Carsevolution.ru

КАРС Эволюшн
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Простой лабораторный блок питания на микросхеме КР142ЕН12 (LM317)

Простой лабораторный блок питания на микросхеме КР142ЕН12 (LM317)

внешний вид

Лабораторный блок питания – прибор первой необходимости в радиолюбительской мастерской, в электротехнической практике. Автор не ведет регулярных работ с тонкой и нежной электроникой, однако иногда приходится. И когда прибор готов, начинаются поиски подходящих КРЕН и LM («гуляющая» деревенская сеть). В последнее время, приходится также регулярно иметь дело со светодиодными лентами (встраиваемая подсветка декоративных витражных светильников). Светодиодная лента в таких светильниках зачастую применяется довольно причудливым образом и в результате такого рода монтажных работ, пострадал не один штатный импульсный блок питания. Словом, назрела необходимость.

Техническое задание

Блок питания виделся линейным (НЧ трансформатор) как более живучий, простой и ремонтопригодный. Вес и габариты для стационарного прибора не слишком важны. Блок питания должен быть регулируемым, выдавать постоянное стабилизированное напряжение до, ну скажем +20 В, с током нагрузки до нескольких ампер. Блок питания непременно должен быть оснащен защитой от короткого замыкания, желательна и регулируемая защита от превышения тока нагрузки. Блок питания может быть одноканальным, однополярным.

Очень хорошо иметь «на борту» и комплект измерительных приборов – вольтметр-амперметр. Это сильно повышает удобство в работе, позволит проводить некоторые другие работы и измерения, освобождает рабочее пространство на столе от лишних внешних приборов и проводов.

Изготовление авторских светильников предполагает вероятность их продажи, в том числе и в страны, электрические сети которых имеют напряжение отличное от родных 220 вольт. К счастью, импульсные БП имеют диапазон входных напряжений, перекрывающий все вероятные значения –

100…240 В. Остается только снабдить сетевой адаптер подходящим переходником. Напряжение сети близкое к 240 вольтам не редкость в нашей сети (на одной из фаз). Нижнее же значение диапазона взять неоткуда. Проверить работоспособность БП при низком напряжении весьма желательно, учитывая качество большинства попадающих к нам блоков питания китайского производства. Применяемый в лабораторном блоке питания силовой трансформатор ТС-180-2 имеет сетевые обмотки на двух катушках (разделенные на две равные части). Это позволило очень просто получить искомое напряжение

Что понадобилось для работы

Набор инструментов для электромонтажа, мультиметр, паяльник с принадлежностями, набор слесарного инструмента.

Кроме радиоэлементов в дело пошел корпус от старинного PC-шника, кусок оргстекла, немного кровельной стали, толстого текстолита и алюминия. Паста КПТ-8, крепеж, монтажный провод и медная проволока, термотрубка, нейлоновые ремешки, ЛКМ.

Конструирование

Блок питания решено было собрать на основе специализированной микросхемы регулируемого стабилизатора КР142ЕН12 (LM317). Это позволило при весьма простой схеме прибора получить вполне приличные параметры.

Схема имеет следующие особенности – переключаемая (переключателем SA2) вторичная обмотка трансформатора TV1 для понижения нагрева регулирующего элемента стабилизатора. Усиление микросхемы DA1 стабилизатора выносным транзистором VT1. Регулятор тока срабатывания защиты микросхемы на элементах R5…R9, SA3.

Сетевой трансформатор – ТС180-2 с перемотанными вторичными обмотками. Кроме силовых вторичных обмоток, были намотаны и две относительно слаботочных обмотки для двуполярных стабилизаторов питания измерительных приборов. Катушки трансформатора пропитаны лаком, что позволило свести к минимуму его акустический шум (гудение) и позволило надеяться на длительную работу со старым обмоточным проводом.

Читайте так же:
Регулировка рулевого редуктора даф

В блоке питания применены самодельные измерительные приборы – цифровой вольтметр и амперметр на микросхемах КР572ПВ2 (ICL7107) [3]. Семисегментные индикаторы, для удобства быстрого опознания, разного размера и разного цвета. Микросхемы приборов требуют двуполярного питания +5 В, -5 В. Каждому прибору требуется свой блок питания, БП амперметра должен быть полностью изолирован от цепей основной схемы.

