Nastaviteľný prúdový regulátor na LM317 pre LED

Dopyt po stabilizačných systémoch napätia v posledných rokoch výrazne vzrástol. Mimoriadny záujem sa ukazuje o zariadenia, ktoré pracujú s umelými zdrojmi svetla, najmä s LED diódami. Aktuálny stabilizátor na lm317 je jednoduché, lacné, ale spoľahlivé zariadenie, ktoré si môžete kúpiť alebo zostaviť sami. V druhom prípade musíte poznať základné pravidlá prístrojového vybavenia, bezpečnostné požiadavky pri práci s elektrickou energiou a pripraviť štandardnú sadu prvkov.

Na čo slúži stabilizácia prúdu a napätia?

Počet elektrických zariadení v domácnostiach neustále rastie. V posledných rokoch sa počet elektrických spotrebičov niekoľkonásobne zvýšil. V dôsledku toho sa zvýšila potreba úrovní napätia v elektrických sieťach. Väčšina budov (obytných a priemyselných) a elektrární bola navyše postavená pred viac ako 30 - 40 rokmi.

Niektoré moderné zariadenia sa vyrábajú so zabudovanými stabilizátormi - malými obvodmi, aby sa zabránilo poškodeniu pri prepätí. Väčšina z nich ale neobsahuje ďalšie zariadenia a dokonca aj malý pokles v sieti hrozí vyhorením. Veľké domáce spotrebiče (nie digitálne) sú vystavené vysokému riziku. Najmä kotly a práčky.

Aby sa zabránilo poškodeniu a zabezpečilo sa stabilné napätie v sieti, sú nainštalované stabilizátory. To je voliteľné v každej domácnosti. Ak má budova konštantný prúd bez vážnych poklesov (do 220 voltov s maximálnou chybou 10%), nemá zmysel ďalšie zariadenia. Ale keď sú prepätia stále, inštalácia stabilizátora ušetrí zariadenie a zabezpečí elektrinu.

Typy stabilizačných zariadení

Pred zakúpením zariadenia by ste sa mali oboznámiť s hlavnými typmi a funkciami. Každá z nich má výhody a nevýhody určené pre rôzne úrovne napätia a počet zariadení. Rozdielne sú aj zásady práce.

Relé

Najlepšia voľba pre súkromné ​​a vidiecke domy, byty. Na transformátore je inštalovaných niekoľko magnetických vinutí. V okamihu poklesu napätia dôjde k prepínaniu medzi nimi, čo umožňuje udržiavať tok napätia v rovnakom režime. Medzi nevýhody patrí:

• zmena toku energie v stupňovitom režime (náhle, prerušovane);
• zakrivenie sínusoidy toku napätia;
• nízky výkon v okamihu spätného rázu.

Cena takýchto zariadení je oveľa nižšia ako u iných modelov stabilizátorov. Recenzie majiteľov sú dobré, zariadenie stačí na domáce siete.

Elektronické

Existujú dva typy elektronických „plniacich“ stabilizátorov - triak a tyristor. V prvom sa prepínanie medzi vinutiami v automatickom režime vykonáva malým mechanizmom - triakom. Účinnosť zariadenia je vysoká, funguje rýchlo. Významným plusom pre domáce použitie je nehlučná prevádzka. Druhý typ nie je taký efektívny, zvyčajne sa používa na stabilizáciu domácich sietí bez veľkého napätia. Najvýznamnejšou nevýhodou sú náklady.

Elektromechanické

Iné názvy sú servomotor, servomotor. Princíp činnosti - pomocou elektrického pohonu sa uhlíková elektróda pohybuje pozdĺž vinutí a vytvára neprerušované napätie. Často sa kupuje pre potreby domácnosti a malé priestory (dom, letná chata, kancelária). Plusy - cena, kompaktnosť, plynulé prepínanie. Nevýhody - hluk, pomalá rýchlosť prepínania.

Ferorezonant

V posledných rokoch sa zriedka používa kvôli nástupu modernejších zariadení. Efekt ferorezonancie sa vyskytuje v systéme interakcie medzi transformátorom a kondenzátorom. Zariadenia sú veľké, hlučné, nepracujú pri náhlom a výraznom preťažení. Výhody - dlhá životnosť, možnosť použitia v miestnostiach s vysokou vlhkosťou.

