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

(для регионов бесплатно)

Содержание

УМОЩНЕНИЕ LM317 (КР142ЕН12А) ПАРАЛЕЛЬЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ | PRACTICAL ELECTRONICS

Интегральные стабилизаторы LM317 (отечественный аналог — КР142ЕН12А) быстро завоевали популярность у радиолюбителей благодаря хорошим техническим характеристикам и возможности получения любого выходного напряжения в диапазоне +1,2…37 В. Их умные кристаллы следят за температурой, рассеиваемой мощностью и выходным током, обеспечивая высокую эксплуатационную надежность. Однако бывают ситуации, когда выходного тока 1,5 А оказывается недостаточно и приходится умощнять ИМС внешними транзисторами или собирать стабилизатор из дискретных элементах. Для упрощения схемы при этом часто отказываются от отдельных видов защит (тепловой, превышения тока), что негативно отражается на надежности в работе и приводит к повреждению нагрузки. Поскольку стоимость ИМС стабилизатора сравнима со стоимостью мощного транзистора, экономически оправдано параллельное включение этих интегральных стабилизаторов-микросхем.

В небезызвестной книге Хоровиц П., Хилл У. «Искусство схемотехники» приведен пример такого включения с использованием ОУ, p-n-p транзистора и токовыравнивающих резисторов, подключенных к выводам стабилизаторов.

Этот способ имеет свои недостатки: неполное выравнивание токовой нагрузки из-за производственного разброса Uоп ИМС, а повышенное выходное сопротивление резко ухудшает коэффициент стабилизации по току. Более эффективный способ описан в журнале «Радио», 1987, №1: один из стабилизаторов выполняет функцию образцового, а второй следит за ним с помощью ОУ, выравнивающего выходные токи.

Современная элементная база позволяет заметно упростить схему, исключив отдельное двуполярное питание ОУ. На рисунке ниже в качестве примера изображена схема стабилизатора с Uвых = 14 В и Iвых = 3 А, предназначенная для питания в стационарных условиях аппаратуры, рассчитанной на автомобильную бортовую сеть.

DA1 включена по типовой схеме, подбором R4 можно установить необходимое выходное напряжение. К выводу регулировки (ADJ) DA3 через цепочку R5R6 подключен выход ОУ DA2. Эта цепь выполняет несколько функций: задает токовый режим вывода регулировки, смещает выходной уровень DA2 и защищает выход ОУ от перегрузок. Конденсаторы С1, С2 — блокировочные.

Операционный усилитель DA2 следит за равенством потенциалов на его входах, достигаемом при равенстве токов, протекающих через резисторы R1, R2. Он поддерживает на регулировочном выходе DA3 напряжение, при котором выходные токи DA1, DA3 равны, поэтому общий выходной ток удваивается. Соединив таким способом задающий стабилизатор с N-следящими, можно увеличивать выходной ток до величины Iвых.макс = 1,5 А х (N + 1); для этого понадобится N ОУ и N+1 ЕН-ок. Важным конструктивным преимуществом этой схемы является возможность размещения ИМС стабилизаторов на общем радиаторе без применения изолирующих прокладок, поскольку их выходной вывод электрически соединен с крепежным фланцем. Сам радиатор, естественно, следует изолировать от «массы».

Входные токи ОУ и ток регулировочного вывода LM317 столь малы, что не оказывают влияния на точность деления выходного тока; она зависит в основном от равенства R1 = R2 и Uсм ОУ. Для примененного LF356 Uсм.макс = 10 мВ, что соответствует разбалансу около 3% при Iвых = 3 А. При меньших токах разбаланс возрастет, но из-за общего уменьшения рассеиваемой мощности для ИМС стабилизаторов это уже будет безразлично. Главное условие — не допустить выхода из линейного режима DA1, т.е. в худшем случае протекающий через нее ток не должен быть менее 10 мА. Для приведенного на рисунке выше варианта последнее гарантируется при Iн > 100 мА, на каждый дополнительный следящий каскад к этой величине прибавлять по 50 мА. Такое условие наиболее просто удовлетворить, если нагрузку подключать к стабилизатору до подачи питания на вход.

К операционному усилителю DA2 предъявляются особые требования: он должен иметь коэффициенты ослабления пульсаций питания и синфазного сигнала на f = 100 Гц не хуже 60 дБ, нормально работать в режиме однополярного питания с напряжением +Uп; иметь производительность по выходному втыкаемому току не менее 5 мА; быть скорректированным до Ки = 1; иметь небольшое Uсм; а главное — «уметь» работать с синфазным сигналом на уровне +Uп. Таким требованиям отвечают ОУ КР140УД18 (LF355), КР140УД22 (LF356), К553УД2 (LM301, LM307) . Экспериментально опробовано около десятка отечественных ОУ каждого типа в описываемой схеме при Iн = 1 А. Результаты схожи: для одного ОУ разбаланс токов составил около 20%; для остальных 9 — лучше 10%; из них для 7 — лучше 5%. Введение в схему потенциометра для подстройки Uсм возможно, но вряд ли оправдано.

