Regulowany regulator prądu na LM317 dla diod LED

W ostatnich latach znacznie wzrosło zapotrzebowanie na systemy stabilizacji napięcia. Szczególne zainteresowanie wzbudzają urządzenia współpracujące ze sztucznymi źródłami światła, a w szczególności z diodami LED. Obecny stabilizator w lm317 to proste, niedrogie, ale niezawodne urządzenie, które możesz kupić lub zmontować samodzielnie. W tym drugim przypadku musisz znać podstawowe zasady oprzyrządowania, wymagania bezpieczeństwa podczas pracy z elektrycznością i przygotować standardowy zestaw elementów.

Do czego służy stabilizacja prądu i napięcia?

Liczba urządzeń elektrycznych w domach stale rośnie. W ostatnich latach liczba urządzeń elektrycznych wzrosła kilkakrotnie. W rezultacie wzrosło zapotrzebowanie na poziomy napięcia w sieciach elektrycznych. Ponadto większość budynków (mieszkaniowych i przemysłowych) oraz elektrowni powstała ponad 30-40 lat temu.

Niektóre nowoczesne urządzenia są produkowane z wbudowanymi stabilizatorami - małymi obwodami, które zapobiegają uszkodzeniom spowodowanym przepięciami. Jednak większość z nich nie zawiera dodatkowych urządzeń i nawet niewielki spadek w sieci grozi wypaleniem. Duże urządzenia gospodarstwa domowego (nie cyfrowe) są zagrożone. W szczególności kotły i pralki.

Aby uniknąć uszkodzeń i zapewnić stabilne napięcie w sieci, instalowane są stabilizatory. Jest to opcjonalne w każdym domu. Jeśli budynek ma stałe zasilanie prądem bez poważnych wahań (w granicach 220 V z maksymalnym błędem 10%), nie ma sensu dodatkowe urządzenia. Ale gdy skoki są stałe, zainstalowanie stabilizatora pozwoli zaoszczędzić sprzęt i zapewni energię elektryczną.

Rodzaje urządzeń stabilizujących

Przed zakupem urządzenia powinieneś zapoznać się z głównymi typami i funkcjami. Każdy ma zalety i wady, zaprojektowany dla różnych poziomów napięcia i liczby urządzeń. Inne są też zasady pracy.

Przekaźnik

Najlepsza opcja dla domów prywatnych i wiejskich, mieszkań. Na transformatorze zainstalowano kilka uzwojeń magnetycznych. W momencie spadku napięcia następuje przełączanie między nimi, co pozwala na utrzymanie przepływu napięcia w tym samym trybie. Wady obejmują:

• zmiana przepływu energii w trybie krokowym (nagłe, przerywane);
• krzywizna sinusoidy przepływu napięcia;
• mała moc w momencie odrzutu.

Koszt takich urządzeń jest znacznie niższy niż innych modeli stabilizatorów. Opinie właścicieli są dobre, urządzenie wystarczy do sieci domowych.

Elektroniczny

Istnieją dwa rodzaje elektronicznych stabilizatorów „napełniania” - triak i tyrystor. W pierwszym przełączanie między uzwojeniami w trybie automatycznym odbywa się za pomocą małego mechanizmu - triaka. Wydajność urządzenia jest wysoka, działa szybko. Znaczącym plusem do użytku domowego jest cicha praca. Drugi typ nie jest tak skuteczny, zwykle służy do stabilizacji sieci domowych bez dużego napięcia. Najbardziej zauważalną wadą jest koszt.

Elektromechaniczny

Inne nazwy to silnik serwo, silnik serwo. Zasada działania - za pomocą napędu elektrycznego elektroda węglowa porusza się wzdłuż uzwojeń, tworząc nieprzerwane napięcie. Często kupowany na potrzeby gospodarstwa domowego i małych pomieszczeń (dom, domek letniskowy, biuro). Plusy - cena, kompaktowość, płynne przełączanie. Wady - hałas, niska prędkość przełączania.

ferrorezonans

W ostatnich latach jest rzadko używany ze względu na pojawienie się bardziej nowoczesnych urządzeń. Efekt ferrorezonansu występuje w układzie interakcji między transformatorem a kondensatorem. Urządzenia są duże, hałaśliwe i nie pracują przy nagłych i znacznych przeciążeniach. Zalety - długa żywotność, możliwość stosowania w pomieszczeniach o dużej wilgotności.