Контакты переключателей SA2, SA3 должны пропускать ток до 3А. В качестве этих переключателей применены галетные ПГК [2] с керамическими платами. Допустимый ток через контактную группу, именно 3 А. Для повышения надежности БП контакты синхронно работающих групп соединены параллельно.

Блок питания собран в старом железном корпусе от системного блока PC на процессоре 80286. Это еще без радиаторов и обдувающих вентиляторов. Корпус небольшого размера, сделан из стали значительной толщины. Представляет собой сварную коробчатую раму и П-образную крышку. Маленькой УШМ удалось выпилить внутренние специализированные отсеки, металлическое основание для установки материнской платы впаял на свое место газовой горелкой. Это увеличило жесткость конструкции.

ящик

Главный радиатор для установки регулирующих элементов сделал самостоятельно из толстого алюминиевого листа с приклепанными отрезками такого же уголка. Скреплял алюминиевыми вытяжными заклепками, места соединений смазывались теплопроводной пастой КТП-8.

Штатная панель корпуса, будущая в конструкции лицевой, оказалась с вентиляционными проемами и отверстиями, пришлось делать фальшпанель. Пояснительные надписи, шкалы и.т.д. вычерчены в AutoCAD и распечатаны с фотографическим качеством на специальной плотной бумаге. Отверстия и проемы вырезаны скальпелем. Сверху лицевая панель прикрыта прозрачной панелью из органического стекла. Панель вырезана ножовкой по металлу, внутренние отверстия выпилены лобзиком по дереву, мелкие просверлены. Панели не имеют специального крепежа, все удерживается штатным крепежом установочных элементов.

Внутренние отверстия и проемы в панели из кровельной стали 0,5 мм выпилены ювелирным лобзиком, в штатной – бормашиной или тонким абразивным диском маленькой УШМ. Отверстия просверлены и расточены круглым напильником.

передняя панель

Выходные клеммы – минусовая привинчена прямо к металлическому корпусу, изнутри к ней припаян отрезок толстого луженого провода, куда сводятся все «земляные» концы. Плюсовая клемма удлинена и изолирована – к ней припаян отрезок винта М4 и сделан текстолитовый изолятор.

удлинение + клеммы

Части изолятора выпилены из пластины лобзиком по дереву и обточены на сверлильном станке.

↑ Критерий отключения

Итак, токовый режим выбран, следующий и самый сложный этап — выбор критерия отключения зарядки.
Обычно используются:
• отключение по таймеру,
• по достижению порогового напряжения,
• по мизерному падению напряжения при полной зарядке,
• по температуре батареи.

Проблема в том, что в одних случаях реализация сложна, в других ненадежна. Приемлемый вариант — пороговое напряжение, но если хотя бы один элемент плохой, напряжение никогда не достигнет порогового уровня. Поэтому я рекомендую при первой зарядке проконтролировать напряжение конкретной батареи.
В литературе написано, что напряжение полной зарядки на элемент составляет 1,45-1,48 В.

Читайте так же:
Настройка карбюратора дааз 21083 своими руками регулировка подсоса

Комплектующие и схема

Деталей нужно совсем немного:

  • 2 резистора: постоянный, номиналом 200 Ом 2 Вт (лучше мощнее) и переменный настроечный 6,8 кОм 0,5 Вт;
  • 2 конденсатора, напряжение в соответствии с требованиями, ёмкость – 1000…2200 мкФ и 100…470 мкФ;
  • диодный мост или диоды, рассчитанные на напряжение от 100В и ток не менее 3..5 А;
  • вольтметр и амперметр (диапазон измерений, соответственно, 0…30 В и 0…2 А) – сойдут аналоговые и цифровые, на ваш вкус.
  • трансформатор с подходящими характеристиками – на выходе не более 25…26 В и ток не менее 1 А – по мощности лучше подобрать с хорошим запасом, чтобы не возникла перегрузка.
  • радиатор с винтовым креплением и термопаста.
  • корпус будущего блока питания, в который влезут все детали, и, что важно, с хорошей вентиляцией.
  • опционально: винтовые зажимы, ручки регулировки, «крокодилы» для выводов, ну и прочая мелочёвка – тумблеры, индикаторы работы, предохранители, которые уберегут блок питания от серьёзных поломок и сделают работу с ним более удобной.

