+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Стабилизатор тока на lm317, lm338, lm350 для светодиодов

В последнее время интерес к схемам стабилизаторов тока значительно вырос. И в первую очередь это связано с выходом на лидирующие позиции источников искусственного освещения на основе светодиодов, для которых жизненно важным моментом является именно стабильное питание по току. Наиболее простой, дешевый, но в то же время мощный и надежный токовый стабилизатор можно построить на базе одной из интегральных микросхем (ИМ): lm317, lm338 или lm350.

Datasheet по lm317, lm350, lm338

Прежде чем перейти непосредственно к схемам, рассмотрим особенности и технические характеристики вышеприведенных линейных интегральных стабилизаторов (ЛИС).

Все три ИМ имеют схожую архитектуру и разработаны с целью построения на их основе не сложных схем стабилизаторов тока или напряжения, в том числе применяемых и со светодиодами. Различия между микросхемами кроются в технических параметрах, которые представлены в сравнительной таблице ниже.

 LM317LM350LM338
Диапазон значений регулируемого выходного напряжения1,2…37В1,2…33В1,2…33В
Максимальный показатель токовой нагрузки1,5А
Максимальное допустимое входное напряжение40В35В35В
Показатель возможной погрешности стабилизации~0,1%~0,1%~0,1%
Максимальная рассеиваемая мощность*15-20 Вт 20-50 Вт 25-50 Вт
Диапазон рабочих температур0° — 125°С0° — 125°С0° — 125°С
Datasheet LM317.pdfLM350.pdfLM338.pdf

* – зависит от производителя ИМ.

Во всех трех микросхемах присутствует встроенная защита от перегрева, перегрузки и возможного короткого замыкания.

Lm317, самая распространенная ИМ, имеет полный отечественный аналог — КР142ЕН12А.

Выпускаются интегральные стабилизаторы (ИС) в монолитном корпусе нескольких вариантов, самым распространенным является TO-220.

Микросхема имеет три вывода:
  1. ADJUST. Вывод для задания (регулировки) выходного напряжения. В режиме стабилизации тока соединяется с плюсом выходного контакта.
  2. OUTPUT. Вывод с низким внутренним сопротивлением для формирования выходного напряжения.
  3. INPUT. Вывод для подачи напряжения питания.

Схемы и расчеты

Наибольшее применение ИС нашли в источниках питания светодиодов. Рассмотрим простейшую схему стабилизатора тока (драйвера), состоящую всего из двух компонентов: микросхемы и резистора.

На вход ИМ подается напряжение источника питания, управляющий контакт соединяется с выходным через резистор (R), а выходной контакт микросхемы подключается к аноду светодиода.

Если рассматривать самую популярную ИМ, Lm317t, то сопротивление резистора рассчитывают по формуле: R=1,25/I0 (1), где I0 – выходной ток стабилизатора, значение которого регламентируется паспортными данными на LM317 и должно быть в диапазоне 0,01-1,5 А. Отсюда следует, что сопротивление резистора может быть в диапазоне 0,8-120 Ом. Мощность, рассеиваемая на резисторе, рассчитывается по формуле: PR=I02×R (2). Включение и расчеты ИМ lm350, lm338 полностью аналогичны.

Полученные расчетные данные для резистора округляют в большую сторону, согласно номинальному ряду.

Постоянные резисторы производятся с небольшим разбросом значения сопротивления, поэтому получить нужное значение выходного тока не всегда возможно. Для этой цели в схему устанавливается дополнительный подстроечный резистор соответствующей мощности.

Это немного увеличивает цену сборки стабилизатора, но гарантирует получение необходимого тока для питания светодиода. При стабилизации выходного тока более 20% от максимального значения, на микросхеме выделяется много тепла, поэтому ее необходимо снабдить радиатором.

Онлайн калькулятор lm317, lm350 и lm338


Допустим, необходимо подключить мощный светодиод с током потребления 700 миллиампер.