Falownik

Urządzenia tego typu są mocne i drogie. Wykorzystywane są w życiu codziennym i dużych obiektach przemysłowych. Główną różnicą jest oscylator kwarcowy i sterownik, które przekształcają napięcie na wejściu na prąd stały, a na wyjściu na prąd przemienny. Jednoczesne podwójne kształtowanie pozwala na pracę z różnymi poziomami prądu - od 115 do 300 woltów. Zalety - brak szumów, mały rozmiar, szybkie przełączanie i regulacja, inne dodatkowe funkcje (np. ochrona sprzętu AGD przed przepięciem).

Liniowe schematy urządzeń

Obecny stabilizator na lm317 to urządzenie działające na liniowym obwodzie przełączania napięcia. Takie mikroukłady są używane w sieciach, w których nie jest wymagana wysoka wydajność i nadmierna moc. W szczególności do wspomagania działania diod LED. Korzyści:

• ochrona przed nagłymi przepięciami, nadmiernymi poziomami mocy;
• odwrócenie polaryzacji prądu na elemencie wejściowym;
• brak dodatkowych części i urządzeń.

Wadą jest niższa wydajność - uzyskane napięcie ponad wymagane jest przetwarzane na ogrzewanie, dlatego konieczne jest dodatkowe chłodzenie.

Do stabilnej pracy wymagana jest dodatnia różnica prądów na wejściu i wyjściu - stabilizatory liniowe przestają działać przy spadku 0,4V (nawet przy 0,5V). Dlatego obwód zasilania na lm317 z regulacją prądu i napięcia nie jest używany w przypadku dużych urządzeń i „ciężkich” sieci.

Główna charakterystyka

Regulator napięcia w lm317 działa w pewnym zakresie zasilania. Limity to minimum 1,25 V, maksimum 37 V. Na wyjściu moc napięcia nie przekracza 1,5 A, błąd przy niestabilnym połączeniu wynosi do 0,1%.

Regulator napięcia na mikroukładzie lm317 ma dodatkowe wewnętrzne systemy ochrony: przed zwarciami, przed przepięciem termicznym, przed nadmiernym rozpraszaniem „nadmiaru” napięcia.

Ograniczenie termiczne zapewniają specjalne mikroczujniki, które gwarantują ochronę sprzętu przed przekroczeniem rozproszonej mocy - jeśli tak się stanie, urządzenie po prostu się wyłączy i nie ucierpi.

Zasilanie i napięcie wejściowe

Aby regulator prądu działał na obwodzie lm317, napięcie na części wejściowej nie może być wyższe niż 40 woltów. W takim przypadku minimalna różnica prądu na wejściach i wyjściach musi przekraczać 2 wolty.

Aby regulator napięcia działał na lm317, obwód nie może otrzymywać obciążenia większego niż 1,5A. Jeśli nie będzie dodatkowego chłodzenia, poziom spadnie. Przybliżoną moc oblicza się, mnożąc dwa wskaźniki - moc wyjściową energii elektrycznej i różnicę potencjałów między wejściem a wyjściem.

W temperaturze otoczenia do 30°C dozwolone jest rozpraszanie mocy do 1,5W (jeśli nie ma radiatora). Przy normalnym poziomie rozpraszania ciepła dozwolone jest rozpraszanie do 20W.

Projekt urządzenia

Obwód zasilacza stabilizatora lm317 z regulacją prądu i napięcia przy minimalnym układzie posiada dwa rezystory, których różnica rezystancji reguluje napięcie na wyjściu oraz kondensatory.Średnia wartość prądu na elementach podtrzymujących wynosi 1,25 V. Rezystancja nie powinna przekraczać 240 omów.

Korpus stabilizatora na schemacie lm317 wykonany jest z tworzywa sztucznego. Możliwe opcje: TO 220 i 220FP, SOT23 i D2PAK. Wewnętrzne systemy zabezpieczeń umożliwiają pracę urządzenia w przypadku odłączenia wejścia sterującego.

Sterowniki impulsów

Sterowniki z układem impulsowym to te same regulatory napięcia. Napięcie AC pozwala regulować pracę urządzenia. Jeśli poziom jest mniejszy niż 2-3 ampery, nie jest wymagane dodatkowe rozpraszanie ciepła.