Всё выше сказанное справедливо и для интегрального стабилизатора LM337 отрицательной полярности. В качестве примера, по просьбе одного читателя канала, ниже приведена практическая схема двухполярного стабилизатора для питания УМЗЧ средней мощности напряжением ±30В и током с сохранением защит по перегрузке и перегрева. ОУ может быть, кроме указанного на схеме, практически любым высоковольтным, например, LM343 или нашим отечественным К1408УД1.

Печатная плата схемы стабилизатора предназначенной для питания в стационарных условиях аппаратуры, рассчитанной на автомобильную бортовую сеть приведена на рисунке ниже.

Для удобства навигации по разделу «Источники Питания» опубликована статья со ссылками на все конструкции с кратким описанием

Мощный стабилизатор на lm317 и транзисторе

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%

Максимальная рассеиваемая мощность*15-20 Вт20-50 Вт25-50 ВтДиапазон рабочих температур0° – 125°С0° – 125°С0° – 125°СDatasheetLM317.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/I (1), где I – 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=I 2 ×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.

На рисунке 1 приведены две простых схемы стабилизаторов тока. Первая схема имеет стабилизацию тока на уровне одного ампера, а вторая, с дополнительным транзистором – 3 ампера.

И в том и в другом случае все полупроводниковые элементы должны быть установлены на радиаторы с площадью охлаждения соответствующей мощности, выделяемой на этих элементах. Если, например, через стабилизатор с дополнительным транзистором протекает ток величиной три ампера и при этом вольтметр, подключенный к точкам 1 и 2 схемы, показывает падение напряжения четыре вольта, то общая мощность, выделяемая в виде тепла на транзисторе КТ818 и микросхеме LM317, будет равна Р = I •U; P = 3•4 = 12Вт. Площадь радиатора для отведения такой мощности можно определить по диаграмме. Транзистор и микросхему можно установить на один радиатор без прокладок.

Интегральный, регулируемый линейный стабилизатор напряжения LM317 как никогда подходит для проектирования несложных регулируемых источников и блоков питания, для электронной аппаратуры, с различными выходными характеристиками, как с регулируемым выходным напряжением, так и с заданным напряжением и током нагрузки.

Для облегчения расчета необходимых выходных параметров существует специализированный LM317 калькулятор, скачать который можно по ссылке в конце статьи вместе с datasheet LM317.

Технические характеристики стабилизатора LM317:

  • Обеспечения выходного напряжения от 1,2 до 37 В.
  • Ток нагрузки до 1,5 A.
  • Наличие защиты от возможного короткого замыкания.
  • Надежная защита микросхемы от перегрева.
  • Погрешность выходного напряжения 0,1%.

Эта не дорогая интегральная микросхема выпускается в корпусе TO-220, ISOWATT220, TO-3, а так же D2PAK.

Назначение выводов микросхемы:

Онлайн калькулятор LM317

Ниже представлен онлайн калькулятор для расчета стабилизатора напряжения на основе LM317. В первом случае, на основе необходимого выходного напряжения и сопротивления резистора R1, производится расчет резистора R2. Во втором случае, зная сопротивления обоих резисторов (R1 и R2), можно вычислить напряжение на выходе стабилизатора.

Калькулятор для расчета стабилизатора тока на LM317 смотрите здесь.

Примеры применения стабилизатора LM317 (схемы включения)

Стабилизатор тока

Данный стабилизатор тока можно применить в схемах различных зарядных устройств для аккумуляторных батарей или регулируемых источников питания. Стандартная схема зарядного устройства приведена ниже.

В данной схеме включения применяется способ заряда постоянным током. Как видно из схемы, ток заряда зависит от сопротивления резистора R1. Величина данного сопротивления находится в пределах от 0,8 Ом до 120 Ом, что соответствует зарядному току от 10 мА до 1,56 A:

Источник питания на 5 Вольт с электронным включением

Ниже приведена схема блока питания на 15 вольт с плавным запуском. Необходимая плавность включения стабилизатора задается емкостью конденсатора С2:

Регулируемый стабилизатор напряжения на LM317

Схема включения с регулируемым выходным напряжением

lm317 калькулятор

Для упрощения расчета номинала резистора можно использовать несложный калькулятор, который поможет рассчитать необходимые номиналы не только для LM317, но и для L200, стабилитрона TL431, M5237, 78xx.

Скачать datasheet и калькулятор для LM317 (319,9 Kb, скачано: 39 764)

Аналог LM317

К аналогам стабилизатора LM317 можно отнести следующие стабилизаторы:

  • GL317
  • SG31
  • SG317
  • UC317T
  • ECG1900
  • LM31MDT
  • SP900
  • КР142ЕН12 (отечественный аналог)
  • КР1157ЕН1 (отечественный аналог)

28 комментариев

Интересная статья! Спасибо!

Спасибо. Только ноги перепутали. У 317 1н-ADJ, 3н-INP, 2н — OUTP.
Смотреть мордой к себе, счет слева направо.

Ничего не попутано.На схеме всё правильно.Учите технический английский язык. 1-управляющий, 2-выход, 3-вход
На схеме всё правильно.

Регулируемый стабилизатор напряжения на LM317- схемка работает , только выводы 2 и 3 попутаны местами в схеме.

С какого перепугу они перепутаны? На схеме всё правильно.Внимательнее смотрите даташит на стабилизатор.

А в схеме Регулируемый стабилизатор напряжения на LM317 какой нужен трансформатор? На вторичной обмотке сколько вольт надо?