Согласно формуле (1) R=1,25/0,7= 1.786 Ом (ближайшее значение из ряда E2—1,8 Ом). Рассеиваемая мощность по формуле (2) будет составлять: 0.7×0.7×1.8 = 0,882 Ватт (ближайшее стандартное значение 1 Ватт).

На практике, для предотвращения нагрева, мощность рассеивания резистора лучше увеличить примерно на 30%, а в корпусе с низкой конвекцией на 50%.

Кроме множества плюсов, стабилизаторы для светодиодов на основе lm317, lm350 и lm338 имеют несколько значительных недостатков – это низкий КПД и необходимость отвода тепла от ИМ при стабилизации тока более 20% от максимального допустимого значения. Избежать этого недостатка поможет применение импульсного стабилизатора, например, на основе ИМ PT4115.

Lm317 защита от кз

В случае если в схеме нужен стабилизатор на какое-то не стандартное напряжение, то прекрасное решение использование популярного интегрального стабилизатора LM317T с характеристиками:

  • способен работать в диапазоне выходных напряжений от 1,2 до 37 В;
  • выходной ток может достигать 1,5 А;
  • максимальная рассеиваемая мощность 20 Вт;
  • встроенное ограничение тока, для защиты от короткого замыкания;
  • встроенную защиту от перегрева.

У микросхемы LM317T схема включения в минимальном варианте предполагает наличие двух резисторов, значения сопротивлений которых определяют выходное напряжение, входного и выходного конденсатора.

У стабилизатора два важных параметра: опорное напряжение (Vref) и ток вытекающий из вывода подстройки (Iadj).
Величина опорного напряжения может меняться от экземпляра к экземпляру от 1,2 до 1,3 В, а в среднем составляет 1,25 В. Опорное напряжение это то напряжение которое микросхема стабилизатора стремиться поддерживать на резисторе R1. Таким образом если резистор R2 замкнуть, то на выходе схемы будет 1,25 В, а чем больше будет падение напряжения на R2 тем больше будет напряжение на выходе. Получается что 1,25 В на R1 складываться с падением на R2 и образует выходное напряжение.

Второй параметр – ток вытекающий из вывода подстройки по сути является паразитным, производители обещают что он в среднем составит 50 мкА, максимум 100 мкА, но в реальных условиях он может достигать 500 мкА. Поэтому чтобы обеспечить стабильное выходное напряжение приходиться через делитель R1-R2 гнать ток от 5 мА. А это значит что сопротивление R1 не может больше 240 Ом, кстати именно такое сопротивление рекомендуют в схемах включения из datasheet.

Первый раз, когда я посчитал делитель для микросхемы по формуле из LM317T datasheet, я задавался током 1 мА, а потом я очень долго удивлялся почему напряжение реальное напряжение отличается. И с тех пор я задаюсь R1 и считаю по формуле:
R2=R1*((Uвых/Uоп)-1).
Тестирую в реальных условиях и уточняю значения сопротивлений R1 и R2.
Посмотрим какие должны быть для широко распространенных напряжений 5 и 12 В.

R1, Ом R2, Ом
LM317T схема включения 5v 120 360
LM317T схема включения 12v 240 2000

Но я бы посоветовал использовать LM317T в случае типовых напряжений, только когда нужно срочно что-то сделать на коленке, а более подходящей микросхемы типа 7805 или 7812 нету под рукой.

А вот расположение выводов LM317T:

Кстати у отечественного аналога LM317 — КР142ЕН12А схема включения точно такая же.

На этой микросхеме несложно сделать регулируемый блок питания: вместо постоянного R2 поставьте переменный, добавьте сетевой трансформатор и диодный мост.

На LM317 можно сделать и схему плавного пуска: добавляем конденсатор и усилитель тока на биполярном pnp-транзисторе.