Urządzenia impulsowe „odcinają” prąd wejściowy, aby uzyskać pożądany poziom napięcia na wyjściu. Może pracować z sieciami o dużym obciążeniu. Minusy - potrzebujesz osobnego źródła zasilania, kosztów, zewnętrznego „dodatkowego” pola elektromagnetycznego. Trudne do złożenia w domu.

Schematy połączeń

Obwód włączania zasilacza na lm317 z regulacją prądu i napięcia umożliwia stosowanie stabilizatora w sieciach o niestandardowym napięciu. Do działania urządzenia wymagane są co najmniej dwa rezystory. Najważniejszymi wskaźnikami są napięcie punktu odniesienia, poziom prądu wyjściowego.

Najprostszy zasilacz stabilizowany

Stabilizatory napięcia są potrzebne nie tylko do ochrony sprzętu domowego i przemysłowego. W laboratorium urządzenia pomagają uniknąć nadmiernych przepływów mocy i przepaleń sieci. Dlatego początkujący i profesjonalni technicy mają tendencję do stosowania przynajmniej prostych klocków stabilizujących.

Główne plusy:

• łatwy montaż;
• niezawodna praca;
• niedrogie i niedrogie części.

Wady to niska wydajność wyjściowa, zastosowanie dużych promienników oraz duży rozmiar urządzenia.

Standardowe urządzenie będzie wymagało kilku elementów:

• obwód lm317;
• tranzystor z plastikową obudową;
• dioda;
• dwa rezystory;
• dwa kondensatory;
• mostek diodowy.

Minimalna liczba części i prosta konstrukcja pozwolą szybko zmontować regulator napięcia i wykorzystać go do małej sieci.

Wskaźniki elementów nie są krytyczne. Na przykład rezystory na R1 mogą wynosić od 30 do 50 omów, a dioda nie jest zainstalowana.

Zintegrowany zasilacz stabilizatora

Urządzenia ze zintegrowanym systemem pracy znajdują zastosowanie w stabilizatorach napięcia, systemach audio, wzmacniaczach, zasilaczach i innych. Wszystkie części konstrukcji są połączone kryształem krzemu tak, że ich sekwencja tworzy stabilizator. W elektrotechnice stosuje się dwa rodzaje:

• za pomocą półprzewodnika;
• z wykorzystaniem elementów filmowych (hybryda).

Standardowy obwód zawiera kilka typowych części: źródło odniesienia, wzmacniacz, regulator i mechanizm zabezpieczający do wyłączania i zapobiegania zwarciom.

Układy scalone to urządzenia o pełnym cyklu funkcjonalnym. Każdy ma wejście, wyjście i ścieżkę naziemną.

Możesz używać takich obwodów tylko z niektórymi wskaźnikami napięcia. Dopuszczalne limity to od 5 do 24V, dla prądu - mniej niż 1A.

Układy scalone posiadają ogranicznik napięcia wyjściowego. Zainstalowane jest również dodatkowe zabezpieczenie przed przegrzaniem.

Obwód stabilizatora z regulowanym zasilaniem

Mostek prostowniczy w takich urządzeniach umożliwia przekształcenie przepływu prądu przemiennego w stały. Jeden z kondensatorów filtruje energię tętnień, drugi sprawia, że ​​przejście napięcia jest płynniejsze. Ten typ pozwala regulatorowi działać przy niskich częstotliwościach prądu stałego.

Doboru rezystora dokonuje się według wartości nominalnej dopuszczalnej dla stabilizatora. Błąd powinien być minimalny. Najlepszą opcją jest dokładne obliczenie.

Obszar zastosowań

Stabilizatory oparte na mikroukładzie LM317 służą do stabilizacji głównych wskaźników urządzeń technicznych. Takie urządzenie jest łatwe do samodzielnego złożenia, a urządzenie fabryczne jest niedrogie. Jak na tę klasę ma doskonałe dane operacyjne i żywotność, jeśli nie ma zbyt silnych przepięć.

Wadą jest ograniczenie napięcia - nie więcej niż 3V. Stabilizator oparty na obudowie TO 220 to najtańszy model stosowany w kilku obszarach:

• sieci domowe (domowe);
• warunki laboratoryjne;
• Oświetlenie LED (diody elektroluminescencyjne).

Systemy stabilizacji napięcia oparte na mikroukładzie LM317 są niezawodnymi, prostymi i wygodnymi urządzeniami. Koszt jest niewielki, ale cechy są pozytywne. Te stabilizatory są często używane do diod LED w samochodach.