Reguliuojamas šviesos diodų srovės reguliatorius LM317

Pastaraisiais metais įtampos stabilizavimo sistemų paklausa labai išaugo. Ypač didelį susidomėjimą kelia prietaisai, dirbantys su dirbtiniais šviesos šaltiniais ir ypač su šviesos diodais. Dabartinis „lm317“ stabilizatorius yra paprastas, nebrangus, bet patikimas prietaisas, kurį galite įsigyti ar surinkti patys. Pastaruoju atveju turite žinoti pagrindines prietaisų taisykles, saugos reikalavimus dirbdami su elektra ir paruošti standartinį elementų rinkinį.

Kam skirtas srovės ir įtampos stabilizavimas?

Elektrinių prietaisų skaičius namuose nuolat auga. Pastaraisiais metais elektros prietaisų skaičius išaugo kelis kartus. Todėl padidėjo įtampos lygio elektros tinkluose poreikis. Be to, dauguma pastatų (gyvenamųjų ir pramoninių) ir elektrinių buvo pastatyti daugiau nei prieš 30–40 metų.

Kai kurie šiuolaikiniai prietaisai gaminami su įmontuotais stabilizatoriais - mažomis grandinėmis, kad būtų išvengta galios viršįtampių pažeidimų. Bet daugumoje jų nėra papildomų įrenginių ir net nedidelis tinklo kritimas gresia perdegti. Dideliems buitiniams prietaisams (ne skaitmeniniams) gresia didelė rizika. Visų pirma katilai ir skalbimo mašinos.

Siekiant išvengti žalos ir užtikrinti stabilią įtampą tinkle, yra sumontuoti stabilizatoriai. Tai neprivaloma kiekvienuose namuose. Jei pastate yra pastovus srovės tiekimas be rimtų svyravimų (per 220 voltų, kai didžiausia paklaida yra 10%), nėra prasmės naudoti papildomų prietaisų. Bet kai šuoliai yra pastovūs, sumontavus stabilizatorių, sutaupysite įrangos ir tieksite elektrą.

Stabilizavimo įtaisų tipai

Prieš įsigydami įrenginį, turėtumėte susipažinti su pagrindiniais tipais ir funkcijomis. Kiekvienas iš jų turi privalumų ir trūkumų, skirtų skirtingiems įtampos lygiams ir prietaisų skaičiui. Skiriasi ir darbo principai.

Estafetė

Geriausias variantas privatiems ir užmiesčio namams, butams. Ant transformatoriaus sumontuotos kelios magnetinės apvijos. Įtampos kritimo momentu tarp jų įvyksta perjungimas, kuris leidžia išlaikyti įtampos srautą tuo pačiu režimu. Trūkumai apima:

• energijos srauto pokytis laipsnišku režimu (staigiai, su pertrūkiais);
• įtampos srauto sinusoidės kreivumas;
• maža galia atsitraukimo momentu.

Tokių prietaisų kaina yra daug mažesnė nei kitų stabilizatorių modelių. Savininkų atsiliepimai yra geri, prietaiso pakanka namų tinklams.

Elektroninis

Yra dviejų tipų elektroniniai „užpildymo“ stabilizatoriai - triaciniai ir tiristoriai. Pirmajame perjungimas tarp apvijų automatiniu režimu atliekamas mažu mechanizmu - „triac“. Prietaiso efektyvumas yra didelis, jis veikia greitai. Reikšmingas pliusas buitiniam naudojimui yra triukšmingas darbas. Antrasis tipas nėra toks efektyvus, jis paprastai naudojamas namų tinklams stabilizuoti be didelės įtampos. Labiausiai pastebimas trūkumas yra kaina.

Elektromechaninis

Kiti pavadinimai yra servovariklis, servovariklis. Veikimo principas - elektrinės pavaros pagalba anglies elektrodas juda išilgai apvijų ir sukuria nenutrūkstamą įtampą. Dažnai perkama namų ūkio reikmėms ir mažoms patalpoms (namams, vasarnamiams, biurams). Argumentai "už" - kaina, kompaktiškumas, sklandus perjungimas. Minusai - triukšmas, lėtas perjungimo greitis.

Ferorezonansinis

Pastaraisiais metais jis yra retai naudojamas dėl šiuolaikiškesnių prietaisų atsiradimo. Ferorezonansinis efektas atsiranda transformatoriaus ir kondensatoriaus sąveikos sistemoje. Prietaisai yra didelio dydžio, triukšmingi ir neveikia staigiai ir labai perkraunant. Privalumai - ilgas tarnavimo laikas, galimybė naudoti patalpose, kuriose yra daug drėgmės.