Разница между входным и выходным напряжением должна составлять 3,2 вольта, то есть, если тебе необходимо 12 вольт на выходе, то на вход нужно подать 15,2 вольта

Подскажите за что отвечает резистор (200 Ом — 240 Ом) между первой и второй ногой микросхемы ?
Сейчас собрал простейший стабилизатор на 5,15 V , резистор между 1 и 2 ногой — 680 Ом , между второй и третьей 220 Ом = на выходе сила тока всего 0,45 А . Для зарядки смартфона мне нужна сила тока 1 А .

Резисторы R1 и R2 — делитель напряжения. Подключите 220 Ом (R1) к 1 и 2 выводу, 680 Ом (R2) к 1 выводу и минусу питания.

Резисторы R1 и R2 можно подобрать и другого номинала?

да, рассчитать можно здесь

можно ли совместить на одной lm317, регулировку тока и напряжения,

Можно,я так делал.Сначала собираем регулятор напряжения,потом между adj и out ставим переменный резистор только большой мощности вата на 2. мультиметром настраиваеш всю поделку.а лучше использовать две 317 . 1-я как регулятор напр. 2-я как рег.тока. и вперед. Если собирать на 317-х лабораторник то можно парралельно их ставить (с ограничительными резисторами на выходе по 0.2 ом )например три или пять штук 317-х,только собирать с защитами (диоды )по полноценной схеме .у меня таких два штуки есть один на одной ,для маломощных нагрузок ,второй на двух .главное что б транс был нормальный мощью ват 30-50.и хватит за глаза .не варить же им !

Евгений, может скинешь схемку (или ссылку)на параллельное включение ЛМ 317 для ПБ? Я собрал, 5 штук поставил, греются не равномерно. Попробую поставлю выравнивающие резисторы по 0,2 Ома. Транс 150 Ватт, до 30В. Можно, конечно, купить БП на Али. Да решил молодость вспомнить (мне 68).

Большое Спасибо за статью.

Здравствуйте! Под рукой стабилизаторы 7812 и 7912.
Можно их применить для понижения напряжения с учетом вышеуказанного расчета и схемы?

Можно лишь изловчиться на напряжение более высокое, чем номинальное (для 7812 — больше 12 В). Для этого в цепь 2-го вывода включают N число диодов, тогда приблизительно получится Uвых=12+0,65N; вместо диодов можно подобрать резистор. При этом корпус микросхемы должен быть изолирован от общего провода вопреки стандартному включению.

Я так понимаю-если стабилизатор не 317 ,а на рассчитанное своё напряжение например 7812,то меньше чем 12 никак не получить,а вот больше по этой методике пожалуйста.

Сделал, работает хорошо.Регулирует от 1,2 В до 35В. После 0,5 А греется. Поставил на радиатор. Решил добавить два транзистора кт 819, поставил уравнивающие резисторы по 0,5 Ом. Регулировка от 0 до 10В — нормально. Если до 20В, то регулировка начинается от 10 и до 20, при 30В — от 20 до 30В, т.е. не от 1,3В. Может поможете? Может ещё кто посоветует. Хотелось бы сделать БП на ЛМ317 + транзисторы. Вам спасибо большое. А может сделать как советует jenya900?

Спасибо за схему,а как увеличить ток до10А?

Как ограничить напряжение на выходе максим. 9вольт, при переменном резисторе 8кОм. Спасибо

Каков температурный диапазон эксплуатации LM317T?

Купил гравёр. Сразу не запустился. Разобрал. Стоит линейный стабилизатор напряжения на LM317T. R1=100 Om, R2= последовательно 150 Om и переменное 1кОм. Между выходом и входом LM317T стоит конденсатор. Все компоненты нано. При включении заряжается ёмкость и когда напряжение достигает около 3В включается. Это где-то пол минуты. Зачем стоит ёмкость? Питание usb 5B. На выходе около 2В. Как всё это исправить? Мне нужно на выходе 3В. Менять переменное R нельзя. Можно менять R1, R2, C1.

Кто-нибудь пробовал параллелить микросхемы?

Ну пока сам не сделаешь, никто не пошевелится рассказать.
Соединил в параллель вчистую (т.е. ножка к ножке без всяких уравнивающих сопротивлений) 5 штук. Нагрузил на 3,8А (больше не требовалось), напряжение на выходе просело с 14В до 13,8В. Приемлемо.
Так что годится такой вариант.

Помогите чайнику. Если в стабилизаторе напряжения на вход подать напряжение меньше, чем установленное на выход, что будет на выходе? Нужно, чтобы схема начала пропускать ток при росте напряжения, начиная с 12 вольт.

Регулируемый источник питания на LM117-LM317

 

Стабилизаторы положительного напряжения, предназначены для получения стабилизированных напряжений от 1,2 В до 37 В при токе нагрузки до 1,5 А. Имеют три вывода и для задания нужного выходного напряжения требуют всего лишь резисторный делитель. 

Тип корпуса и назначение выводов

Внутренняя схема

Схема включения

Схема параллельного включения для увеличения выходного тока

 Для большего увеличения тока необходимо использовать проходной транзистор LM195 x 3.

