gruesas (1,3 mm). Si cambia un poco la placa en el leyot, puede soldar inmediatamente el puente de diodo terminado.
Se requiere un radiador para eliminar el calor del chip 317, es aún mejor instalar un pequeño ventilador. Además, en la unión del sustrato del paquete TO-220 del microcircuito con el disipador, gotee un poco de pasta térmica. El grado de calentamiento dependerá de la cantidad de energía que disipa el chip, así como de la carga en sí.
pastilla LM317T No lo instalé directamente en la placa, sino que saqué tres cables, con la ayuda de los cuales conecté este componente con el resto. Esto se hizo para que las patas no se aflojaran y, por lo tanto, no se rompieran, ya que esta parte irá unida al disipador de calor.
Se configura una resistencia trimmer para la posibilidad de utilizar todo el voltaje del microcircuito, es decir, ajustes desde 1,25 y hasta 37 Voltios, con una resistencia máxima de 3432 kOhm (el valor más cercano en la tienda es 3,3 kOhm). Resistencia recomendada tipo R2: subíndice multivuelta (3296).
El propio chip estabilizador LM317T y similares son producidos por muchas, si no todas, las empresas de componentes electrónicos. Compre solo a vendedores confiables, porque hay falsificaciones chinas, especialmente el chip LM317HV, que tiene una tensión de entrada de hasta 57 voltios. Puede identificar un microcircuito falso por su sustrato de hierro; en uno falso, tiene muchos rasguños y un color gris desagradable, así como marcas incorrectas. También hay que decir que el microcircuito tiene protección contra cortocircuitos, así como sobrecalentamiento, pero no cuentes mucho con ellos.
No olvide que este estabilizador integral (LM317T) es capaz de disipar energía con un radiador solo hasta 20 vatios. Las ventajas de este microcircuito común son su bajo precio, limitación de la corriente de cortocircuito interna, protección térmica interna
Un pañuelo se puede dibujar con alta calidad incluso con un marcador de pergamino ordinario y luego grabarlo en una solución de sulfato de cobre/cloruro férrico...
Foto del tablero terminado.
Muy a menudo existe la necesidad de un regulador de voltaje simple. Este artículo proporciona una descripción y ejemplos del uso de un regulador de voltaje integrado económico (precio LM317). LM317.
La lista de tareas que debe resolver este estabilizador es bastante extensa: esta es la fuente de alimentación de varios circuitos electrónicos, dispositivos de radio, ventiladores, motores y otros dispositivos de la red u otras fuentes de voltaje, como la batería de un automóvil. Los circuitos más comunes con regulación de voltaje.
En la práctica, con la participación del LM317, es posible construir un regulador de voltaje para un voltaje de salida arbitrario en el rango de 3 ... 38 voltios.
Especificaciones:
- Voltaje de salida del estabilizador: 1,2 ... 37 voltios.
- Resiste corrientes de hasta 1,5 amperios.
- Precisión de estabilización 0,1%.
- Hay una protección interna contra cortocircuitos accidentales.
- Excelente protección del estabilizador integral contra posibles sobrecalentamientos.
Disipación de potencia y voltaje de entrada del estabilizador LM317
El voltaje en la entrada del estabilizador no debe exceder los 40 voltios, y también hay una condición más: el voltaje de entrada mínimo debe exceder el voltaje de salida deseado en 2 voltios.
El chip LM317 en el paquete TO-220 puede funcionar de manera estable a una corriente de carga máxima de hasta 1,5 amperios. Si no utiliza un disipador de calor de alta calidad, este valor será menor. La potencia liberada por el microcircuito durante su funcionamiento se puede determinar aproximadamente multiplicando la corriente en la salida y la diferencia entre el potencial de entrada y salida.
La disipación de energía máxima permitida sin un disipador de calor es de aproximadamente 1,5 W a una temperatura ambiente de 30 grados centígrados o menos. Con una buena disipación de calor de la carcasa del LM317 (no más de 60 gr.), la disipación de potencia puede ser de 20 vatios.
Al colocar un chip en un disipador de calor, es necesario aislar el cuerpo del chip del disipador de calor, por ejemplo, con una junta de mica. Además, para una disipación de calor eficiente, es deseable usar una pasta conductora de calor.
Selección de resistencia para el estabilizador LM317
Para un funcionamiento preciso del microcircuito, el valor total de las resistencias R1 ... R3 debe crear una corriente de aproximadamente 8 mA en el voltaje de salida requerido (Vo), es decir:
R1 + R2 + R3 = Vo / 0,008
Este valor debe tomarse como ideal. En el proceso de selección de resistencias, se permite una ligera desviación (8 ... 10 mA).
