Regulējams strāvas regulators uz LM317 gaismas diodēm

Pēdējos gados ir ievērojami pieaudzis pieprasījums pēc sprieguma stabilizēšanas sistēmām. Īpaša interese ir par ierīcēm, kas darbojas ar mākslīgā apgaismojuma avotiem un it īpaši ar gaismas diodēm. Pašreizējais lm317 stabilizators ir vienkārša, lēta, bet uzticama ierīce, kuru varat iegādāties vai salikt pats. Pēdējā gadījumā jums jāzina instrumentu pamatnoteikumi, drošības prasības, strādājot ar elektrību, un jāsagatavo standarta elementu komplekts.

Kam paredzēta strāvas un sprieguma stabilizācija?

Elektrisko ierīču skaits mājās pastāvīgi pieaug. Pēdējos gados elektroierīču skaits ir palielinājies vairākas reizes. Tā rezultātā ir palielinājusies nepieciešamība pēc sprieguma līmeņiem elektrotīklos. Turklāt lielākā daļa ēku (dzīvojamo un rūpniecisko) un elektrostacijas tika uzceltas vairāk nekā pirms 30-40 gadiem.

Dažas mūsdienu ierīces tiek ražotas ar iebūvētiem stabilizatoriem - mazām ķēdēm, lai novērstu strāvas pārsprieguma bojājumus. Bet lielākajā daļā no tām nav papildu ierīču, un pat neliels tīkla kritums draud izdegt. Liela sadzīves tehnika (nevis digitāla) ir pakļauta lielam riskam. Jo īpaši katli un veļas mazgājamās mašīnas.

Lai izvairītos no bojājumiem un nodrošinātu stabilu spriegumu tīklā, tiek uzstādīti stabilizatori. Katrā mājā tas nav obligāts. Ja ēkai ir pastāvīga strāvas padeve bez nopietnām svārstībām (220 voltu robežās ar maksimālo kļūdu 10%), papildu ierīcēm nav jēgas. Bet, kad pārspriegumi ir nemainīgi, stabilizatora uzstādīšana ļaus ietaupīt aprīkojumu un nodrošināt elektrību.

Stabilizācijas ierīču veidi

Pirms ierīces iegādes jums jāiepazīstas ar galvenajiem veidiem un iespējām. Katram no tiem ir priekšrocības un trūkumi, kas paredzēti dažādiem sprieguma līmeņiem un ierīču skaitam. Arī darba principi ir atšķirīgi.

Relejs

Labākais variants privātmājām un lauku mājām, dzīvokļiem. Transformatorā ir uzstādīti vairāki magnētiskie tinumi. Sprieguma krituma brīdī starp tām notiek pārslēgšanās, kas ļauj uzturēt sprieguma plūsmu tajā pašā režīmā. Starp trūkumiem ir:

• enerģijas plūsmas maiņa pakāpeniskā režīmā (pēkšņi, ar pārtraukumiem);
• sprieguma plūsmas sinusoīda izliekums;
• zema jauda atsitiena brīdī.

Šādu ierīču izmaksas ir daudz zemākas nekā citiem stabilizatoru modeļiem. Īpašnieku atsauksmes ir labas, ierīces pietiek mājas tīkliem.

Elektroniski

Ir divu veidu elektroniskie "uzpildes" stabilizatori - triac un tiristors. Pirmajā pārslēgšanos starp tinumiem automātiskajā režīmā veic neliels mehānisms - triac. Ierīces efektivitāte ir augsta, tā darbojas ātri. Ievērojams plus mājas lietošanai ir trokšņaina darbība. Otrais veids nav tik efektīvs, to parasti izmanto, lai stabilizētu mājas tīklus bez liela sprieguma. Ievērojamākais trūkums ir izmaksas.

Elektromehāniskais

Citi nosaukumi ir servomotors, servomotors. Darbības princips - ar elektropiedziņas palīdzību oglekļa elektrods pārvietojas pa tinumiem, radot nepārtrauktu spriegumu. Bieži tiek pirkts mājsaimniecības vajadzībām un nelielām telpām (māja, vasarnīca, birojs). Plusi - cena, kompaktums, vienmērīga pārslēgšanās. Mīnusi - troksnis, lēns pārslēgšanās ātrums.

Ferorezonants

Pēdējos gados tas tiek reti izmantots modernāku ierīču parādīšanās dēļ. Ferrorezonanses efekts rodas transformatora un kondensatora mijiedarbības sistēmā. Ierīces ir liela izmēra, trokšņainas un nedarbojas pēkšņas un ievērojamas pārslodzes gadījumā. Priekšrocības - ilgs kalpošanas laiks, spēja izmantot telpās ar augstu mitruma līmeni.