Схема включения для цифрового управления выходным напряжением тоже не сложна. Рассчитываем R2 на максимальное требуемое напряжение и параллельно добавляем цепочки из резистора и транзистора. Включение транзистора будет добавлять в параллель к проводимости основного резистора, проводимость дополнительного. И напряжение на выходе будет снижаться.

Схема стабилизатора тока ещё проще, чем напряжения, так как резистор нужен только один. Iвых = Uоп/R1.

Например, таким образом мы получаем из lm317t стабилизатор тока для светодиодов:

  • для одноватных светодиодов I = 350 мА, R1 = 3,6 Ом, мощностью не менее 0,5 Вт.
  • для трехватных светодиодов I = 1 А, R1 = 1,2 Ом, мощностью не менее 1,2 Вт.

На основе стабилизатора легко сделать зарядное устройство для 12 В аккумуляторов, вот что нам предлагает datasheet. С помощью Rs можно настроить ограничение тока, а R1 и R2 определяют ограничение напряжения.

Если в схеме потребуется стабилизировать напряжения при токах более 1,5 А, то все также можно использовать LM317T, но совместно с мощным биполярным транзистором pnp-структуры.
Если нужно построить двуполярный регулируемый стабилизатор напряжения, то нам поможет аналог LM317T, но работающий в отрицательном плече стабилизатора — LM337T.

Но у данной микросхемы есть и ограничения. Она не является стабилизатором с низким падением напряжения, даже наоборот начинает хорошо работать только когда разница между выходным и выходным напряжением превышает 7 В.

Если ток не превышает 100мА, то лучше использовать микросхемы с низким падением LP2950 и LP2951.

Мощные аналоги LM317T — LM350 и LM338

Если выходного тока в 1,5 А недостаточно, то можно использовать:

  • LM350AT, LM350T — 3 А и 25 Вт (корпус TO-220)
  • LM350K — 3 А и 30 Вт (корпус TO-3)
  • LM338T, LM338K — 5 А

Производители этих стабилизаторов кроме увеличения выходного тока, обещают сниженный ток регулировочного входа до 50мкА и улучшенную точность опорного напряжения.

А вот схемы включения подходят от LM317.

25 thoughts on “ LM317T схема включения ”

Для lm317 datasheet от TI тут.
Кому сложно читать datasheet на английском, то можно посмотреть документацию на русском для отечественного аналога КР142ЕН12А.

Кроме мощных аналогов, есть и маломощные LM317L рассчитанные на ток не более 0,1 А, в корпусах SOIC-8 и TO-92.

  • LM317LM — в поверхностном корпусе SOIC-8;
  • LM317LZ — в штырьевом корпусе TO-92.

Не забудьте установить микросхему на радиатор, надо помнить, что корпус не изолирован от вывода. Чем больше падение напряжения на микросхеме — разница между входным и выходным напряжением, тем меньше максимальная мощность.

Я бы уточнил, что от падения напряжения зависит «максимальная выходная мощность».
А максимальная мощность рассеиваемая на микросхеме зависит от корпуса и эффективности охлаждения.

Макс. мощность, рассеиваемая микросхемой — паспортная величина и не может быть превышена при любом охлаждении.

Оверклокеры с таким утверждением не соглясятся 🙂
Да я и не призываю «разгонять» стабилизаторы напряжения, даже наоборот: соблюдение рекомендаций производителя компонентов, важное условие надежной работы электронного устройста.
Если невозможно или слишком дорого обеспечивать надежное охлаждение, то нужно снижать планку максимально возможной мощности. А определить эту максимальную мощность можно зная максимально допустимую температуру кристалла, максимальную температуру окружающей среды и все тепловые сопротивления от кристалла до окружающей среды.

Есть паспортная максимальная мощность, которая кстати зависит от корпуса стабилизатора. А есть реальная максимальная мощность, которая получится при реальном максимальном напряжении и реальном максимальном токе. Так вот эта мощность нисколько не паспортная величина.

