Регулируем токов регулатор на LM317 за светодиоди

Търсенето на системи за стабилизиране на напрежението нарасна значително през последните години. Особен интерес се проявява към устройства, работещи с изкуствени източници на светлина и по-специално със светодиоди. Настоящият стабилизатор на lm317 е просто, евтино, но надеждно устройство, което можете да закупите или сглобите сами. В последния случай трябва да знаете основните правила за измерване, изискванията за безопасност при работа с електричество и да подготвите стандартен набор от елементи.

За какво служи стабилизирането на тока и напрежението?

Броят на електрическите устройства в домовете непрекъснато расте. През последните години броят на електрическите уреди се е увеличил няколко пъти. В резултат на това се увеличи нуждата от нива на напрежение в електрическите мрежи. Нещо повече, повечето сгради (жилищни и промишлени) и електроцентрали са построени преди повече от 30-40 години.

Някои съвременни устройства се произвеждат с вградени стабилизатори - малки вериги за предотвратяване на повреди от пренапрежения на тока. Но повечето от тях не съдържат допълнителни устройства и дори малък спад в мрежата заплашва да изгори. Големите домакински уреди (не цифрови) са изложени на висок риск. По-специално котли и перални машини.

За да се избегнат повреди и да се осигури стабилно напрежение в мрежата, са инсталирани стабилизатори. Това не е задължително във всеки дом. Ако сградата има постоянен ток без сериозни спадове (в рамките на 220 волта с максимална грешка от 10%), няма смисъл от допълнителни устройства. Но когато пренапреженията са постоянни, инсталирането на стабилизатор ще спести оборудване и ще осигури електричество.

Видове стабилизиращи устройства

Преди да закупите устройство, трябва да се запознаете с основните видове и функции. Всеки от тях има предимства и недостатъци, предназначени за различни нива на напрежение и брой устройства. Принципите на работа също са различни.

Реле

Най-добрият вариант за частни и селски къщи, апартаменти. На трансформатора са монтирани няколко магнитни намотки. В момента на спадане на напрежението между тях възниква превключване, което позволява поддържането на напрежението в същия режим. Недостатъците включват:

• промяна в енергийния поток в стъпков режим (рязко, с прекъсвания);
• кривина на синусоидата на напрежението;
• ниска мощност в момента на откат.

Цената на такива устройства е много по-ниска от другите модели на стабилизатори. Прегледите на собствениците са добри, устройството е достатъчно за домашни мрежи.

Електронна

Има два вида електронни стабилизатори за „пълнене“ - триак и тиристор. В първия превключването между намотките в автоматичен режим се извършва от малък механизъм - триак. Ефективността на устройството е висока, работи бързо. Значителен плюс за домашна употреба е тихата работа. Вторият тип не е толкова ефективен, обикновено се използва за стабилизиране на домашните мрежи без високо напрежение. Най-забележимият недостатък е цената.

Електромеханичен

Други имена са серво мотор, серво мотор. Принципът на действие - с помощта на електрическо задвижване въглеродният електрод се движи по намотките, създавайки непрекъснато напрежение. Често се купува за битови нужди и малки помещения (дом, вила, офис). Плюсове - цена, компактност, плавно превключване. Минуси - шум, бавна скорост на превключване.

Ферорезонантен

През последните години той се използва рядко поради появата на по-модерни устройства. Ферорезонансният ефект се проявява в системата за взаимодействие между трансформатор и кондензатор. Устройствата са големи, шумни и не работят при внезапни и значителни претоварвания. Предимства - дълъг експлоатационен живот, възможност за използване в помещения с висока влажност.

Инвертор

Устройствата от този тип са мощни и скъпи. Те се използват в ежедневието и големите индустриални помещения. Основната разлика е кристален генератор и контролер, които преобразуват напрежението на входа в постоянен ток, а на изхода в променлив ток. Едновременното двойно оформяне ви позволява да работите с различни нива на ток - от 115 до 300 волта. Предимства - без шум, малък размер, бързо превключване и регулиране, други допълнителни функции (например защита на битовите уреди от пренапрежение).

Линейни схеми на устройства

Токовият стабилизатор на lm317 е устройство, което работи на линейна верига за превключване на напрежението. Такива микросхеми се използват за мрежи, където не се изисква висока ефективност и прекомерна мощност. По-специално, за подпомагане работата на светодиодите. Ползи:

• защита срещу внезапни скокове, прекомерни нива на мощност;
• обръщане на полярността на тока на входния елемент;
• липса на допълнителни части и устройства.

Недостатъците включват по-ниска ефективност - напрежението, получено над необходимото, се преработва в отопление, поради което е необходимо допълнително охлаждане.

За стабилна работа е необходима положителна разлика в токовете на входа и изхода - линейните стабилизатори спират да функционират при спад от 0.4V (дори при 0.5V). Следователно веригата за захранване на lm317 с регулиране на тока и напрежението не се използва за големи устройства и "тежки" мрежи.

Основни характеристики

Регулаторът на напрежението на lm317 работи в определен обхват на захранването. Ограниченията са минимум 1,25 V, максимум 37 V. На изхода мощността на напрежението не надвишава 1,5 ампера, грешката при нестабилна връзка е до 0,1%.

Регулаторът на напрежението на микросхемата lm317 има допълнителни вътрешни защитни системи: от късо съединение, от термично пренапрежение, от прекомерно разсейване на "излишното" напрежение.