Invertors

Šāda veida ierīces ir jaudīgas un dārgas. Tos izmanto ikdienas dzīvē un lielās rūpniecības telpās. Galvenā atšķirība ir kristāla oscilators un kontrolieris, kas pārveido spriegumu ieejā līdz līdzstrāvai un izejā - maiņstrāvai. Vienlaicīga dubultā veidošana ļauj strādāt ar dažādu strāvas līmeni - no 115 līdz 300 voltiem. Priekšrocības - nav trokšņa, maza izmēra, ātra pārslēgšanās un regulēšana, citas papildu funkcijas (piemēram, sadzīves tehnikas aizsardzība pret pārspriegumu).

Lineārās ierīces diagrammas

Strāvas stabilizators uz lm317 ir ierīce, kas darbojas ar lineāru sprieguma komutācijas ķēdi. Šādas mikroshēmas tiek izmantotas tīkliem, kur nav nepieciešama augsta efektivitāte un pārmērīga jauda. Jo īpaši, lai atbalstītu LED darbību. Ieguvumi:

• aizsardzība pret pēkšņiem pārspriegumiem, pārmērīgu jaudas līmeni;
• strāvas polaritātes maiņa pie ieejas elementa;
• papildu detaļu un ierīču trūkums.

Starp trūkumiem var minēt zemāku efektivitāti - iegūtais spriegums, kas pārsniedz nepieciešamo, tiek pārstrādāts apkurei, tāpēc ir nepieciešama papildu dzesēšana.

Stabilai darbībai nepieciešama pozitīva strāvu atšķirība ieejā un izejā - lineārie stabilizatori pārtrauc darboties, kad kritums ir 0,4 V (pat pie 0,5 V). Tāpēc barošanas ķēde uz lm317 ar strāvas un sprieguma regulēšanu netiek izmantota liela izmēra ierīcēm un "smagajiem" tīkliem.

Galvenās īpašības

Sprieguma regulators uz lm317 darbojas noteiktā barošanas diapazonā. Robežas ir minimums 1,25 V, maksimālais - 37 V. Pie izejas sprieguma jauda nepārsniedz 1,5 ampērus, kļūda ar nestabilu savienojumu ir līdz 0,1%.

Sprieguma regulatoram uz lm317 mikroshēmas ir papildu iekšējās aizsardzības sistēmas: no īssavienojumiem, no termiskā pārsprieguma, no pārmērīgas "liekā" sprieguma izkliedēšanas.

Termiskos ierobežojumus nodrošina īpaši mikrosensori, kas garantē iekārtu aizsardzību pret izkliedētās jaudas pārsniegšanu - ja tas notiks, ierīce vienkārši izslēgsies un necietīs.

Jaudas un ieejas spriegums

Lai strāvas regulators darbotos pie lm317 ķēdes, spriegums ieejas daļā nedrīkst būt lielāks par 40 voltiem. Šajā gadījumā minimālajai strāvas starpībai ieejās un izejās jāpārsniedz 2 volti.

Lai sprieguma regulators darbotos ar lm317, ķēde nedrīkst saņemt slodzi, kas lielāka par 1,5A. Ja nav papildu dzesēšanas, līmenis pazemināsies. Aptuvenā jauda tiek aprēķināta, reizinot divus rādītājus - elektroenerģijas jaudu un potenciālo starpību starp ieeju un izeju.

Apkārtējā temperatūrā līdz 30 ° Celsija ir atļauta jaudas izkliede līdz 1,5 W (ja nav siltuma izlietnes). Normālā siltuma izkliedes līmenī ir atļauta izkliedēšana līdz 20W.

Ierīces dizains

Lm317 stabilizatora barošanas ķēdē ar strāvas un sprieguma regulēšanu ar minimālu izkārtojumu ir divi rezistori, kuru pretestības atšķirība regulē spriegumu pie izejas un kondensatoriem.Strāvas vidējā vērtība uz atbalsta elementiem ir 1,25 V. Pretestība nedrīkst pārsniegt 240 omus.

Stabilizatora korpuss lm317 diagrammā ir izgatavots no plastmasas. Iespējamie varianti: TO 220 un 220FP, SOT23 un D2PAK. Iekšējās aizsardzības sistēmas ļauj ierīcei darboties vadības ieejas atvienošanas gadījumā.

Impulsu vadītāji

Vadītāji ar impulsu sistēmu ir vienādi sprieguma regulatori. Maiņstrāvas spriegums ļauj regulēt ierīces darbību. Ja līmenis ir mazāks par 2-3 ampēriem, papildu siltuma izkliedēšana nav nepieciešama.