Регулируемый стабилизатор до 3А

Регулируемый стабилизатор до 4А (LM195 x 3)

Схема на операционном усилителе LM301A. Выход тока до 5А

Схема зарядного устройства на 6В

Схема зарядного устройства на 12В

Все перечисленные микросхемы имеют защиту от перегрева, узел ограничения тока и защиту от выхода из области безопасной работы. Они исключительно просты в использовании и требуют только двух внешних резисторов для установки выходного напряжения. Могут работать без выходного конденсатора. Удобны для создания блоков питания с цифровой регулировкой выходного напряжения.

Литература:National Semiconductor Americas Technical



ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:
  • Питание лампы дневного света от аккумулятора
  • Иногда, бывает необходимость в освещении от автономного питания (аккумулятора): при отдыхе на природе, в походе, на рыбалке, сторожам и пчеловодам или при отключении электроэнергии дома. Можно запитать люминесцентную лампу, называемые еще — лампами дневного света от автономных низковольтных источников тока, например, от автомобильного аккумулятора через преобразователь напряжения —

    электронный балласт.

    Давайте рассмотрим несколько схем, которые помогут нам в этом.

    Подробнее…

  • Простой преобразователь напряжения -12В на ~230В
  • На рыбалке, в лесу или на даче, в общем в дали от электричества для питания эл.приборов и различных устройств часто возникает необходимость в напряжении ~230В. Для этой цели можно использовать преобразователь постоянного напряжения 12В — например, автомобильного аккумулятора в переменное напряжение 230 В. О таком несложном преобразователе на трёх микросхемах, который можно сделать своими руками и пойдёт сегодня речь.

    Подробнее…

  • Стабилизатор на L78xx с проходным транзистором.
  •  

    Подробнее…


Популярность: 7 195 просм.

Правильная схема подключения светодиодов: последовательно или параллельно

Самое правильное подключение нескольких светодиодов — последовательное. Сейчас объясню почему.

Дело в том, что определяющим параметром любого светодиода является его рабочий ток. Именно от тока через светодиод зависит то, какова будет мощность (а значит и яркость) светодиода. Именно превышение максимального тока приводит к чрезмерному повышению температуры кристалла и выходу светодиода из строя — быстрому перегоранию либо постепенному необратимому разрушению (деградации).

Ток — это главное. Он указан в технических характеристиках светодиода (datasheet). А уже в зависимости от тока, на светодиоде будет то или иное напряжение. Напряжение тоже можно найти в справочных данных, но его, как правило, указывают в виде некоторого диапазона, потому что оно вторично.

Для примера, заглянем в даташит светодиода 2835:

Как видите, прямой ток указан четко и определенно — 180 мА. А вот напряжение питания светодиодов при таком токе имеет некоторый разброс — от 2.9 до 3.3 Вольта.

Получается, что для того, чтобы задать требуемый режим работы светодиода, нужно обеспечить протекание через него тока определенной величины. Следовательно, для питания светодиодов нужно использовать источник тока, а не напряжения.

Источник тока (или генератор тока) — источник электрической энергии, который поддерживает постоянное значение силы тока через нагрузку с помощью изменения напряжения на своем выходе. Если сопротивление нагрузки, например, возрастает, источник тока автоматически повышает напряжение таким образом, чтобы ток через нагрузку остался неизменным и наоборот. Источники тока, которыми запитывают светодиоды, еще называют драйверами.

Конечно, к светодиоду можно подключить источник стабилизированного напряжения (например, выход лабораторного блока питания), но тогда нужно точно знать какой величины должно быть напряжение для получения заданного тока через светодиод.

Например, в нашем примере со светодиодом 2835, можно было бы подать на него где-то 2.5 В и постепенно повышать напругу до тех пор, пока ток не станет оптимальным (150-180 мА).

Так делать можно, но в этом случае придется настраивать выходное напряжение блока питания под каждый конкретный светодиод, т.к. все они имеют технологический разброс параметров. Если, подключив к одному светодиоду 3.1В, вы получили максимальный ток в 180 мА, то это не значит, что поменяв светодиод на точно такой же из той же партии, вы не сожжёте его (т.к. ток через него при напряжении 3.1В запросто может превысить максимально допустимое значение).

К тому же необходимо очень точно поддерживать напряжение на выходе блока питания, что накладывает определенные требования к его схемотехнике. Превышение заданного напряжения всего на 10% почти гарантированно приведет к перегреву и выходу светодиода из строя, так как ток при этом превысит все мыслимые значения.

Вот прекрасная иллюстрация к вышесказанному:

А самое неприятное то, что проводимость любого светодиода (который по сути является p-n-переходом) находится в очень сильной зависимости от температуры.

На практике это приводит к тому, что по мере разогрева светодиода, ток через него начинает неумолимо возрастать. Чтобы вернуть ток к требуемому значению, придется понижать напряжение. В общем, как ни крути, а без контроля тока никак не обойтись.

Поэтому самым правильным и простым решением будет использовать для подключения светодиодов драйвера тока (он же источник тока). И тогда будет совершенно неважно, какой вы возьмете светодиод и каким будет прямое напряжение на нем. Нужно просто найти драйвер на нужный ток и дело в шляпе.

Теперь, возвращаемся к главному вопросу статьи — почему все-таки последовательное подключение, а не параллельное? Давайте посмотрим, в чем разница.

