Regulator de curent reglabil pe LM317 pentru LED-uri

Cererea de sisteme de stabilizare a tensiunii a crescut semnificativ în ultimii ani. Un interes deosebit este prezentat în dispozitivele care funcționează cu surse de lumină artificială și, în special, cu LED-uri. Stabilizatorul de curent de pe lm317 este un dispozitiv simplu, ieftin, dar fiabil pe care îl puteți cumpăra sau asambla singur. În acest din urmă caz, trebuie să cunoașteți regulile de bază ale instrumentelor, cerințele de siguranță atunci când lucrați cu electricitate și să pregătiți un set standard de elemente.

Pentru ce este stabilizarea curentului și a tensiunii?

Numărul dispozitivelor electrice din case este în continuă creștere. În ultimii ani, numărul aparatelor electrice a crescut de mai multe ori. Ca urmare, nevoia de niveluri de tensiune în rețelele electrice a crescut. Mai mult, majoritatea clădirilor (rezidențiale și industriale) și a centralelor electrice au fost construite acum mai bine de 30-40 de ani.

Unele dispozitive moderne sunt fabricate cu stabilizatori încorporați - circuite mici pentru a preveni deteriorarea cauzată de supratensiuni. Dar majoritatea nu conțin dispozitive suplimentare și chiar o mică scădere a rețelei amenință să se ardă. Aparatele electrocasnice mari (nu digitale) prezintă un risc ridicat. În special cazane și mașini de spălat.

Pentru a evita deteriorarea și a asigura o tensiune stabilă în rețea, sunt instalate stabilizatoare. Acest lucru este opțional în fiecare casă. Dacă clădirea are o sursă constantă de curent fără căderi grave (în limita a 220 volți cu o eroare maximă de 10%), nu există niciun punct în dispozitivele suplimentare. Dar când supratensiunile sunt constante, instalarea unui stabilizator va economisi echipamente și va furniza energie electrică.

Tipuri de dispozitive de stabilizare

Înainte de a achiziționa un dispozitiv, ar trebui să vă familiarizați cu principalele tipuri și caracteristici. Fiecare are avantaje și dezavantaje, concepute pentru diferite niveluri de tensiune și numărul de dispozitive. Principiile de lucru sunt, de asemenea, diferite.

Releu

Cea mai bună opțiune pentru case private și la țară, apartamente. Pe transformator sunt instalate mai multe înfășurări magnetice. În momentul unei căderi de tensiune, comutarea are loc între ele, ceea ce permite menținerea fluxului de tensiune în același mod. Dezavantajele includ:

• schimbarea fluxului de energie într-un mod treptat (brusc, intermitent);
• curbura sinusoidului fluxului de tensiune;
• putere redusă în momentul reculului.

Costul unor astfel de dispozitive este mult mai mic decât alte modele de stabilizatori. Recenziile proprietarilor sunt bune, dispozitivul este suficient pentru rețelele de acasă.

Electronic

Există două tipuri de stabilizatori electronici de „umplere” - triac și tiristor. În prima, comutarea între înfășurări în modul automat este efectuată de un mic mecanism - un triac. Eficiența dispozitivului este mare, funcționează rapid. Un plus semnificativ pentru uz casnic este operația fără zgomot. Al doilea tip nu este la fel de eficient, este de obicei folosit pentru stabilizarea rețelelor de domiciliu fără o tensiune mare. Cel mai notabil dezavantaj este costul.

Electromecanică

Alte denumiri sunt servomotor, servomotor. Principiul de funcționare - cu ajutorul unei acționări electrice, electrodul de carbon se deplasează de-a lungul înfășurărilor, creând o tensiune neîntreruptă. Adesea cumpărate pentru nevoile gospodăriei și spații mici (casă, căsuță de vară, birou). Pro - preț, compactitate, comutare ușoară. Contra - zgomot, viteză lentă de comutare.

Feroresonant

În ultimii ani, este rar folosit din cauza apariției dispozitivelor mai moderne. Efectul de ferorezonanță apare în sistemul de interacțiune dintre un transformator și un condensator. Dispozitivele sunt de dimensiuni mari, sunt zgomotoase, nu funcționează la supraîncărcări bruște și semnificative. Avantaje - durată lungă de viață, capacitatea de utilizare în camere cu umiditate ridicată.

