LM317 justerbar spændingsregulator: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Her vil vi gerne tale om justerbare spændingsregulatorer. De kræver mere komplicerede kredsløb end lineære. De kan bruges til at producere forskellige faste spændingsudgange afhængigt af kredsløbet og også justerbar spænding via potentiometer.

I dette afsnit viser vi først specifikationer og pinout af LM317, bagefter viser vi, hvordan man laver tre forskellige praktiske kredsløb med LM317.

For at afslutte den praktiske side af dette afsnit skal du:

Tilbehør:

• LM317
• 10 k Ohm trimmer eller gryde
• 10 uF og 100 uF
• Modstande: 200 Ohm, 330 Ohm, 1k Ohm
• 4x AA batteripakke 6V
• 2x Li-ion batteri 7,4V
• 4S Li-Po batteri 14,8V
• eller en strømforsyning

Trin 1: Pinout -oversigt

Fra venstre har vi en justeringsstift (ADJ), mellem den og udgangen (OUT) stifter vi spændingsdeleren, som bestemmer spændingsudgangen. Midterste pin er spændingsoutput (OUT) pin, som vi skal forbinde med en kondensator for at give stabil strøm. Her har vi besluttet at bruge 100 uF, men du kan også vælge at bruge lavere værdier (1uF>). Pin til højre er input (IN) pin, som vi forbinder med batteriet (eller enhver anden strømkilde) og stabiliserer strømmen med en kondensator (her 10uF, men du kan gå så lavt som 0,1 uF).

• ADJ Her tilslutter vi spændingsdeleren for at justere udgangsspændingen
• OUT Her tilslutter vi strømforsyningskredsløbets indgang (enhver enhed, vi oplader).
• IN Her tilslutter vi den røde ledning (plus terminal) fra batteriet

Trin 2: LM317 3,3 V kredsløb

Vi skal nu bygge et kredsløb ved hjælp af LM317, som sender 3,3 V. Dette kredsløb er til fast output. Modstandene vælges fra formlen, som vi vil forklare senere.

Ledningsføringstrinnene er som følger:

• Tilslut LM317 til brødbrættet.
• Tilslut 10 uF kondensatoren med IN pin. Hvis du bruger elektrolytkondensatorer, skal du sørge for at tilslutte - til GND.
• Tilslut 100 uF kondensatoren med OUT -stiften.
• Tilslut IN med plus -terminalen på strømkilden
• Tilslut 200 Ohm modstanden med OUT- og ADJ -benene
• Tilslut 330 Ohm modstanden med 200 Ohm og GND.
• Tilslut OUT -stiften med plusterminalen på den enhed, du gerne vil oplade. Her har vi forbundet den anden side af brødbrættet med OUT og GND for at repræsentere vores power distribution board.

Trin 3: LM317 5 V kredsløb

For at bygge et 5 V udgangskredsløb ved hjælp af LM317 behøver vi kun at ændre modstandene og tilslutte en højere spændingskilde. Dette kredsløb er også til fast output. Modstandene vælges fra formlen, som vi vil forklare senere.

Ledningsføringstrinnene er som følger:

• Tilslut LM317 til brødbrættet.
• Tilslut 10 uF kondensatoren med IN pin. Hvis du bruger elektrolytkondensatorer, skal du sørge for at tilslutte - til GND.
• Tilslut 100 uF -kondensatoren med OUT -stiften.
• Tilslut IN med plus -terminalen på strømkilden
• Tilslut 330 Ohm modstanden med OUT- og ADJ -benene
• Tilslut 1k Ohm modstanden med 330 Ohm og GND.
• Tilslut OUT -stiften med plusterminalen på den enhed, du gerne vil oplade. Her har vi forbundet den anden side af brødbrættet med OUT og GND for at repræsentere vores power distribution board.

Trin 4: LM317 justerbart kredsløb

Kredsløbet til justerbar spændingsudgang med LM317 ligner meget tidligere kredser. Her bruger vi i stedet for den anden modstand en trimmer eller et potentiometer. Når vi øger modstanden på trimmeren, stiger udgangsspændingen. Vi vil gerne have 12 V som en høj effekt, og til det skal vi bruge et andet batteri, her 4S Li-Po 14,8 V.

Ledningsføringstrinnene er som følger:

• Tilslut LM317 til brødbrættet.
• Tilslut 10 uF kondensatoren med IN pin. Hvis du bruger elektrolytkondensatorer, skal du sørge for at tilslutte - til GND.
• Tilslut 100 uF kondensatoren med OUT pin.
• Tilslut IN med plus -terminalen på strømkilden
• Tilslut 1k Ohm modstanden med OUT- og ADJ -benene
• Tilslut 10k Ohm trimmeren med 1k Ohm og GND.

Trin 5: Spændingsberegner

Vi vil nu gerne forklare en simpel formel til beregning af den modstand, vi har brug for for at få den spændingsudgang, vi gerne vil have. Bemærk, at formlen, der bruges her, er den forenklede version, fordi den vil give os gode nok resultater til alt, hvad vi ville gøre.

Hvor Vout er udgangsspænding, er R2 "slutmodstanden", den med større værdi, og den, hvor vi satte trimmeren i det sidste eksempel. R1 er den modstand, som vi fastgør mellem OUT og ADJ.

Når vi beregner den nødvendige modstand, finder vi først ud af hvilken udgangsspænding vi har brug for, normalt for os ville det være 3,3 V, 5 V, 6 V eller 12 V. Derefter ser vi på de modstande, vi har, og vælger en, denne modstand er nu vores R2. I det første eksempel har vi valgt 330 Ohm, i den anden 1 k Ohm og i den tredje 10 k Ohm Trimmer.

Nu hvor vi kender R2 og Vout, skal vi beregne R1. Det gør vi ved at omarrangere ovenstående formel og indsætte vores værdier.

For vores første eksempel er R1 201,2 Ohm, for det andet eksempel R1 er 333,3 Ohm, og for det sidste eksempel på maksimalt 10 k Ohm R1 er 1162,8 Ohm. Fra dette kan du se, hvorfor vi har valgt disse modstande til disse udgangsspændinger.

Der er stadig meget at sige om dette, men hovedpunktet er, at du kan bestemme den modstand, du har brug for, ved at vælge spændingsudgangen og vælge R2 afhængigt af, hvilken slags modstande du har.

Trin 6: Konklusion

Vi vil gerne opsummere det, vi har vist her, og vise nogle yderligere vigtige attributter for LM317.

• Indgangsspændingen for LM317 er 4,25 - 40 V.
• Udgangsspændingen for LM317 er 1,25 - 37 V.
• Spændingsfald er ca. 2 V, hvilket betyder, at vi har brug for mindst 5,3 V for at få 3,3 V.
• Den maksimale strømværdi er 1,5 A, det anbefales stærkt at bruge en varmelegeme med LM317.
• Brug LM317 til at tænde for controllere og drivere, men skift til DC-DC-omformere til motorer.
• Vi kan lave en fast spændingsudgang ved at bruge to beregnede eller estimerede modstande.
• Vi kan foretage en justerbar spændingsudgang ved at bruge en beregnet modstand og et estimeret potentiometer

Du kan downloade de modeller, der bruges i denne vejledning, fra vores GrabCAD -konto:

GrabCAD Robottronic -modeller

Du kan se vores andre selvstudier om Instructables:

Instructables Robottronic

Du kan også tjekke Youtube -kanal, der stadig er i gang med at starte:

Youtube Robottronic