Regolatore di corrente regolabile su LM317 per LED

La domanda di sistemi di stabilizzazione della tensione è cresciuta notevolmente negli ultimi anni. Particolare interesse viene mostrato nei dispositivi che funzionano con sorgenti luminose artificiali e, in particolare, con LED. Lo stabilizzatore di corrente su lm317 è un dispositivo semplice, economico ma affidabile che puoi acquistare o assemblare da solo. In quest'ultimo caso, è necessario conoscere le regole di base della strumentazione, i requisiti di sicurezza quando si lavora con l'elettricità e preparare un set standard di elementi.

A cosa serve la stabilizzazione di corrente e tensione?

Il numero di dispositivi elettrici nelle case è in costante crescita. Negli ultimi anni, il numero di apparecchi elettrici è aumentato più volte. Di conseguenza, è aumentata la necessità di livelli di tensione nelle reti elettriche. Inoltre, la maggior parte degli edifici (residenziali e industriali) e delle centrali elettriche sono stati costruiti più di 30-40 anni fa.

Alcuni dispositivi moderni sono realizzati con stabilizzatori integrati: piccoli circuiti per prevenire danni da sbalzi di tensione. Ma la maggior parte di essi non contiene dispositivi aggiuntivi e anche un piccolo calo della rete rischia di esaurirsi. I grandi elettrodomestici (non digitali) sono ad alto rischio. In particolare caldaie e lavatrici.

Per evitare danni e garantire una tensione stabile nella rete, sono installati stabilizzatori. Questo è facoltativo in ogni casa. Se l'edificio ha un'alimentazione di corrente costante senza gravi fluttuazioni (entro 220 Volt con un errore massimo del 10%), non ha senso inserire dispositivi aggiuntivi. Ma quando le sovratensioni sono costanti, l'installazione di uno stabilizzatore farà risparmiare attrezzature e fornirà elettricità.

Tipi di dispositivi di stabilizzazione

Prima di acquistare un dispositivo, è necessario acquisire familiarità con i principali tipi e caratteristiche. Ciascuno presenta vantaggi e svantaggi, progettati per diversi livelli di tensione e numero di dispositivi. Anche i principi del lavoro sono diversi.

relè

L'opzione migliore per case private e di campagna, appartamenti. Sul trasformatore sono installati diversi avvolgimenti magnetici. Al momento di una caduta di tensione, avviene la commutazione tra di loro, che consente di mantenere il flusso di tensione nella stessa modalità. Gli svantaggi includono:

• cambiamento nel flusso di energia in una modalità graduale (improvvisamente, a intermittenza);
• curvatura della sinusoide del flusso di tensione;
• bassa potenza al momento del rinculo.

Il costo di tali dispositivi è molto inferiore rispetto ad altri modelli di stabilizzatori. Le recensioni dei proprietari sono buone, il dispositivo è sufficiente per le reti domestiche.

Elettronico

Esistono due tipi di stabilizzatori elettronici di "riempimento": triac e tiristore. Nel primo, il passaggio tra gli avvolgimenti in modalità automatica viene effettuato da un piccolo meccanismo: un triac. L'efficienza del dispositivo è elevata, funziona rapidamente. Un vantaggio significativo per l'uso domestico è il funzionamento silenzioso. Il secondo tipo non è altrettanto efficace, di solito viene utilizzato per stabilizzare le reti domestiche senza molta tensione. Lo svantaggio più notevole è il costo.

Elettromeccanico

Altri nomi sono servomotore, servomotore. Il principio di funzionamento: con l'aiuto di un azionamento elettrico, l'elettrodo di carbonio si muove lungo gli avvolgimenti, creando una tensione ininterrotta. Spesso acquistato per esigenze domestiche e piccoli locali (casa, cottage estivo, ufficio). Pro: prezzo, compattezza, commutazione fluida. Contro: rumore, velocità di commutazione lenta.

Ferrorisonante

Negli ultimi anni, viene utilizzato raramente a causa dell'avvento di dispositivi più moderni. L'effetto ferrorisonanza si verifica nel sistema di interazione tra un trasformatore e un condensatore. I dispositivi sono di grandi dimensioni, rumorosi e non funzionano sotto sovraccarichi improvvisi e significativi. Vantaggi: lunga durata, possibilità di utilizzo in ambienti con elevata umidità.

Invertitore

I dispositivi di questo tipo sono potenti e costosi. Sono utilizzati nella vita di tutti i giorni e nei grandi locali industriali. La differenza principale è un oscillatore a cristallo e un controller, che convertono la tensione all'ingresso in corrente continua e all'uscita in corrente alternata. La doppia sagomatura simultanea consente di lavorare con diversi livelli di corrente, da 115 a 300 volt. Vantaggi: nessun rumore, dimensioni ridotte, commutazione e regolazione rapida, altre funzionalità aggiuntive (ad esempio, protezione degli elettrodomestici da sovratensione).

Diagrammi dei dispositivi lineari

Lo stabilizzatore di corrente su lm317 è un dispositivo che opera su un circuito di commutazione di tensione lineare. Tali microcircuiti sono utilizzati per reti in cui non sono richieste alta efficienza e potenza eccessiva. In particolare, per supportare il funzionamento dei LED. Benefici:

• protezione da sovratensioni improvvise, livelli di potenza eccessivi;
• inversione di polarità della corrente all'elemento di ingresso;
• mancanza di parti e dispositivi aggiuntivi.

Gli svantaggi includono una minore efficienza: la tensione ottenuta in eccesso rispetto a quella richiesta viene trasformata in riscaldamento, pertanto è necessario un raffreddamento aggiuntivo.

Per un funzionamento stabile, è necessaria una differenza positiva nelle correnti in ingresso e in uscita: gli stabilizzatori lineari smettono di funzionare quando una caduta di 0,4 V (anche a 0,5 V). Pertanto, il circuito di alimentazione su lm317 con regolazione di corrente e tensione non viene utilizzato per dispositivi di grandi dimensioni e reti "pesanti".

Caratteristiche principali

Il regolatore di tensione sull'LM317 opera entro un certo intervallo di alimentazione. I limiti sono 1,25 V minimo, 37 V massimo. All'uscita, la potenza della tensione non supera 1,5 Ampere, l'errore con una connessione instabile è fino allo 0,1%.

Il regolatore di tensione sul microcircuito lm317 ha ulteriori sistemi di protezione interna: da cortocircuiti, da sovratensioni termiche, da eccessiva dissipazione di tensione "in eccesso".

La limitazione termica è fornita da speciali microsensori che garantiscono la protezione delle apparecchiature dal superamento della potenza dissipata: se ciò accade, il dispositivo si spegnerà semplicemente e non soffrirà.

Alimentazione e tensione di ingresso

Affinché il regolatore di corrente funzioni sul circuito lm317, la tensione sulla parte di ingresso non deve essere superiore a 40 volt. In questo caso la minima differenza di corrente agli ingressi e alle uscite deve superare i 2 Volt.

Affinché il regolatore di tensione funzioni su lm317, il circuito non deve ricevere un carico superiore a 1,5 A. Se non c'è raffreddamento aggiuntivo, il livello diminuirà. La potenza approssimativa viene calcolata moltiplicando due indicatori: la potenza in uscita dell'elettricità e la differenza di potenziale tra l'ingresso e l'uscita.

A temperature ambiente fino a 30 ° Celsius, è consentita una dissipazione di potenza fino a 1,5 W (se non è presente un dissipatore di calore). A un livello normale di dissipazione del calore, è consentita una dissipazione fino a 20W.

Progettazione del dispositivo

Il circuito di alimentazione stabilizzatore lm317 con regolazione di corrente e tensione con una disposizione minima ha due resistori, la cui differenza di resistenza regola la tensione in uscita e i condensatori.Il valore medio della corrente sugli elementi di supporto è 1,25 V. La resistenza non deve superare i 240 ohm.

Il corpo dello stabilizzatore nel diagramma lm317 è realizzato in plastica. Opzioni possibili: TO 220 e 220FP, SOT23 e D2PAK. I sistemi di protezione interni consentono il funzionamento del dispositivo in caso di disconnessione dell'ingresso di controllo.

Driver a impulsi

I driver con un sistema a impulsi sono gli stessi regolatori di tensione. La tensione CA consente di regolare il funzionamento del dispositivo. Se il livello è inferiore a 2-3 Ampere, non è necessaria un'ulteriore dissipazione del calore.