Invertor

Dispozitivele de acest tip sunt puternice și costisitoare. Sunt folosite în viața de zi cu zi și în spațiile industriale mari. Diferența principală este un oscilator de cristal și un controler, care convertesc tensiunea la intrare în curent continuu și la ieșire în curent alternativ. Formarea dublă simultană vă permite să lucrați cu diferite niveluri de curent - de la 115 la 300 de volți. Avantaje - fără zgomot, dimensiuni reduse, comutare rapidă și reglare, alte caracteristici suplimentare (de exemplu, protecția aparatelor de uz casnic împotriva supratensiunii).

Diagramele dispozitivelor liniare

Stabilizatorul de curent de pe lm317 este un dispozitiv care funcționează pe un circuit de comutare a tensiunii liniare. Astfel de microcircuite sunt utilizate pentru rețelele în care nu sunt necesare eficiență ridicată și putere excesivă. În special, pentru a sprijini funcționarea LED-urilor. Beneficii:

• protecție împotriva supratensiunilor bruște, a nivelurilor excesive de putere;
• inversarea polarității curentului la elementul de intrare;
• lipsa de piese și dispozitive suplimentare.

Dezavantajele includ o eficiență mai scăzută - tensiunea obținută peste cea necesară este procesată în încălzire, prin urmare este necesară o răcire suplimentară.

Pentru o funcționare stabilă, este necesară o diferență pozitivă de curenți la intrare și ieșire - stabilizatorii liniari încetează să funcționeze atunci când o scădere de 0,4 V (chiar și la 0,5 V). Prin urmare, circuitul de alimentare pe lm317 cu reglarea curentului și a tensiunii nu este utilizat pentru dispozitive de dimensiuni mari și rețele „grele”.

Principalele caracteristici

Regulatorul de tensiune de pe lm317 funcționează într-un anumit interval de alimentare. Limitele sunt minim 1,25V, maxim 37V. La ieșire, puterea de tensiune nu depășește 1,5 Amperi, eroarea cu o conexiune instabilă este de până la 0,1%.

Regulatorul de tensiune de pe microcircuitul lm317 are sisteme de protecție internă suplimentare: de la scurtcircuite, de la supratensiune termică, de la disiparea excesivă a tensiunii „în exces”.

Limitarea termică este asigurată de microsenzori speciali care garantează protecția echipamentelor împotriva depășirii puterii disipate - dacă se întâmplă acest lucru, dispozitivul se va opri pur și simplu și nu va suferi.

Puterea și tensiunea de intrare

Pentru ca regulatorul de curent să funcționeze pe circuitul lm317, tensiunea la partea de intrare nu trebuie să fie mai mare de 40 de volți. În acest caz, diferența minimă de curent la intrări și ieșiri trebuie să depășească 2 volți.

Pentru ca regulatorul de tensiune să funcționeze pe lm317, circuitul nu trebuie să primească o sarcină mai mare de 1,5A. Dacă nu există răcire suplimentară, nivelul va scădea. Puterea aproximativă este calculată prin înmulțirea a doi indicatori - puterea electricității la ieșire și diferența de potențial între intrare și ieșire.

La temperaturi ambientale de până la 30 ° Celsius, este permisă o disipare a puterii de până la 1,5 W (dacă nu există radiator). La un nivel normal de disipare a căldurii, este permisă disiparea de până la 20W.

Proiectarea dispozitivului

Circuitul de alimentare cu stabilizator lm317 cu reglare a curentului și a tensiunii cu un aranjament minim are două rezistențe, diferența de rezistență a cărora reglează tensiunea la ieșire și condensatori.Valoarea medie a curentului pe elementele de susținere este de 1,25 V. Rezistența nu trebuie să depășească 240 ohmi.

Corpul stabilizatorului din diagrama lm317 este realizat din plastic. Opțiuni posibile: TO 220 și 220FP, SOT23 și D2PAK. Sistemele de protecție internă permit dispozitivului să funcționeze în cazul deconectării intrării de comandă.

Conducători de impulsuri

Driverele cu sistem de impulsuri sunt aceleași regulatoare de tensiune. Tensiunea alternativă vă permite să reglați funcționarea dispozitivului. Dacă nivelul este mai mic de 2-3 Amperi, nu este necesară disiparea căldurii suplimentare.

Dispozitivele cu impulsuri „taie” curentul de intrare pentru a obține nivelul de tensiune dorit la ieșire. Poate funcționa cu rețele cu sarcini mari. Contra - aveți nevoie de o sursă de energie separată, cost, câmp electromagnetic „extra” extern. Greu de asamblat acasă.