Invertor

Zariadenia tohto typu sú výkonné a drahé. Používajú sa v každodennom živote a veľkých priemyselných priestoroch. Hlavným rozdielom je kryštálový oscilátor a ovládač, ktoré prevádzajú napätie na vstupe na jednosmerný prúd a na výstupe na striedavý prúd. Simultánne duálne tvarovanie vám umožňuje pracovať s rôznymi úrovňami prúdu - od 115 do 300 voltov. Výhody - žiadny hluk, malé rozmery, rýchle prepínanie a regulácia, ďalšie doplnkové funkcie (napríklad ochrana domácich spotrebičov pred prepätím).

Lineárne diagramy zariadení

Prúdový stabilizátor na lm317 je zariadenie, ktoré pracuje na spínacom obvode lineárneho napätia. Takéto mikroobvody sa používajú v sieťach, kde sa nevyžaduje vysoká účinnosť a nadmerný výkon. Najmä na podporu činnosti LED. Výhody:

• ochrana pred náhlymi prepätiami, nadmernou úrovňou výkonu;
• obrátenie polarity prúdu na vstupnom prvku;
• nedostatok ďalších častí a zariadení.

Medzi nevýhody patrí menšia účinnosť - napätie, ktoré sa získa nad potrebné, sa spracuje na ohrev, preto je potrebné ďalšie chladenie.

Pre stabilnú prevádzku je potrebný kladný rozdiel prúdov na vstupe a výstupe - lineárne stabilizátory prestávajú fungovať pri poklese o 0,4 V (aj pri 0,5 V). Preto sa obvod napájania na lm317 s reguláciou prúdu a napätia nepoužíva pre veľké zariadenia a „ťažké“ siete.

Hlavné charakteristiky

Regulátor napätia na lm317 pracuje v určitom rozsahu napájania. Limity sú minimálne 1,25 V, maximálne 37 V. Na výstupe napäťový výkon nepresahuje 1,5 ampéra, chyba pri nestabilnom pripojení je až 0,1%.

Regulátor napätia na mikroobvode lm317 má ďalšie systémy vnútornej ochrany: pred skratmi, pred tepelným prepätím, pred nadmerným rozptýlením „nadmerného“ napätia.

Tepelné obmedzenie zabezpečujú špeciálne mikrosenzory, ktoré zaručujú ochranu zariadenia pred prekročením rozptýleného výkonu - ak k tomu dôjde, zariadenie sa jednoducho vypne a nebude trpieť.

Výkon a vstupné napätie

Aby prúdový regulátor pracoval v obvode lm317, napätie na vstupnej časti nesmie byť vyššie ako 40 voltov. V takom prípade musí minimálny prúdový rozdiel na vstupoch a výstupoch presiahnuť 2 Volty.

Aby regulátor napätia pracoval na lm317, obvod nesmie dostávať záťaž väčšiu ako 1,5A. Ak nie je k dispozícii žiadne ďalšie chladenie, úroveň klesne. Približný výkon sa počíta vynásobením dvoch indikátorov - výkonu elektriny na výstupe a potenciálneho rozdielu medzi vstupom a výstupom.

Pri teplotách okolia do 30 ° Celzia je povolený stratový výkon až 1,5 W (ak nie je k dispozícii chladič). Pri normálnej úrovni odvodu tepla je povolený odvod do 20 W.

Dizajn zariadenia

Napájací obvod stabilizátora lm317 s reguláciou prúdu a napätia s minimálnym usporiadaním má dva odpory, ktorých rozdiel odporu reguluje napätie na výstupe a kondenzátory.Priemerná hodnota prúdu na nosných prvkoch je 1,25 V. Odpor by nemal presiahnuť 240 ohmov.

Telo stabilizátora v schéme lm317 je vyrobené z plastu. Možné možnosti: DO 220 a 220FP, SOT23 a D2PAK. Systémy vnútornej ochrany umožňujú prístroju pracovať v prípade odpojenia ovládacieho vstupu.

Impulzné budiče

Vodiči s impulzným systémom sú rovnaké regulátory napätia. Sieťové napätie umožňuje regulovať činnosť zariadenia. Ak je hladina nižšia ako 2–3 A, nie je potrebný ďalší odvod tepla.

Impulzné zariadenia „znižujú“ vstupný prúd, aby získali požadovanú úroveň napätia na výstupe. Môže pracovať so sieťami s vysokým zaťažením. Nevýhody - potrebujete samostatný zdroj energie, náklady, externé „extra“ elektromagnetické pole. Je ťažké zostaviť doma.

Schémy zapojenia

Obvod na zapnutie napájacieho zdroja na lm317 s reguláciou prúdu a napätia umožňuje použitie stabilizátora v sieťach s neštandardným napätím. Aby zariadenie fungovalo, sú potrebné minimálne dva odpory. Najdôležitejšie ukazovatele sú napätie referenčného bodu, úroveň výstupného prúdu.

Najjednoduchší stabilizovaný zdroj napájania

Stabilizátory napätia sú potrebné nielen na ochranu domácich a priemyselných zariadení. V laboratóriu pomáhajú zariadenia predchádzať nadmernému toku energie a vyhoreniu siete. Preto začiatočníci a profesionálni technici zvyknú používať aspoň jednoduché stabilizačné bloky.

Hlavné plusy:

• ľahká montáž;
• spoľahlivá práca;
• lacné a cenovo dostupné diely.

Medzi nevýhody patrí nízka účinnosť výstupu, použitie veľkých radiátorov a veľká veľkosť zariadenia.

Pre štandardné zariadenie je potrebných niekoľko prvkov:

• obvod lm317;
• tranzistor s plastovým puzdrom;
• dióda;
• dva odpory;
• dva kondenzátory;
• diódový mostík.

Minimálny počet dielov a jednoduchá konštrukcia vám umožní rýchlo zostaviť regulátor napätia a použiť ho pre malú sieť.

Indikátory prvkov nie sú kritické. Napríklad odpory na R1 môžu byť medzi 30 a 50 ohmmi a dióda nie je nainštalovaná.

Integrovaný zdroj napájania stabilizátora

Zariadenia s integrovaným systémom činnosti sa používajú v stabilizátoroch napätia, zvukových systémoch, zosilňovačoch, napájacích zdrojoch a ďalších. Všetky časti konštrukcie sú spojené pomocou kremíkového kryštálu tak, aby ich postupnosť tvorila stabilizátor. V elektrotechnike sa používajú dva typy:

• pomocou polovodiča;
• s použitím filmových prvkov (hybridných).

Štandardný obvod obsahuje niekoľko typických častí: referenčný zdroj, zosilňovač, regulátor a ochranný mechanizmus na vypnutie a zabránenie skratu.

Integrované obvody sú zariadenia s úplným funkčným cyklom. Každá z nich má vstupnú, výstupnú a pozemnú cestu.

Takéto obvody môžete použiť iba s určitými indikátormi napätia. Prípustné limity sú od 5 do 24V, pre prúd - menej ako 1A.

Integrované obvody majú obmedzovač výstupného napätia. Je tiež nainštalovaná ďalšia ochrana proti prehriatiu.

Obvod stabilizátora s regulovaným napájaním

Usmerňovací mostík v takýchto zariadeniach umožňuje previesť tok striedavého prúdu na konštantný. Jeden z kondenzátorov filtruje vlnovú energiu, druhý umožňuje plynulejší prechod napätia. Tento typ umožňuje regulátoru pracovať pri nízkych jednosmerných frekvenciách.

Výber rezistora sa vykonáva podľa menovitej hodnoty povolenej pre stabilizátor. Chyba by mala byť minimálna. Najlepšou možnosťou je presný výpočet.

Oblasť použitia

Stabilizátory založené na mikroobvode LM317 sa používajú na stabilizáciu hlavných indikátorov technických zariadení. Takéto zariadenie sa dá ľahko zostaviť sami a zariadenie vyrobené vo výrobe je lacné. Pre túto triedu má vynikajúce prevádzkové údaje a životnosť, ak nedochádza k nadmerne silným rázovým rázom.

Nevýhodou je limit napätia - nie viac ako 3V. Stabilizátor založený na puzdre TO 220 je najdostupnejším modelom, ktorý sa používa v niekoľkých oblastiach:

• domáce (domáce) siete;
• laboratórne podmienky;
• LED osvetlenie (svetelné diódy).

Stabilizačné systémy napätia založené na mikroobvode LM317 sú spoľahlivé, jednoduché a pohodlné zariadenia. Náklady sú malé, ale vlastnosti sú pozitívne. Tieto stabilizátory sa často používajú pre LED v automobiloch.