Максимальная мощность рассеивания по паспорту — это та, которую в состоянии рассеивать корпус устройства в нормальных условиях на протяжении длительного времени. Под НУ подразумевается температура в 20 цельсиев и влажность 85% при давлении 760 мм и отсутствие преград естественной циркуляции воздуха (плюс/минус 5%). Под длительным временем — не менее времени Максимальная мощность рассеивания по паспорту — это та, которую в состоянии рассеивать корпус устройства в нормальных условиях на протяжении длительного времени. Под НУ подразумевается температура в 20 цельсиев и влажность 85% при давлении 760 мм и отсутствие преград естественной циркуляции воздуха (плюс/минус 5%). Под длительным временем — минимальное время наработки на отказ, указанное в паспортных данных.

Тепловая и электрическая мощности — это немного разные параметры, хотя и взаимосвязанные.

Всегда относился к данной микросхеме, как к стабилизатору для начинающих, которые и запитывать от нее будут такие-же устройства.
Главную, на мой взгляд, мысль данной статьи: «…использовать в случае типовых напряжений, только когда…» — надо выделить жирным. Ее же, в таких случаях, не использовать вообще. Применять можно в малоточных регуляторах, где ни КПД, ни прецизионность стабилизации на динамическую нагрузку не важны.
Использование токовых усилителей, как на последней схеме, рентабельно применять только для фиксированных напряжений.

Любопытно вот, насколько критично включение танталовых конденсаторов на входе и выходе LM317, как то рекомендует даташит? Никогда не шунтировал ее входы/выходы чем-то лучшим чем самые обычные электролитические конденсаторы плюс (иногда) керамика. И ни разу не получил самовозбуждения. То же самое с LM7805 и LM7812 (и с их отечественными аналогами). Как только не изгалялся, даже подключал конденсаторы длинными проводами. Прокатывало, ни один стабилизатор не «завелся». Разработчики перестраховались или рекомендация относительно танталовых конденсаторов непосредственно возле выводов микросхемы касается каких-то особых условий эксплуатации?

В некоторых схемах для некоторых задач (схемы с аудиоусилением, например) шумы стабилизатора заметны даже на слух. В некоторых других частных случаях из-за «шума» работы стабилизатора возникали нежданчики, которые не устранялись конденсаторами для «ЦП или ОЗУ по питанию». Для описания ситуации, когда такое происходит нужен «талмуд» листов пот тысячу. Производитель , который получал недоумённо-ругательные «комментарии» разработчиков — подстраховалсяотмазался коротким упоминанием о необходимости конденсаторов.

Действительно, странноватая рекомендация… Особенно, если учесть, что стоимость танталовых конденсаторов, превышает стоимость самой микросхемы, как правило. 317-ю использовал редко, а вот 7805 и 7812 — десятками, и никогда проблем, обусловленных отсутствием редкоземельных и драгсодержащих элементов, не было. Присоединяюсь к удивлению, так как никаких особых условий использования, придумать не могу. Стабильный стабилизатор, вот и весь каламбур ) ЦП или ОЗУ по питанию подстраховать, это еще могу понять, а его… не могу.

Отличая микросхема.Так и хочется поехать , купить и спаять что-нибудь. На этапе разработке часто не хватает такого , чтобы напряжением поиграть , двуполярное сделать. Да и помощнее есть устройства с таким же включением.

Как можно сделать схему, чтобы было два режима стабилизации тока. У меня к одной лампе подходит один плюс и два минуса. Нужно, чтобы по одному минусу было ярко, а по другому тускло.

Микросхема о которой ведется речь — регулируемый стабилизатор напряжения, не тока. Для вашей задачи подойдут обычные биполярные транзисторы используемые в качестве усилителей тока. Два корпуса. Их мощность должна соответствовать мощности вашей лампы, а напряжение — питающему напряжению. Ток, обеспечивающий желаемую тусклость задайте базовым резистором, можно подстроечным. И, желательно, в вопрос вкладывать побольше информации… лампа, а какая? Много их, разных.