На всякий случай отдельно разъясним, почему напряжение трансформатора не более 25 В. При выпрямлении с использованием фильтрующего конденсатора напряжение на выходе повышается на корень из двух, то есть примерно в 1,44 раза. Таким образом, имея на выходе обмоток 25 В переменного тока, после диодного моста и сглаживающего конденсатора напряжение составит около 35–36 В постоянного тока, что довольно близко к пределу микросхемы. Помните об этом, когда будете выбирать конденсаторы и трансформатор!

Как видите, работы очень мало – распайка деталей может выполняться даже навесным монтажом, без ущерба качеству, при условии аккуратного изолирования всех контактов и живучести блока питания.

После сборки не торопитесь подключать к блоку нагрузку – сначала проверьте напряжение питания на выходе диодного моста, а потом запустите блок на холостом ходу и пальцем проверьте температуру стабилизатора – он должен быть прохладным. После подключите питание от блока к какой-нибудь нагрузке и проверьте показания напряжения на выходе – они не должны меняться.

Схема стабилизации напряжения

lm317 где можно выпаять

Итак, у вас есть микросборка LM317T, схема блока питания на ней перед глазами, теперь нужно определить назначение ее выводов. Их у нее всего три – вход (2), выход (3) и масса (1). Поверните корпус лицевой стороной к себе, нумерация производится слева направо. Вот и все, теперь осталось осуществить стабилизацию напряжения. А сделать это несложно, если выпрямительный блок и трансформатор уже готовы. Как вы понимаете, минус с выпрямителя подается на первый вывод сборки. С плюса выпрямителя происходит подача напряжения на второй вывод. С третьего снимается стабилизированное напряжение. Причем по входу и выходу необходимо установить электролитические конденсаторы с емкостью 100 мкФ и 1000 мкФ соответственно. Вот и все, только лишь на выходе желательно поставить постоянное сопротивление (порядка 2 кОм), которое позволит электролитам быстрее разряжаться после выключения.

Читайте так же:
Шаблон для регулировки карбюратора 2108

Блок питания. LM317 управляемая AVR

Хочу сделать блок питания линейный с интегральным регулятором.
Получилась такая схемка.
Напряжение управления с 15 ноги АВРки посредством ШИМ, после чего до требуемого уровня усиливается ОУ.
В общем что то такое как на схеме, скидал на макетке в кратце программу написал но вот такая странность с LM317 работает, а если включаю LM338, она горит, 2 штуки уже спалил, хотя микруха как по цоколевке, так и по обвязке вроде как близкая или фэйковая попалась? При включении LM338 без нагрузки регулирует напряжение, если нагружаю 2мя амперами сгорает, начинает грется и в последствии даже без нагрузги не регулирует напряжение, то есть входноная напруга равна выходной, такое впечатление, что пробита.

ПыСы Такая же беда при классическом способе регулирования напряжения с помощью резюков.

PS.jpg

Сообщение отредактировал Djohn: 12 Апрель 2015 — 03:58

#2 aire

Djohn
Хотел как то спарить две таких и сделать зарядник для аккумулятора по глупости. Столкнулся ровно с той же самой проблемой. Только резюками вроде бы нормально регулировалась, а напряжением ни в какую. Плюнул и забыл, затея всё равно мертворожденная была.
По схеме: Очень желателен диод в обратном направлении м\у 2 и 3 ногами лмки, во избежание отрицательной разницы напряжения м\у входом и выходом.

Сообщение отредактировал aire: 12 Апрель 2015 — 07:58

#3 denistor_man

R2+регулятор как я понял составляет 5-10 килоОм, но не как не сотня килоОм!
грется должно — линейный регулятор! при токе 2А как утюг, можно применить мосфет с низким сопротивлением перехода, но тоже не спасет, поэтому используют шим на прямую с индюктивностью

Сообщение отредактировал denistor_man: 12 Апрель 2015 — 12:02

#4 Djohn

aire

Диод есть рисовать просто лень было.

denistor_man

2+регулятор как я понял составляет 5-10 килоОм, но не как не сотня килоОм!
грется должно — линейный регулятор! при токе 2А как утюг, можно применить мосфет с низким сопротивлением перехода, но тоже не спасет, поэтому используют шим на прямую с индюктивностью

R2 100 ком, это обратная связь для ОУ.