Параллельное подключение

При параллельном подключении светодиодов, напряжение на них будет одинаковым. А так как не существует двух диодов с абсолютно одинаковыми характеристиками, то будет наблюдаться следующая картина: через какой-то светодиод будет идти ток ниже номинального (и светить он будет так себе), зато через соседний светодиод будет херачить ток в два раза превышающий максимальный и через полчаса он сгорит (а может и быстрее, если повезет).

Очевидно, что такого неравномерного распределения мощностей нужно избегать.

Для того, чтобы существенно сгладить разброс в ТТХ светодиодов, лучше подключать их через ограничительные резисторы. Напряжение блока питания при этом может быть существенно выше прямого напряжения на светодиодах. Как подключать светодиоды к источнику питания показано на схеме:

Проблема такой схемы подключения светодиода в том, что чем больше разница между напряжением блока питания и напряжением на диодах, тем больше бесполезной мощности рассеивается на ограничительных резисторах и тем, соответственно, ниже КПД всей схемы.

Ограничение тока происходит по простой схеме: повышение тока через светодиод приводит к повышению тока и через резистор тоже (т.к. они включены последовательно). На резисторе увеличивается падение напряжения, а на светодиоде, соответственно, уменьшается (т.к. общее напряжение постоянно). Уменьшение напряжения на светодиоде автоматически приводит к снижению тока.

Так все и работает.

В общем, сопротивление резисторов рассчитывается по закону Ома. Разберем на конкретном примере. Допустим, у нас есть светодиод с номинальным током 70 мА, рабочее напряжение при таком ток равно 3.6 В (это все берем из даташита к светодиоду). И нам нужно подключить его к 12 вольтам. Значит, нам нужно рассчитать сопротивление резистора:

Получается, что для питания светодиода от 12 вольт нужно подключить его через 1-ваттный резистор на 120 Ом.

Точно таким же образом, можно посчитать, каким должно быть сопротивление резистора под любое напряжение. Например, для подключение светодиода к 5 вольтам сопротивление резистора надо уменьшить до 24 Ом.

Значения резисторов под другие токи можно взять из таблицы (расчет производился для светодиодов с прямым напряжением 3.3 вольта):

Uпит ILED
5 мА 10 мА 20 мА 30 мА 50 мА 70 мА 100 мА 200 мА 300 мА
5 вольт 340 Ом 170 Ом 85 Ом 57 Ом 34 Ом 24 Ом 17 Ом 8. 5 Ом 5.7 Ом
12 вольт 1.74 кОм 870 Ом 435 Ом 290 Ом 174 Ом 124 Ом 87 Ом 43 Ом 29 Ом
24 вольта 4.14 кОм 2.07 кОм 1.06 кОм 690 Ом 414 Ом 296 Ом 207 Ом 103 Ом 69 Ом

При подключении светодиода к переменному напряжению (например, к сети 220 вольт), можно повысить КПД устройства, взяв вместо балластного резистора (активного сопротивления) неполярный конденсатор (реактивное сопротивление). Подробно и с конкретными примерами мы разбирали этот момент в статье про подключение светодиода к 220 В.

Последовательное подключение

При последовательном же подключении светодиодов через них протекает один и тот же ток. Количество светодиодов не имеет значение, это может быть всего один светодиод, а может быть 20 или даже 100 штук.

Например, мы можем взять один светодиод 2835 и подключить его к драйверу на 180 мА и светодиод будет работать в нормальном режиме, отдавая свою максимальную мощность. А можем взять гирлянду из 10 таких же светодиодов и тогда каждый светодиод также будет работать в нормальном паспортном режиме (но общая мощность светильника, конечно, будет в 10 раз больше).

Ниже показаны две схемы включения светодиодов, обратите внимание на разницу напряжений на выходе драйвера:

Так что на вопрос, каким должно быть подключение светодиодов, последовательным или параллельным, может быть только один правильный ответ — конечно, последовательным!

Количество последовательно подключенных светодиодов ограничено только возможностями самого драйвера.

Идеальный драйвер может бесконечно повышать напряжение на своем выходе, чтобы обеспечить нужный ток через нагрузку, поэтому к нему можно подключить бесконечное количество светодиодов. Ну а реальные устройства, к сожалению, имеют ограничение по напряжению не только сверху, но и снизу.

Вот пример готового устройства:

Мы видим, что драйвер способен регулировать выходное напряжение только лишь в пределах 64…106 вольт. Если для поддержания заданного тока (350 мА) нужно будет поднять напряжение выше 106 вольт, то облом. Драйвер выдаст свой максимум (106В), а уж какой при этом будет ток — это от него уже не зависит.

И, наоборот, к такому led-драйверу нельзя подключать слишком мало светодиодов. Например, если подключить к нему цепочку из 10-ти последовательно включенных светодиодов, драйвер никак не сможет понизить свое выходное напряжение до необходимых 32-36В. И все десять светодидов, скорее всего, просто сгорят.

Наличие минимального напряжения объясняется (в зависимости от схемотехнического решения) ограничениями мощности выходного регулирующего элемента либо выходом за предельные режимы генерации импульсного преобразователя.