Impulsu ierīces "sagriež" ieejas strāvu, lai iegūtu vēlamo sprieguma līmeni izejā. Tas var strādāt ar lielu slodžu tīkliem. Mīnusi - jums ir nepieciešams atsevišķs barošanas avots, izmaksas, ārējais "papildu" elektromagnētiskais lauks. Mājās grūti salikt.

Savienojuma shēmas

Ķēde strāvas padeves vienības ieslēgšanai lm317 ar strāvas un sprieguma regulēšanu ļauj stabilizatoru izmantot tīklos ar nestandarta spriegumu. Lai ierīce darbotos, ir nepieciešami vismaz divi rezistori. Vissvarīgākie rādītāji ir atskaites punkta spriegums, izejas strāvas līmenis.

Vienkāršākais stabilizētais barošanas avots

Sprieguma stabilizatori ir nepieciešami ne tikai mājsaimniecības un rūpniecības iekārtu aizsardzībai. Laboratorijā ierīces palīdz izvairīties no pārmērīgas enerģijas plūsmas un tīkla izdegšanas. Tāpēc iesācējiem un profesionāliem tehniķiem ir tendence izmantot vismaz vienkāršus stabilizācijas blokus.

Galvenie plusi:

• ērta montāža;
• uzticams darbs;
• lētas un pieejamas cenas.

Trūkumi ietver zemu izejas efektivitāti, lielu radiatoru izmantošanu un ierīces lielo izmēru.

Standarta ierīcei būs nepieciešami vairāki elementi:

• lm317 ķēde;
• tranzistors ar plastmasas korpusu;
• diode;
• divi rezistori;
• divi kondensatori;
• diode tilts.

Minimālais detaļu skaits un vienkāršs dizains ļaus ātri salikt sprieguma regulatoru un izmantot to nelielam tīklam.

Elementu rādītāji nav kritiski. Piemēram, R1 rezistori var svārstīties no 30 līdz 50 omiem, un diode nav uzstādīta.

Integrēta stabilizatora barošana

Ierīces ar integrētu darbības sistēmu tiek izmantotas sprieguma stabilizatoros, audio sistēmās, pastiprinātājos, barošanas avotos un citās. Visas struktūras daļas ir savienotas ar silīcija kristālu, tā ka to secība veido stabilizatoru. Elektrotehnikā tiek izmantoti divi veidi:

• izmantojot pusvadītāju;
• ar plēves elementu (hibrīdu) izmantošanu.

Standarta ķēde ietver vairākas tipiskas daļas: atsauces avotu, pastiprinātāju, regulatoru un aizsardzības mehānismu izslēgšanai un īssavienojumu novēršanai.

Integrētās shēmas ir ierīces ar pilnīgu funkcionālo ciklu. Katram ir iebraukšanas, izejas un zemes ceļš.

Šādas shēmas varat izmantot tikai ar noteiktiem sprieguma indikatoriem. Pieļaujamās robežas ir no 5 līdz 24V, strāvai - mazāk par 1A.

Integrētajām shēmām ir izejas sprieguma ierobežotājs. Ir uzstādīta arī papildu aizsardzība pret pārkaršanu.

Stabilizatora ķēde ar regulētu barošanu

Taisngrieža tilts šādās ierīcēs ļauj pārveidot maiņstrāvas plūsmu par pastāvīgu. Viens no kondensatoriem filtrē pulsācijas enerģiju, otrs padara sprieguma pāreju vienmērīgāku. Šis tips ļauj regulatoram darboties zemās līdzstrāvas frekvencēs.

Rezistora izvēle tiek veikta saskaņā ar stabilizatora atļauto nominālo vērtību. Kļūdai jābūt minimālai. Labākais variants ir precīzs aprēķins.

Pielietojuma zona

Tehnisko ierīču galveno rādītāju stabilizēšanai tiek izmantoti stabilizatori, kuru pamatā ir LM317 mikroshēma. Šādu ierīci ir viegli montēt pats, un rūpnīcā izgatavota ierīce ir lēta. Šai klasei ir lieliski darbības dati un kalpošanas laiks, ja nav pārāk spēcīgu strāvas pārspriegumu.

Trūkums ir sprieguma robeža - ne vairāk kā 3V. Stabilizators, kas balstīts uz TO 220 lietu, ir vispieejamākais modelis, ko izmanto vairākās jomās:

• mājsaimniecības (mājas) tīkli;
• laboratorijas apstākļi;
• LED apgaismojums (gaismas diodes).

Sprieguma stabilizācijas sistēmas, kuru pamatā ir LM317 mikroshēma, ir uzticamas, vienkāršas un ērtas ierīces. Izmaksas ir mazas, bet īpašības ir pozitīvas. Šos stabilizatorus bieži izmanto gaismas diodēm automašīnās.