Inverteris

Šio tipo prietaisai yra galingi ir brangūs. Jie naudojami kasdieniame gyvenime ir didelėse pramoninėse patalpose. Pagrindinis skirtumas yra kristalinis osciliatorius ir valdiklis, kurie įvesties įtampą paverčia nuolatine, o išėjimo - kintama. Vienalaikis dvigubas formavimas leidžia dirbti su skirtingu srovės lygiu - nuo 115 iki 300 voltų. Privalumai - nėra triukšmo, mažo dydžio, greitas perjungimas ir reguliavimas, kitos papildomos funkcijos (pavyzdžiui, buitinių prietaisų apsauga nuo viršįtampio).

Linijinės įtaiso schemos

Lm317 srovės stabilizatorius yra įtaisas, veikiantis tiesinės įtampos perjungimo grandinėje. Tokios mikroschemos naudojamos tinklams, kur nereikia didelio efektyvumo ir per didelės galios. Visų pirma, palaikyti šviesos diodų veikimą. Privalumai:

• apsauga nuo staigių šuolių, per didelio galios lygio;
• įėjimo elemento srovės poliškumas;
• papildomų dalių ir prietaisų trūkumas.

Tarp trūkumų yra mažesnis efektyvumas - viršijant reikalaujamą įtampa yra perdirbama į šildymą, todėl būtina papildomai aušinti.

Norint stabiliai veikti, reikalingas teigiamas srovių skirtumas įėjime ir išėjime - linijiniai stabilizatoriai nustoja veikti, kai sumažėja 0,4 V (net esant 0,5 V). Todėl lm317 maitinimo grandinė su srovės ir įtampos reguliavimu nėra naudojama didelių matmenų prietaisams ir „sunkiems“ tinklams.

Pagrindinės charakteristikos

Lm317 įtampos reguliatorius veikia tam tikrame maitinimo diapazone. Ribos yra mažiausiai 1,25 V, maksimalios - 37 V. Išvestyje įtampos galia neviršija 1,5 ampero, klaida esant nestabiliam ryšiui yra iki 0,1%.

Lm317 mikroschemos įtampos reguliatorius turi papildomas vidaus apsaugos sistemas: nuo trumpojo jungimo, nuo terminio viršįtampio, nuo pernelyg didelio "perteklinės" įtampos išsisklaidymo.

Terminį apribojimą užtikrina specialūs mikrosensoriai, garantuojantys įrangos apsaugą nuo išsklaidytos galios viršijimo - jei taip atsitiks, prietaisas paprasčiausiai išsijungs ir nenukentės.

Maitinimo ir įėjimo įtampa

Kad srovės reguliatorius veiktų lm317 grandinėje, įtampa įėjimo dalyje neturi būti didesnė kaip 40 voltų. Tokiu atveju minimalus srovės skirtumas įėjimuose ir išėjimuose turi viršyti 2 voltus.

Kad įtampos reguliatorius veiktų lm317, grandinė neturi gauti didesnės nei 1,5 A apkrovos. Jei nebus papildomo aušinimo, lygis sumažės. Apytikslė galia apskaičiuojama padauginus du rodiklius - elektros energijos galingumą ir potencialų skirtumą tarp įvesties ir išvesties.

Esant aplinkos temperatūrai iki 30 ° C, leidžiama išsklaidyti galią iki 1,5 W (jei nėra šilumos šalintuvo). Esant normaliam šilumos išsiskyrimo lygiui, leidžiama išsklaidyti iki 20W.

Prietaiso dizainas

LM317 stabilizatoriaus maitinimo grandinė su srovės ir įtampos reguliavimu su minimaliu išdėstymu turi du rezistorius, kurių atsparumo skirtumas reguliuoja įtampą išėjime ir kondensatoriuose.Vidutinė atraminių elementų srovės vertė yra 1,25 V. Varža neturi viršyti 240 omų.

Stabilizatoriaus korpusas lm317 diagramoje yra pagamintas iš plastiko. Galimi variantai: TO 220 ir 220FP, SOT23 ir D2PAK. Vidinės apsaugos sistemos leidžia prietaisui veikti atjungus valdymo įvestį.

Pulso tvarkyklės

Tvarkyklės su impulsine sistema yra tie patys įtampos reguliatoriai. Kintamosios srovės įtampa leidžia reguliuoti prietaiso veikimą. Jei lygis yra mažesnis nei 2-3 amperai, nereikia papildomai išsklaidyti šilumos.