Разумеется, драйверы могут быть на любое входное напряжение, не обязательно на 220 вольт. Вот, например, драйвер превращающий любой источник постоянного напряжения (блок питания) от 6 до 20 вольт в источник тока на 3 А:

Вот и все. Теперь вы знаете, как включить светодиод (один или несколько) — либо через токоограничительный резистор, либо через токозадающий драйвер.

Как выбрать нужный драйвер?

Тут все очень просто. Выбирать нужно всего лишь по трем параметрам:

  1. выходной ток;
  2. максимальное выходное напряжение;
  3. минимальное выходное напряжение.

Выходной (рабочий) ток драйвера светодиодов — это самая важная характеристика. Ток должен быть равен оптимальному току для светодиодов.

Например, в нашем распоряжении оказалось 10 штук полноспектральных светодиодов для фитолампы:

Номинальный ток этих диодов — 700 мА (берется из справочника). Следовательно, нам нужен драйвер тока на 700 мА. Ну или чуточку меньше, чтобы продлить срок жизни светодиодов.

Максимальное выходное напряжение драйвера должно быть больше, чем суммарное прямое напряжение всех светодиодов. Для наших фитосветодиодов прямое напряжение лежит в диапазоне 3. ..4 вольта. Берем по-максимуму: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен быть в состоянии выдать не менее 40 вольт.

Минимальное напряжение, соответственно, рассчитывается по минимальному значению прямого напряжения на светодиодах. То есть оно должно быть не более 3В х 10 = 30 Вольт. Другими словами, наш драйвер должен уметь снижать выходное напряжение до 30 вольт (или ниже).

Таким образом, нам нужно подобрать схему драйвера, рассчитанного на ток 650 мА (пусть будет чуть меньше номинального) и способного по необходимости выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.

Следовательно, для наших целей подойдет что-нибудь вроде этого:

Разумеется, при выборе драйвера диапазон напряжений всегда можно расширять в любую сторону. Например, вместо драйвера с выходом на 30-40 В прекрасно подойдет тот, который выдает от 20 до 70 Вольт.

Примеры драйверов, идеально совместимых с различными типами светодиодов, приведены в таблице:

Светодиоды Какой нужен драйвер
60 мА, 0. 2 Вт (smd 5050, 2835) см. схему на TL431
150мА, 0.5Вт (smd 2835, 5630, 5730) драйвер 150mA, 9-34V (можно одновременно подключить от 3 до 10 светодиодов)
300 мА, 1 Вт (smd 3528, 3535, 5730-1, LED 1W) драйверы 300мА, 3-64V (на 1-24 последовательно включенных светодиода)
700 мА, 3 Вт (led 3W, фитосветодиоды) драйвер 700мА (для 6-10 светодиодов)
3000 мА, 10 Ватт (XML2 T6) драйвер 3A, 21-34V (на 7-10 светодиодов) или см. схему

Кстати, для правильного подключения светодиодов вовсе не обязательно покупать готовый драйвер, можно просто взять какой-нибудь подходящий блок питания (например, зарядник от телефона) и прикрутить к нему простейший стабилизатор тока на одном транзисторе или на LM317.

Готовые схемы стабилизаторов тока для светодиодов можно взять из этой статьи.

Простой лабораторный блок питания на микросхеме КР142ЕН12 (LM317)

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 ~110 В.

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.

Лабораторный блок питания [1]. Схема электрическая принципиальная.

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.

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.

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.

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.

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

Клемма в сборе, на фото виден токоизмерительный резистор (0,1 Ом, 5 Вт, выводы – «плюс» вольтметра и амперметра).

После сборки передней панели установил основные органы управления устройством. Измерительные приборы установил на импровизированные стойки из длинных винтов М3. В качестве светофильтра маскирующего неработающие сегменты индикаторов применен широкий малярный скотч.

Светодиоды (пока не задействованы — передняя панель использована от предыдущей недоработанной конструкции) плотно установлены в отверстия. Удерживает их толстый луженый провод, проложенный между изолированных термотрубкой выводов светодиодов и припаянный к металлической панели. Линза на торцах светодиодов сточена надфилем заподлицо с прозрачной панелью.


SA2, три группы переключающих контактов, по три контакта, включены параллельно.

Параллельное соединение групп контактов галетных переключателей, выполнено толстым луженым проводом. Перед установкой, переключатели настраиваются перестановкой ограничителя. На лепестках переключателя SA3 смонтированы токозадающие резисторы R5…R8. Мой переключатель оказался с двумя группами по пять контактов. Синхронно включаемые контакты были включены параллельно, аналогично SA2, пятый контакт задействован для еще одного диапазона 10 мА. При этом диапазон 4 сделан фиксированным (удален переменный резистор R9) на 100 мА. Значения токозадающих резисторов и их мощность можно рассчитать по формулам, приведенным в [1].

На металлическое основание установлен трансформатор и блок оксидных конденсаторов С5 (2х10 000х50 В). Сетевой шнур временно подключен к лепесткам трансформатора, силовые выводы вторичной обмотки распаяны на SA2, подключен выпрямитель. Пробным включением убедился в работоспособности этой части схемы.

Вариант включения LM317 с внешним регулировочным транзистором. Схема электрическая принципиальная.


Замена мощного регулировочного транзистора двумя TIP147, схема электрическая принципиальная.