Схема работает, вопрос почему не работает с 5ти амперной LM338.

К стати на счет того что греется как утюг, ЛМка установленна на радиаторе от какогото CPU с вентилятором, куллер от 7 вольт крутится и его не слышно, нагружал током порядка 1-1.2 ампера во всем диапазоне напряжений
радиатор без обдува заметно нагревается, но пальцы терпят, с обдувом чуть теплый на ощупью

С теорией низкой КПД и выгодной стороны ШИМ регулирования я хорошо знаком, но тут есть много но.

1. Как то фильтровать это надо там дроссели нужны не хилые, которых у меня нет. Да и считать я их не умею.
2. Это лабораторный БП так что тут КПД особой роли не играет, так как расчитан на включение обкатку/проверку какой нить платы/устройства и всё. Проще говоря мне легче радиатор с обдувом поставить, чем PWM заморачиваться.
3. Нужно сделать быстрее так как не очень много свободного времени.

Читайте так же:
Регулировать подачу в насос

Вопрос, кто применял LM317 с внешним npn транзистором? Рабочая схема?
мне ток нужен всё таки ампера 3-4.

Дополнительные возможности

регулируемый блок питания на LM317T

С применением микросборки LM317T схема блока питания становится более функциональной. Конечно, в процессе эксплуатации блока питания, вам потребуется проводить контроль основных параметров. Например, потребляемого тока либо выходного напряжения (особенно это актуально для схемы с регулировкой). Поэтому на лицевой панели нужно смонтировать индикаторы. Кроме того, вам нужно знать, включен ли в сеть блок питания. Обязанность оповещать вас о включении в электросеть лучше возложить на светодиод. Данная конструкция вполне надежная, только питание для него нужно брать с выхода выпрямителя, а не микросборки.

Для контроля тока и напряжения можно использовать стрелочные индикаторы с градуированной шкалой. Но в случае, если хочется сделать блок питания, который не будет уступать лабораторным, можно воспользоваться и ЖК-дисплеями. Правда, для измерения тока и напряжения на LM317T схема блока питания усложняется, так как необходимо использование микроконтроллера и специального драйвера – буферного элемента. Он позволяет подключать к портам ввода-вывода контроллера ЖК-дисплей.

DataSheet

Описание

LM217, LM317 — монолитные интегральные схемы в корпусах TO-220, TO-220FP и D²PAK , предназначенные для использования в качестве стабилизаторов напряжения. Могут поддерживать ток в нагрузке более 1.5 А и регулируемое напряжение в диапазоне от 1.2 В до 37 В. Номинальное выходное напряжение выбирается с помощью резистивного делителя, что делает использование устройства очень простым. Отечественным аналогом является микросхема КР142ЕН12А.

Свойства

  • Выходное напряжение от 1.2 В до 37 В
  • Выходной ток 1.5 А
  • 0.1 % отклонение регулировки в линии и нагрузке
  • Изменяемое управление для высоких напряжений
  • Полный набор защиты: ограничение тока; отключение при перегреве; контроль качества SOA

Маркировка

TO-220TO-220D²PAKTO-220FP
LM217TLM217T-DGLM217D2T-TR
LM317TLM317T-DGLM317D2T-TRLM317P
LM317BT

Расположение выводов

Распиновка LM217, LM317

Рис. 1 Вид сверху

Купить LM317 можно здесь.

Максимальные значения

Абсолютные максимальные значения

ОбозначениеПараметрЗначениеЕд. изм.
VI — VOВходное напряжение40В
IOВыходной токВнутренне ограниченА
TOPРабочая температура p-n перехода для:LM217от — 25 до 150°C
LM3170 до 125
LM317Bот -40 до 125
PDРассеиваемая мощностьВнутренне ограниченаВт
TSTGТемпература храненияот — 65 до 150°C

Тепловые характеристики

ОбозначениеПараметрD²PAKTO-220TO-220FPЕд. изм.
RthJCТепловое сопротивление кристалл-корпус355°C/Вт
RthJAТепловое сопротивление кристалл-среда62.55060°C/Вт

Схема

Внутренняя схема LM317

Рис. 2 Внутренняя схема

Электрические характеристики

Электрические характеристики LM217

VI — VO = 5 В, IO = 500 мА, IMAX = 1.5 A и PMAX = 20 Вт, TJ = от — 55 до 150 °C, если не указано иное.