Термичното ограничение се осигурява от специални микросензори, които гарантират защитата на оборудването от превишаване на разсейваната мощност - ако това се случи, устройството просто ще се изключи и няма да пострада.

Мощност и входно напрежение

За да работи регулаторът на тока върху веригата lm317, напрежението на входната част не трябва да е по-високо от 40 волта. В този случай минималната токова разлика на входовете и изходите трябва да надвишава 2 волта.

За да работи регулаторът на напрежението на lm317, веригата не трябва да получава товар, по-голям от 1,5А. Ако няма допълнително охлаждане, нивото ще падне. Приблизителната мощност се изчислява чрез умножаване на два показателя - изходната мощност на електричеството и потенциалната разлика между входа и изхода.

При околна температура до 30 ° по Целзий е разрешено разсейване на мощност до 1,5W (ако няма радиатор). При нормално ниво на разсейване на топлината е разрешено разсейване до 20W.

Дизайн на устройството

Веригата за захранване на стабилизатора lm317 с регулиране на тока и напрежението с минимално разположение има два резистора, чиято разлика в съпротивлението регулира напрежението на изхода и кондензаторите.Средната стойност на тока на носещите елементи е 1,25 V. Съпротивлението не трябва да надвишава 240 ома.

Тялото на стабилизатора в диаграмата lm317 е направено от пластмаса. Възможни опции: TO 220 и 220FP, SOT23 и D2PAK. Системите за вътрешна защита позволяват на устройството да работи в случай на изключване на контролния вход.

Импулсни драйвери

Драйверите с импулсна система са същите регулатори на напрежението. Променливотоковото напрежение ви позволява да регулирате работата на устройството. Ако нивото е по-малко от 2-3 ампера, не е необходимо допълнително разсейване на топлината.

Импулсните устройства "отрязват" входния ток, за да получат желаното ниво на напрежение на изхода. Може да работи с мрежи с големи натоварвания. Минуси - имате нужда от отделен източник на енергия, цена, външно "допълнително" електромагнитно поле. Трудно се сглобява у дома.

Схеми на свързване

Схемата за включване на захранващия блок на lm317 с регулиране на тока и напрежението позволява стабилизаторът да се използва в мрежи с нестандартно напрежение. За да работи устройството, са необходими минимум два резистора. Най-важните показатели са напрежението на референтната точка, нивото на изходния ток.

Най-простото стабилизирано захранване

Стабилизаторите на напрежението са необходими не само за защита на домакинството и промишленото оборудване. В лабораторията устройствата помагат да се избегнат прекомерни потоци на енергия и изгаряния в мрежата. Ето защо начинаещите и професионалните техници са склонни да използват поне прости стабилизиращи блокове.

Основни плюсове:

• лесен монтаж;
• надеждна работа;
• евтини и достъпни части.

Недостатъците включват ниска ефективност на изхода, използването на големи радиатори и големи размери на устройството.

Стандартното устройство ще изисква няколко елемента:

• lm317 верига;
• транзистор с пластмасов корпус;
• диод;
• два резистора;
• два кондензатора;
• диоден мост.

Минималният брой части и опростеният дизайн ще ви позволят бързо да сглобите регулатора на напрежението и да го използвате за малка мрежа.

Индикаторите на елементите не са критични. Например резисторите на R1 могат да варират от 30 до 50 ома и диодът не е инсталиран.

Вградено стабилизаторно захранване

Устройства с интегрирана система на работа се използват в стабилизатори на напрежение, аудио системи, усилватели, захранвания и други. Всички части на конструкцията са свързани посредством силициев кристал, така че тяхната последователност да представлява стабилизатор. В електротехниката се използват два вида:

• използване на полупроводник;
• с използване на филмови елементи (хибридни).

Стандартната схема включва няколко типични части: референтен източник, усилвател, регулатор и защитен механизъм за изключване и предотвратяване на къси съединения.

Интегралните схеми са устройства с пълен функционален цикъл. Всеки има вход, изход и наземна пътека.

Можете да използвате такива схеми само с определени индикатори на напрежението. Допустимите граници са от 5 до 24V, за ток - по-малко от 1A.

Интегралните схеми имат ограничител на изходното напрежение. Инсталирана е и допълнителна защита от прегряване.

Верига на стабилизатора с регулирано захранване

Изправителният мост в такива устройства ви позволява да преобразувате поток от променлив ток в постоянен. Един от кондензаторите филтрира пулсационната енергия, а другият прави прехода на напрежението по-плавен. Този тип позволява на регулатора да работи при ниски DC честоти.

Изборът на резистора се извършва според номиналната стойност, разрешена за стабилизатора. Грешката трябва да е минимална. Най-добрият вариант е точно изчисление.

Област на приложение

За стабилизиране на основните показатели на техническите устройства се използват стабилизатори на базата на микросхемата LM317. Такова устройство е лесно да се сглоби самостоятелно, а фабрично изработеното устройство е евтино. За този клас той разполага с отлични експлоатационни данни и експлоатационен живот, ако няма прекалено силни пренапрежения.

Недостатъкът е ограничението на напрежението - не повече от 3V. Стабилизаторът, базиран на корпуса TO 220, е най-достъпният модел, който се използва в няколко области:

• битови (домашни) мрежи;
• лабораторни условия;
• LED осветление (светодиоди).

Системите за стабилизация на напрежението, базирани на микросхемата LM317, са надеждни, прости и удобни устройства. Цената е малка, но характеристиките са положителни. Тези стабилизатори често се използват за светодиоди в автомобилите.