На самодельном радиаторе охлаждения установлена микросхема (не обязательно), диодный мост и внешний регулирующий транзистор (2хTIP147). Замена мощного полупроводникового прибора несколькими менее мощными выгодна с точки зрения охлаждения – мы равномернее распределяем источники тепла по радиатору.

Токовыравнивающие резисторы 0,25 Ом сделаны из отрезков (около 10 см) стальной проволоки (из ребристого пластикового шланга для прокладки электропроводки). Проволока отожжена в пламени газовой горелки, концы ее зачищены и залужены с хлористым цинком (паяльная кислота). Места пайки тщательно промываются водой, далее, проволочка-резистор паяется с канифолью.

На жестких выводах установочных элементов смонтированы и несколько мелких элементов с тонкими выводами. После проверки работоспособности, часть схемы, помещенная на радиаторе, устанавливается в корпус и подключается короткими проводами значительного (при необходимости) сечения. Проверка работоспособности.

Включение измерительных приборов. Как уже говорилось, специализированная микросхема КР572ПВ2 (ICL7107) для своей работы требует двуполярное напряжение +5 В, -5 В. Причем, измерительная цепь амперметра построена таким образом [3], что блок его питания должен быть совершенно изолирован от остальных цепей. Осознание этого факта, стоило нескольких сожженных печатных дорожек и горелой БИС. Что же, хорошие уроки всегда стоят дорого. На трансформаторе имелось только две одинаковые обмотки для +5 В и -5 В (предполагались напряжения общие для обоих измерителей). Удалось выйти из положения, применив иную схему включения выпрямителей и собрав еще один аналогичный блок питания. При этом получилось два гальванически развязанных БП.


Двуполярный БП с питанием от одной обмотки трансформатора без средней точки, цоколёвка примененных микросхем.

Два независимых источника собраны на отдельных платках и закреплены за штатные фланцы микросхем (корпус ТО-220). Потребляемый измерительным прибором ток невелик, поэтому микросхемы стабилизаторов применены в пластиковом исполнении, что позволило крепить их без изолирующих прокладок. Единственная 7805 с металлическим фланцем (вывод GND микросхемы) в БП вольтметра также установлена без изолирующей прокладки, это допустимо схемой.

Металлическая плата с БП измерителей установлена на торцевом фланце сетевого трансформатора. Выполнены соединения, проверена работоспособность. Многооборотными подстроечными резисторами на платах измерителей [3], отображаемые значения приборов подогнаны к показаниям внешнего мультиметра.

Наконец, сделана панель для розетки ~110 В, установлена сама розетка и выполнено ее подключение. Подключение, как имеющее гальваническую связь с сетью, дополнительно изолировано от металлического корпуса толстой ПВХ трубкой, относительно мягкий жгут в нескольких местах закреплен капроновыми ремешками, пайки изолированы термотрубкой.

Временный сетевой провод заменен постоянной проводкой через сетевой тумблер и колодку предохранителя. Жгуты и провода проложены аналогично – дополнительная изоляция от металлического шасси, механическое крепление, изоляция мест пайки.

Боковые стороны шасси прибора закрыты панелями, вырезанными из кровельной оцинкованной стали и установленными на вытяжные заклепки. Верхняя крышка вырезана из штатной П-образной крышки корпуса системного блока. Над радиатором и блоком токозадающих резисторов R5…R8 в крышке просверлены массивы отверстий для охлаждения, поврежденное лакокрасочное покрытие восстановлено.
На панели из оргстекла вокруг рукоятки переключения пределов ограничения тока (SA3) гравером сделаны пять рисок и указаны пределы – 10 мА; 100 мА; 0,3 А; 1 А; 3 А. Выгравированные углубления заполнены темной краской.

Выводы, работа над ошибками

Оригинальная схема претерпела несколько изменений и упрощений, все они работоспособны, а некоторое время эксплуатации показало, что и вполне удобны. Например, избавление от резисторов R3, R9. Введение еще одного предела 10 мА позволило очень удобно проверять работоспособность светодиодов, измерять напряжение стабилизации стабилитронов (обратное включение!).

При монтаже от внимания ускользнуло несколько моментов – не были установлены конденсаторы шунтирующие диоды выпрямительного моста и плавкий предохранитель FU2. Конденсаторы нейтрализуют помеху от переключения низкочастотных диодов, предохранитель поможет сохранить трансформатор в случае аварии. Это будет ближайшая доработка. Вместе с этим, стоит задействовать, по крайней мере, один из светодиодов – индицировать им перегорание сетевого предохранителя.

Литература

1. Журнал «РАДИОхобби» №5, 1999 г.
2. Переключатели галетные ПГК, ПГГ справочный листок.
3. Вольтметр, амперметр на К572ПВ2 (ICL7107).

Babay Mazay, июнь, 2019 г.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Содержание курса «Электроника для начинающих» ⋆ diodov.net

  1. Источники постоянного тока. Основные параметры. Условное графическое обозначение (УГО).
  2. Соединительные провода. Основные параметры. Узел. Ветвь. Контур. Общий провод. Потенциал.

3.1. Резисторы. Виды резисторов. Сопротивление. Постоянные, переменные, подстроечные резисторы.

3.2. Маркировка резисторов. Цифирно-буквенная маркировка резисторов.