I dispositivi a impulsi "tagliano" la corrente in ingresso per ottenere il livello di tensione desiderato in uscita. Può funzionare con reti di carichi elevati. Contro: è necessaria una fonte di alimentazione separata, costo, campo elettromagnetico "extra" esterno. Difficile da montare in casa.

Schemi di collegamento

Il circuito per l'accensione dell'alimentatore su lm317 con regolazione di corrente e tensione consente di utilizzare lo stabilizzatore in reti con tensione non standard. Per il funzionamento del dispositivo sono necessari almeno due resistori. Gli indicatori più importanti sono la tensione del punto di riferimento, il livello della corrente di uscita.

Il più semplice alimentatore stabilizzato

Gli stabilizzatori di tensione sono necessari non solo per proteggere le apparecchiature domestiche e industriali. In laboratorio, i dispositivi aiutano ad evitare flussi di potenza eccessivi e interruzioni della rete. Pertanto, i principianti e i tecnici professionisti tendono a utilizzare almeno semplici blocchi stabilizzatori.

Principali vantaggi:

• facile montaggio;
• lavoro affidabile;
• parti economiche e convenienti.

Gli svantaggi includono una bassa efficienza di uscita, l'uso di radiatori di grandi dimensioni e le grandi dimensioni del dispositivo.

Un dispositivo standard richiederà diversi elementi:

• circuito lm317;
• transistor con custodia in plastica;
• diodo;
• due resistori;
• due condensatori;
• ponte a diodi.

Il numero minimo di parti e il design semplice ti consentiranno di assemblare rapidamente il regolatore di tensione e utilizzarlo per una piccola rete.

Gli indicatori degli elementi non sono critici. Ad esempio, i resistori su R1 possono variare da 30 a 50 ohm e il diodo non è installato.

Alimentatore stabilizzatore integrato

I dispositivi con un sistema di funzionamento integrato sono utilizzati in stabilizzatori di tensione, sistemi audio, amplificatori, alimentatori e altri. Tutte le parti della struttura sono collegate tramite un cristallo di silicio in modo che la loro sequenza costituisca uno stabilizzatore. Nell'ingegneria elettrica, vengono utilizzati due tipi:

• utilizzando un semiconduttore;
• con l'uso di elementi in film (ibrido).

Il circuito standard comprende diverse parti tipiche: una sorgente di riferimento, un amplificatore, un regolatore e un meccanismo di protezione per l'arresto e la prevenzione dei cortocircuiti.

I circuiti integrati sono dispositivi con un ciclo funzionale completo. Ognuno ha un ingresso, un'uscita e un percorso a terra.

È possibile utilizzare tali circuiti solo con determinati indicatori di tensione. I limiti consentiti sono da 5 a 24 V, per corrente - inferiore a 1 A.

I circuiti integrati hanno un limitatore di tensione di uscita. È inoltre installata una protezione aggiuntiva contro il surriscaldamento.

Circuito stabilizzatore con alimentazione regolata

Un ponte raddrizzatore in tali dispositivi consente di convertire un flusso di corrente alternata in uno costante. Uno dei condensatori filtra l'energia di ripple, l'altro rende la transizione di tensione più fluida. Questo tipo consente al regolatore di funzionare a basse frequenze DC.

La selezione del resistore viene effettuata in base al valore nominale consentito per lo stabilizzatore. L'errore dovrebbe essere minimo. L'opzione migliore è un calcolo accurato.

Area di applicazione

Gli stabilizzatori basati sul microcircuito LM317 vengono utilizzati per stabilizzare i principali indicatori dei dispositivi tecnici. Un tale dispositivo è facile da assemblare da solo e un dispositivo fabbricato in fabbrica è economico. Per questa classe, ha eccellenti dati operativi e durata, se non ci sono picchi di corrente eccessivamente forti.

Lo svantaggio è il limite di tensione - non più di 3V. Lo stabilizzatore basato sulla custodia TO 220 è il modello più conveniente utilizzato in diverse aree:

• reti domestiche (domestiche);
• condizioni di laboratorio;
• Illuminazione a LED (diodi emettitori di luce).

I sistemi di stabilizzazione della tensione basati sul microcircuito LM317 sono dispositivi affidabili, semplici e convenienti. Il costo è contenuto, ma le caratteristiche sono positive. Questi stabilizzatori sono spesso utilizzati per i LED delle auto.