Читайте так же:
Регулировка тормоза ткп 600

1. CADJ подключается между выводом управления и землей.

Электрические характеристики LM317

VI — VO = 5 В, IO = 500 мА, IMAX = 1.5 A и PMAX = 20 Вт, TJ = от 0 до 150 °C, если не указано иное.

1. CADJ подключается между выводом управления и землей.

Электрические характеристики LM317B

VI — VO = 5 В, IO = 500 мА, IMAX = 1.5 A и PMAX = 20 Вт, TJ = от -40 до 150 °C, если не указано иное.

1. CADJ подключается между выводом управления и землей.

Типовые характеристики

Выходной ток Рис. 3 Выходной ток от входного-выходного дифференциального напряжения Падение напряжения Рис. 4 Падение напряжения от температуры p-n перехода Опорное напряжение Рис. 5 Опорное напряжение от температуры p-n перехода

Управляемый стабилизатор

Рис. 6 Упрощенная схема управляемого стабилизатора

Применение

Стабилизаторы серии LM217, LM317 поддерживают опорное напряжение 1.25 В между выходом и регулировочным выводом. Оно используется поддержания постоянного тока через делитель напряжения (см. Рис. 6), что дает выходное напряжение VO рассчитываемое по формуле:

Регуляторы были разработаны для того, чтобы уменьшить ток IADJ и поддерживать его постоянным в линии при изменении нагрузки. Как правило, отклонением IADJ × R2 можно пренебречь. Чтобы обеспечить выше описанные требования, стабилизатор возвращает ток покоя на выходной вывод для поддержания минимального нагрузочного тока. Если нагрузка недостаточна, то выходное напряжение будет расти. Поскольку LM217, LM317 стабилизаторы с незаземленным «плавающим» выходом и видят только разность между входным и выходным напряжением, для источников с очень высоким напряжением относительно земли, можно стабилизировать напряжение так долго, пока не будет превышена максимальная разность между входным и выходным напряжением. Кроме того, можно легко собрать программируемый стабилизатор. При подключении постоянного резистора между выходом и регулировкой, устройство может быть использовано в качестве прецизионного стабилизатора тока. Характеристики могут быть улучшены добавлением емкостей, как описано ниже:

  • На вход байпаса конденсатор 1 мкФ.
  • На вывод управления конденсатор 10 мкФ, чтобы улучшить подавление пульсаций на 15 dB (CADJ ).
  • Танталовый электролитический конденсатор на выходе, чтобы улучшить переходную характеристику. Помимо конденсаторов можно добавить защитные диоды, как показано на рис. 7. D1 используется для защиты стабилизатора от короткого замыкания на входе, D2 для защиты от короткого замыкания на выходе и разряда емкости.

Стабилизатор на 15 В с плавным включением Рис. 8 Стабилизатор на 15 В с плавным включением Стабилизатор тока Рис. 9 Стабилизатор тока

Стабилизатор на 5 В с электронным выключением Рис. 10 Стабилизатор на 5 В с электронным выключением Стабилизатор с цифровой регулировкой напряжения Рис. 11 Стабилизатор с цифровой регулировкой напряжения

R2 соответствует максимальному значению выходного напряжения

Зарядка для батареи 12 В

Рис. 12 Зарядка для батареи 12 В

RS устанавливает выходное сопротивление зарядки, рассчитываемое по формуле ZO = RS (1 + R2/R1). Применение RS дает возможность снизить уровень заряда при полностью заряженной батарее.

Зарядное устройство на 6 В, с ограничением по току

Рис. 13 Зарядное устройство на 6 В, с ограничением по току

*R3 устанавливает максимальный ток (0.6 А для 1 Ома).

*C1 рекомендуется подключить для фильтрации входных переходных процессов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector