In questo articolo parlerò di un altro regolatore di tensione lineare, che ho assemblato relativamente di recente. È costruito sul popolare chip LM317 e un transistor bipolare PNP. Il modulo finito è il seguente:
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Nel passato articolo Ho parlato di un regolatore di tensione lineare simile sui transistor TL431 e NPN.
Questo circuito, contrariamente a quanto sopra, contiene un numero leggermente inferiore di parti ed è in grado di resistere a correnti più elevate, grazie a un transistor più potente.
Caratteristiche principali:
• Tensione di ingresso fino a 30 V (nella mia versione, perché il condensatore sull'ingresso a 35 V)
• Tensione di uscita 3-25 V (a seconda della corrente, maggiore è la corrente, minore è la tensione di uscita massima)
• Corrente fino a 9A (con un transistor TIP36C con una tensione di ingresso di 18 V e un'uscita di 12 V, ma generalmente dipende dal transistor selezionato e dalla dissipazione di potenza)
• Stabilizzazione della tensione di uscita quando si modifica l'ingresso
• Stabilizzazione della tensione di uscita al variare della corrente di carico
• Mancanza di protezione contro il corto circuito
• Mancanza di protezione corrente
Il modulo è assemblato come segue:
Spiegazioni secondo lo schema:
Il microcircuito LM317 acquistato su AliExpress (molto probabilmente non quello originale) ha 3 uscite. I risultati sono indicati nel diagramma e nella figura nell'angolo in basso a destra.
Il chip controlla un potente transistor bipolare PNP VT1. Ho usato TIP36C per questo scopo. Le caratteristiche principali del transistor: tensione - 100 V, corrente del collettore - 25 A (in effetti, 8-9 A, perché il transistor non è originale ed è stato acquistato da Ali Express), un coefficiente di trasferimento della corrente statica di 10.
È molto importante monitorare la potenza dissipata dal transistor in modo che non superi i 50-55 watt (per un transistor in un pacchetto TO-247 o di dimensioni simili e per i transistor in un contenitore TO-220 - non più di 25-30 Watt). Puoi calcolare con la formula:
P = (U output -U input) * I collector
Ad esempio, la tensione di ingresso è 18 V, impostiamo la tensione di uscita su 12 V, la corrente che abbiamo è 9 A:
P = (18V-12V) * 9A = 54 Watt
I resistori R1, R2, R3 impostano la tensione che il nostro circuito si stabilizzerà. La resistenza R1 è presa di serie a 240 ohm (qualsiasi potenza). Il resistore R2 è variabile, è meglio prendere nella regione di 2-3k ohm. Inizialmente, l'ho impostato su 4.7k Ohm, di conseguenza, da qualche parte nel mezzo del campo di rotazione della manopola, la tensione raggiunge il suo valore massimo e non cambia ulteriormente.Ho saldato una resistenza da 3,9k Ohm parallela al potenziometro, la regolazione è diventata più fluida e l'intera gamma di rotazione della manopola è stata utilizzata. Il resistore R3 è opzionale, serve per spostare leggermente i limiti inferiore e superiore dell'intervallo di regolazione verso l'aumento. Regola generale: maggiore è la resistenza totale dei resistori R2 e R3, maggiore è la tensione di uscita. Ciò è confermato dalla formula di Datashita:
Il resistore R4 viene utilizzato per limitare leggermente la corrente all'ingresso del chip LM317. Resistenza 10 Ohm. LM317 il più possibile può passare da solo a circa 1A (fino a 1,5A, se l'originale). A prima vista, la potenza del resistore R4 dovrebbe essere:
P = I ^ 2 * R = 1 * 1 * 10 = 10 Watt
Ma da allora la corrente passa anche attraverso la base del transistor VT1, bypassando la resistenza, è possibile prendere la resistenza R4 e 5 watt.
I componenti sopra formano il nucleo del circuito; tutto il resto sono elementi aggiuntivi per migliorare la stabilità e fornire alcune protezioni.
Condensatore C2 (microfarad in ceramica 1-10) - è saldato in parallelo con un resistore variabile e migliora la stabilità della regolazione.Per proteggere il microcircuito LM317 quando il condensatore C2 viene scaricato, viene inserito un diodo D2. Insieme al diodo D1, proteggono il microcircuito e il transistor dalla corrente inversa. Il diodo D3 serve a proteggere il circuito dall'autoinduzione EMF quando alimentato da motori elettrici. I condensatori C4 (elettrolitico 35V 470-1000 uF) e C5 (ceramico 1-10 uF) formano un filtro di ingresso, mentre i condensatori C1 (elettrolitico 35V 1000-3300 uF) e C3 (ceramico 1-10 uF) formano un filtro di uscita. La resistenza R5 a 10k Ohm (qualsiasi potenza) crea un piccolo carico per la stabilità del circuito al minimo e aiuta a scaricare più velocemente i condensatori in caso di mancanza di corrente.
Processo di costruzione:
Inizialmente, tutto è stato assemblato da un'installazione incernierata e testato.
Quindi ho saldato il circuito sulla breadboard sotto forma di un modulo.
Aggiunto un piccolo radiatore.
Con un tale radiatore, il circuito può funzionare a lungo solo a basse correnti. Affinché il circuito funzioni a lungo alla massima potenza, è necessario un radiatore più massiccio.
LM317 e transistor possono essere montati su un radiatore senza guarnizioni isolanti, come Secondo lo schema, queste conclusioni (uscita LM317 e collettore di transistor) sono collegate.
Ho testato il modulo finito e verificato le caratteristiche.
In generale, mi è piaciuto il circuito: abbastanza semplice e puoi ottenere una corrente decente. Ciò che manca è la protezione da cortocircuito e corrente. Bene, è finita. L'efficienza non è elevata e produce molto calore. Ma questa è una caratteristica di tutti questi circuiti lineari, che personalmente non mi infastidisce.
Grazie a tutti per l'attenzione! Spero che l'articolo ti sia stato utile.