Diagramele de conexiune

Circuitul pentru pornirea unității de alimentare pe lm317 cu reglare a curentului și a tensiunii permite stabilizatorului să fie utilizat în rețele cu tensiune nestandardizată. Pentru funcționarea dispozitivului sunt necesare cel puțin două rezistențe. Cei mai importanți indicatori sunt tensiunea punctului de referință, nivelul curentului de ieșire.

Cea mai simplă sursă de alimentare stabilizată

Stabilizatorii de tensiune sunt necesari nu numai pentru protejarea echipamentelor de uz casnic și industrial. În laborator, dispozitivele ajută la evitarea fluxurilor excesive de energie și a pierderilor de rețea. Prin urmare, începătorii și tehnicienii profesioniști tind să folosească cel puțin blocuri de stabilizare simple.

Principalele avantaje:

• asamblare ușoară;
• muncă de încredere;
• piese ieftine și accesibile.

Dezavantajele includ randamentul scăzut al puterii, utilizarea radiatoarelor mari și dimensiunea mare a dispozitivului.

Pentru un dispozitiv standard, sunt necesare mai multe elemente:

• circuit lm317;
• tranzistor cu o carcasă din plastic;
• diodă;
• două rezistențe;
• doi condensatori;
• pod cu diode.

Numărul minim de piese și designul simplu vă vor permite să asamblați rapid regulatorul de tensiune și să-l utilizați pentru o rețea mică.

Indicatorii elementelor nu sunt critici. De exemplu, rezistențele de pe R1 pot fi între 30 și 50 ohmi, iar dioda nu este instalată.

Sursa de alimentare integrată a stabilizatorului

Dispozitivele cu un sistem de operare integrat sunt utilizate în stabilizatoare de tensiune, sisteme audio, amplificatoare, surse de alimentare și altele. Toate părțile structurii sunt conectate prin intermediul unui cristal de siliciu, astfel încât succesiunea lor să formeze un stabilizator. În electrotehnică, se folosesc două tipuri:

• utilizarea unui semiconductor;
• cu utilizarea elementelor de film (hibrid).

Circuitul standard include mai multe părți tipice: o sursă de referință, un amplificator, un regulator și un mecanism de protecție pentru oprirea și prevenirea scurtcircuitelor.

Circuitele integrate sunt dispozitive cu un ciclu funcțional complet. Fiecare are o cale de intrare, ieșire și sol.

Puteți utiliza astfel de circuite numai cu anumiți indicatori de tensiune. Limitele admise sunt de la 5 la 24V, pentru curent - mai puțin de 1A.

Circuitele integrate au un limitator de tensiune de ieșire. Este de asemenea instalată o protecție suplimentară la supraîncălzire.

Circuit stabilizator cu sursă de alimentare reglată

O punte redresoare în astfel de dispozitive vă permite să convertiți un flux de curent alternativ într-unul constant. Unul dintre condensatori filtrează energia de ondulare, celălalt face tranziția de tensiune mai lină. Acest tip permite regulatorului să funcționeze la frecvențe joase de curent continuu.

Selectarea rezistorului se efectuează în funcție de valoarea nominală admisă pentru stabilizator. Eroarea ar trebui să fie minimă. Cea mai bună opțiune este un calcul precis.

Zona de aplicare

Stabilizatorii pe baza microcircuitului LM317 sunt folosiți pentru stabilizarea indicatorilor principali ai dispozitivelor tehnice. Un astfel de dispozitiv este ușor de asamblat de unul singur, iar un dispozitiv fabricat din fabrică este ieftin. Pentru această clasă, are date operaționale excelente și durată de viață, dacă nu există supratensiuni excesiv de puternice.

Dezavantajul este limita de tensiune - nu mai mult de 3V. Stabilizatorul bazat pe carcasa TO 220 este cel mai accesibil model care este utilizat în mai multe domenii:

• rețele de uz casnic (acasă);
• condiții de laborator;
• Iluminat cu LED (diode emițătoare de lumină).

Sistemele de stabilizare a tensiunii bazate pe microcircuitul LM317 sunt dispozitive fiabile, simple și convenabile. Costul este mic, dar caracteristicile sunt pozitive. Acești stabilizatori sunt adesea utilizați pentru LED-uri în mașini.