А через диод подай отрицательный полупериод с трансформатора -! Будет тебе «ночничок», и не надо три провода тянуть через подушку…

Хочу собрать на LM317 зарядное устройство для NI-MH аккумалятора (одного). На входе — 5 вольт, на выходе — 1,5 вольт. Схему уже нашел. Но там 5 вольт берут с USB порта компьютера. А можно ли взять 5 вольт с зарядки от мобильного телефона? И, наверное, нужно выбрать такую зарядку, у которой выходной ток — не меньше, чем ток зарядки аккумулятора?

Конечно, вполне можно питать и от зарядки. Да, и ток источника должен быть не меньше тока потребителя.

Про ток зарядки от мобильника можете не беспокоиться — вряд ли вам удастся найти такую, ток которой был бы ниже, чем ток выдаваемый с порта USB. Как правило, он составляет 0,6-0,7 А. Этого вполне достаточно для зарядки не менее, чем 5-амперного аккумулятора. Если нужно больше, то зарядное просто не подойдет — это настолько стандартизированное изделие, что больше, чем на 0,75 А — вам вряд ли удастся найти.

Да есть же уже ЗУ с токами 1 и 2 А для зарядки смартфонов или планшетов, как раз многие из них уже с портом usb. Но тут уже стоит обратить внимание на качественный кабель, или спаять самому, стандартные китайские кабели такие токи редко способны передать

Вы немного путаете порт USB с его разъемом. Понимаете, USB, в первую очередь — Serial Bus, а уж во вторую — Universal. Вторая причина и послужила столь частому, но не совсем профильному использованию данного Разъема в различных блоках питания и зарядных устройствах, что не оснащает их, непосредственно Портом. А что касается кабелей USB, то они, по определению, должны соответствовать стандартам своего класса (1.1; 2.0; 3.0), а не тому, что вы подразумеваете под «китайским стандартом».

Частоту бы узнать максимальную, с которой эта микросхема работает. Если у меня идет коммутация импульсов с частотой 10 КГц, будет ли она держать ток каждого импульса в пределах значений, заданных резистором?
И как лучше её расположить на схема? Рис прилагаю.
https://sun9-1.userapi.com/c639822/v639822216/5396d/MX1daHe-rjs.jpg

Этот стабилизатор для работы на постоянном токе.
Если нужно получить пульсирующий ток, то правильнее будет «закорачивать» оптроном нагрузку.
Но применять в таком случае интегральный стабилизатор, я бы не стал. А собрал бы простенький стабилизатор на транзисторе и стабилитроне. Например такой: http://hardelectronics.ru/drajver-dlya-svetodiodov.html
Ну не предназначены интегральные стабилизаторы постоянного напряжения, для стабилизации пульсирующего тока.

Схема включения для цифрового управления выходным напряжением тоже не сложна. Рассчитываем R2 на максимальное требуемое напряжение и параллельно добавляем цепочки из резистора и транзистора. Включение транзистора будет добавлять в параллель к проводимости основного резистора, проводимость дополнительного. И напряжение на выходе будет снижаться.

Какой ток или мощность потребляет сама м-схема в режиме холостого хода без нагрузки?

Так и не понял, как регулировать выходное напряжение

Блок питания необходимая вещь для каждого радиолюбителя, потому, что для питания электронных самоделок нужен регулируемый источник питания со стабилизированным выходным напряжением от 1. 2 до 30 вольт и силой тока до 10А, а также встроенной защитой от короткого замыкания. Схема изображенная на этом рисунке построена из минимального количества доступных и недорогих деталей.

Схема регулируемого блока питания на стабилизаторе LM317 с защитой от КЗ

Микросхема LM317 является регулируемым стабилизатором напряжения со встроенной защитой от короткого замыкания. Стабилизатор напряжения LM317 рассчитан на ток не более 1.5А, поэтому в схему добавлен мощный транзистор MJE13009 способный пропускать через себя реально большой ток до 10А, если верить даташиту максимум 12А. При вращении ручки переменного резистора Р1 на 5К изменяется напряжения на выходе блока питания.