Impulsiniai įtaisai „nutraukia“ įėjimo srovę, kad gautų norimą įtampos lygį išėjime. Jis gali dirbti su didelių apkrovų tinklais. Trūkumai - jums reikia atskiro maitinimo šaltinio, kainos, išorinio „papildomo“ elektromagnetinio lauko. Sunku surinkti namuose.

Prijungimo schemos

Lm317 maitinimo bloko įjungimo grandinė su srovės ir įtampos reguliavimu leidžia stabilizatorių naudoti nestandartinės įtampos tinkluose. Kad prietaisas veiktų, reikia mažiausiai dviejų rezistorių. Svarbiausi rodikliai yra atskaitos taško įtampa, išėjimo srovės lygis.

Paprasčiausias stabilizuotas maitinimas

Įtampos stabilizatoriai reikalingi ne tik buitinei ir pramoninei įrangai apsaugoti. Laboratorijoje prietaisai padeda išvengti per didelio energijos srauto ir tinklo perdegimo. Todėl pradedantieji ir profesionalūs technikai linkę naudoti bent jau paprastus stabilizuojančius blokus.

Pagrindiniai pliusai:

• lengvas surinkimas;
• patikimas darbas;
• nebrangios ir prieinamos dalys.

Trūkumai yra mažas išėjimo efektyvumas, didelių radiatorių naudojimas ir didelis prietaiso dydis.

Standartiniam įrenginiui reikės kelių elementų:

• lm317 grandinė;
• tranzistorius su plastikiniu dėklu;
• diodas;
• du rezistoriai;
• du kondensatoriai;
• diodinis tiltas.

Mažiausias dalių skaičius ir paprastas dizainas leis greitai surinkti įtampos reguliatorių ir naudoti jį mažam tinklui.

Elementų rodikliai nėra kritiški. Pavyzdžiui, R1 rezistoriai gali svyruoti nuo 30 iki 50 omų, o diodas neįdiegtas.

Integruotas stabilizatoriaus maitinimas

Įrenginiai su integruota veikimo sistema naudojami įtampos stabilizatoriuose, garso sistemose, stiprintuvuose, maitinimo šaltiniuose ir kt. Visos konstrukcijos dalys yra sujungtos silicio kristalais, kad jų seka sudarytų stabilizatorių. Elektros inžinerijoje naudojami du tipai:

• naudojant puslaidininkį;
• naudojant plėvelės elementus (hibridinius).

Standartinė grandinė apima keletą tipinių dalių: etaloninį šaltinį, stiprintuvą, reguliatorių ir apsaugos mechanizmą, skirtą išjungimui ir trumpųjų jungimų prevencijai.

Integriniai grandynai yra įrenginiai, turintys visą funkcinį ciklą. Kiekvienas turi įvažiavimo, išvažiavimo ir žemės kelią.

Tokias grandines galite naudoti tik su tam tikrais įtampos indikatoriais. Leistinos ribos yra nuo 5 iki 24 V, srovės - mažiau nei 1 A.

Integruotose grandinėse yra išėjimo įtampos ribotuvas. Taip pat sumontuota papildoma apsauga nuo perkaitimo.

Stabilizatoriaus grandinė su reguliuojamu maitinimo šaltiniu

Tokių įrenginių lygintuvo tiltelis leidžia konvertuoti kintamosios srovės srautą į pastovų. Vienas iš kondensatorių filtruoja bangavimo energiją, kitas daro sklandesnį įtampos perėjimą. Šis tipas leidžia reguliatoriui veikti žemais nuolatinės srovės dažniais.

Rezistorius parenkamas pagal nominalią vertę, kuri leidžiama stabilizatoriui. Klaida turėtų būti minimali. Geriausias variantas yra tikslus skaičiavimas.

Taikymo sritis

Pagrindiniams techninių prietaisų rodikliams stabilizuoti naudojami stabilizatoriai, pagrįsti LM317 mikroschema. Tokį prietaisą lengva surinkti patiems, o gamykloje pagamintas prietaisas yra nebrangus. Šiai klasei yra puikūs eksploataciniai duomenys ir tarnavimo laikas, jei nėra pernelyg stiprių energijos šuolių.

Trūkumas yra įtampos riba - ne daugiau kaip 3V. Stabilizatorius, pagrįstas TO 220 atveju, yra labiausiai prieinamas modelis, naudojamas keliose srityse:

• namų ūkio (namų) tinklai;
• laboratorijos sąlygos;
• LED apšvietimas (šviesos diodai).

LM317 mikroschemos pagrindu veikiančios įtampos stabilizavimo sistemos yra patikimi, paprasti ir patogūs prietaisai. Kaina yra maža, tačiau charakteristikos yra teigiamos. Šie stabilizatoriai dažnai naudojami šviesos diodams automobiliuose.