El valor de la resistencia variable R2 está directamente relacionado con el rango de tensión de salida. Por lo general, su resistencia debe ser aproximadamente 10 ... 15% de la resistencia total de las resistencias restantes (R1 y R2), o puede elegir su resistencia experimentalmente.
La ubicación de las resistencias en la placa puede ser arbitraria, pero es deseable para una mejor estabilidad colocarlas lejos del disipador de calor del chip LM317.
Estabilización y protección de circuitos.
La capacitancia C2 y el diodo D1 son opcionales. El diodo protege al estabilizador LM317 de posibles voltajes inversos que aparecen en los diseños de varios dispositivos electrónicos.
La capacitancia C2 no solo reduce ligeramente la respuesta del chip LM317 a los cambios de voltaje, sino que también reduce el efecto de la interferencia eléctrica cuando la placa estabilizadora se coloca cerca de lugares con una potente radiación electromagnética.
Recientemente, el interés en los circuitos estabilizadores de corriente ha crecido significativamente. Y en primer lugar, esto se debe a las posiciones de liderazgo de las fuentes de iluminación artificial basadas en LED, para las cuales un suministro de corriente estable es un punto vital. El estabilizador de corriente más simple, económico, pero al mismo tiempo potente y confiable se puede construir sobre la base de uno de los circuitos integrados (IM): lm317, lm338 o lm350.
Hoja de datos para lm317, lm350, lm338
Antes de proceder directamente a los circuitos, considere las características y características técnicas de los estabilizadores integrados lineales (LIS) anteriores.
Los tres IM tienen una arquitectura similar y están diseñados para construir sobre su base circuitos estabilizadores de voltaje o corriente no complejos, incluidos los que se usan con LED. Las diferencias entre los microcircuitos radican en los parámetros técnicos, que se presentan en la tabla comparativa a continuación.
| LM317 | LM350 | LM338 | |
|---|---|---|---|
| Rango de voltaje de salida ajustable | 1,2…37 V | 1,2…33 V | 1,2…33 V |
| Carga de corriente máxima | 1.5A | 3A | 5A |
| Voltaje de entrada máximo permitido | 40V | 35V | 35V |
| Indicador de posible error de estabilización | ~0,1% | ~0,1% | ~0,1% |
| Máxima disipación de potencia* | 15-20W | 20-50W | 25-50W |
| Rango de temperatura de funcionamiento | 0° - 125°C | 0° - 125°C | 0° - 125°C |
| Ficha de datos | LM317.pdf | LM350.pdf | LM338.pdf |
* - depende del fabricante del IM.
Los tres microcircuitos tienen protección integrada contra sobrecalentamiento, sobrecarga y posible cortocircuito.
Los estabilizadores integrados (CI) se producen en un paquete monolítico de varias opciones, siendo la más común el TO-220. El microcircuito tiene tres salidas:
- AJUSTAR. Salida para configurar (ajustar) el voltaje de salida. En el modo de estabilización de corriente, se conecta al positivo del contacto de salida.
- PRODUCCIÓN. Salida con baja resistencia interna para formar el voltaje de salida.
- APORTE. Salida para tensión de alimentación.
Esquemas y cálculos
Los circuitos integrados se utilizan más ampliamente en las fuentes de alimentación LED. Considere el circuito estabilizador de corriente (controlador) más simple, que consta de solo dos componentes: un microcircuito y una resistencia. 
El voltaje de la fuente de alimentación se aplica a la entrada del IM, el contacto de control se conecta a la salida a través de una resistencia (R) y el contacto de salida del microcircuito se conecta al ánodo del LED.
Si consideramos el IM más popular, Lm317t, la resistencia de la resistencia se calcula mediante la fórmula: R \u003d 1.25 / I 0 (1), donde I 0 es la corriente de salida del estabilizador, cuyo valor está regulado por los datos de pasaporte en el LM317 y debe estar en el rango de 0.01 -1.5 A. De ello se deduce que la resistencia de la resistencia puede estar en el rango de 0.8-120 ohmios. La potencia disipada en la resistencia se calcula mediante la fórmula: P R \u003d I 0 2 ×R (2). La inclusión y los cálculos de IM lm350, lm338 son completamente similares.
Los datos calculados obtenidos para la resistencia se redondean, según el rango nominal.
Las resistencias fijas se fabrican con una pequeña variación en el valor de la resistencia, por lo que no siempre es posible obtener el valor de corriente de salida deseado. Para este propósito, se instala en el circuito una resistencia de sintonización adicional de la potencia adecuada. 
Esto aumenta ligeramente el precio del conjunto regulador, pero asegura que se reciba la corriente necesaria para alimentar el LED. Cuando la corriente de salida se estabiliza a más del 20% del valor máximo, se genera mucho calor en el microcircuito, por lo que debe estar equipado con un radiador.