Так же имеется два шунтирующих резистора R1 и R2 сопротивлением 200 Ом, через них микросхема определяет напряжение на выходе и сравнивает с напряжением на входе. Резистор R3 на 10К разряжает конденсатор С1 после отключения блока питания. Схема питается напряжением от 12 до 35 вольт. Сила тока будет зависеть от мощности трансформатора или импульсного источника питания.

А эту схему я нарисовал по просьбе начинающих радиолюбителей, которые собирают схемы навесным монтажом.

Схема регулируемого блока питания с защитой от КЗ на LM317

Сборку желательно выполнять на печатной плате, так будет красиво и аккуратно.

Печатная плата регулируемого блока питания на регуляторе напряжения LM317

Печатная плата сделана под импортные транзисторы, поэтому если надо поставить советский, транзистор придется развернуть и соединить проводами. Транзистор MJE13009 можно заменить на MJE13007 из советских КТ805, КТ808, КТ819 и другие транзисторы структуры n-p-n, все зависит от тока, который вам нужен. Силовые дорожки печатной платы желательно усилить припоем или тонкой медной проволокой. Стабилизатор напряжения LM317 и транзистор надо установить на радиатор с достаточной для охлаждения площадью, хороший вариант это, конечно радиатор от компьютерного процессора.

Желательно прикрутить туда и диодный мост. Не забудьте изолировать LM317 от радиатора пластиковой шайбой и тепло проводящей прокладкой, иначе произойдет большой бум. Диодный мост можно ставить практически любой на ток не менее 10А. Лично я поставил GBJ2510 на 25А с двойным запасом по мощности, будет в два раза холоднее и надёжнее.

А теперь самое интересное… Испытания блока питания на прочность.

Регулятор напряжения я подключил к источнику питания с напряжением 32 вольта и выходным током 10А. Без нагрузки падение напряжения на выходе регулятора всего 3В. Потом подключил две последовательно соединенные галогеновые лампы h5 55 Вт 12В, нити ламп соединил вместе для создания максимальной нагрузки в итоге получилось 220 Вт. Напряжение просело на 7В, номинальное напряжение источника питания было 32В. Сила тока потребляемая четырьмя нитями галогеновых ламп составила 9А.

Радиатор начал быстро нагреваться, через 5 минут температура поднялась до 65С°. Поэтому при снятии больших нагрузок рекомендую поставить вентилятор. Подключить его можно по этой схеме. Диодный мост и конденсатор можно не ставить, а подключить стабилизатор напряжения L7812CV напрямую к конденсатору С1 регулируемого блока питания.

Схема подключения вентилятора к блоку питания

Что будет с блоком питания при коротком замыкании?

При коротком замыкании напряжение на выходе регулятора снижается до 1 вольта, а сила тока равна силе тока источника питания в моем случае 10А. В таком состоянии при хорошем охлаждении блок может находится длительное время, после устранения короткого замыкания напряжение автоматически восстанавливается до заданного переменным резистором Р1 предела. Во время 10 минутных испытаний в режиме короткого замыкания ни одна деталь блока питания не пострадала.

Радиодетали для сборки регулируемого блока питания на LM317

  • Стабилизатор напряжения LM317
  • Диодный мост GBJ2501, 2502, 2504, 2506, 2508, 2510 и другие аналогичные рассчитанные на ток не менее 10А
  • Конденсатор С1 4700mf 50V
  • Резисторы R1, R2 200 Ом, R3 10K все резисторы мощностью 0.25 Вт
  • Переменный резистор Р1 5К
  • Транзистор MJE13007, MJE13009, КТ805, КТ808, КТ819 и другие структуры n-p-n

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать регулируемый блок питания своими руками