3.3. Цветовая маркировка резисторов. Измерение сопротивления.

3.4. Маркировка SMD резисторов.

3.5. Классы точности резисторов. Стандартные номиналы резисторов.

3.6. УГО резисторов. Мощность рассеивания резисторов.

3.7. Расчет мощности рассеивания резистора.

3.8. Последовательное соединение резисторов.

3.9. Параллельное соединение резисторов.

3.10. Смешанное соединение резисторов.

3.11. Моделирование электронных схем в среде Everycircuit.

4.1. Закон Ома. Открытие закона Ома. Электрический ток. Сопротивление.

4.2. Расчет и изготовление проволочного резистора. Удельное сопротивление. Температурный коэффициент сопротивления.

4.3. Закон Ома для участка цепи. Напряжение. Электродвижущая сила (ЭДС).

4.4. Закон Ома для полной цепи. Внутреннее сопротивление источника питания.

5.1. Первый закон Кирхгофа.

5.2. Второй закон Кирхгофа.

  1. Мощность. Энергия. Работа.
  2. Краткое подведение основных законов электрических цепей постоянного тока.

8.1. Светодиоды. Принцип работы. УГО.

8.2. Вольтамперная характеристика (ВАХ). Линейная и нелинейная зависимости. Прямая ветвь ВАХ.

8.3. Обратная ветвь ВАХ.

8.4. ВАХ светодиодов. Расчет параметров токоограничивающих резисторов.

8.5. Макетные платы. Виды и применение макетных плат.

8.6. Первая схема на макетной плате.

8.7. Последовательно соединение светодиодов. Баланс мощностей.

8.8. Параллельное соединение светодиодов. Обоснование выбора схемы соединения светодиодов.

8.9. Двухцветные и RGB-светодиоды.

9.1. Конденсаторы. Основные свойства. Емкость конденсаторов.

9.2. Устройство плоскостного конденсатора. Взаимосвязь основные параметров конденсатора.

9.3. Принцип работы конденсатора.

9.4. Виды конденсаторов: постоянный, переменный, подстроечный. Электролитические конденсаторы. УГО конденсаторов.

9.5. Маркировка конденсаторов. Числовое кодирование. Маркировка электролитических конденсаторов.

9.6. Напряжение конденсаторов. Классы точности конденсаторов. Температурный коэффициент емкости. Тангенс угла потерь.

9.7. Последовательно и параллельное соединение конденсаторов.

9.8. RC-цепь. Основные параметры и свойства.

10.1. Магнитное поле. Постоянный магнит. Магнитная проницаемость. Ферромагнетики. Парамагнетики. Диамагнетики. Электромагнит.

10.2. Электромагнитное реле. Устройство. Принцип работы. Релейная характеристика. УГО катушки индуктивности и реле. Основные параметры реле.

10.3. Практическое применение реле. Преимущества и недостатки электромагнитных реле.

10.4. Электромагнитная индукция. ЭДС самоиндукции. Индуктивность. Сравнение свойств катушки индуктивности и конденсатора. Включение и отключение цепи с катушкой. Назначение обратного диода. RL-цепь. Постоянная времени цепи с катушкой. Реактивное сопротивление катушки и конденсатора.

11.1. Переменный ток. Период. Частота. Действующее (эффективное) значение. Амплитудное значение. Мгновенное значение.

11.2. Согласное и встречное включение источников питания. Фаза. Электрические градусы. Сдвиг фаз.

11.3. Свойства синусоидальной функции. Свойства катушки индуктивности и конденсатора в цепи переменного тока.

12.1. Физика процесса пайки. Набор начинающего «паяльщика».

12.2. Пайка проводов.

12.3. Пайка электронных компонентов.

12.4. Сборка и проверка работы осциллографа DSO138.

12.5. Калибровка осциллографа.

13.1. Блок питания. Структура блока питания. Импульсные и линейные блоки питания.

13.2. Конструкция и принцип работы трансформатора. Мощность трансформатора.

13.3. Потери энергии в трансформаторе. Активная, реактивная, полная мощность.

13.4. Определение параметров трансформатора для блока питания. Выбор плавкого предохранителя. Определение обмоток трансформатора.

13.5. Определение числа витков обмоток трансформатора опытным путем. Последовательное и параллельное соединение обмоток. Встречное и согласное включение обмоток трансформатора.

14.1. Выпрямитель. Однополупериодная схема выпрямления. Определение параметров выпрямительных диодов. Диоды Шоттки.

14.2. Двухполупериодная схема выпрямления. Диодный мост.

  1. Сглаживание выпрямленного напряжения. Определение параметров сглаживающего конденсатора.
  2. Резисторный делитель напряжения. Расчет. Преимущества и недостатки.

17.1. Стабилитрон. Принцип действия. Основные параметры. Принцип расчета параметров токоограничивающего резистора.

17.2. Маркировка стабилитронов. Выбор стабилитрона. Справочная информация на стабилитрон.

17.3. Динамическое сопротивление стабилитрона.

17.4. Расчет параметров стабилитрона и токоограничивающего резистора. Последовательное соединение стабилитронов.

18.1. Линейные стабилизатора напряжения. Принцип работы. Виды.

18.2. Линейные стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением. Мощность рассеивания. Коэффициент полезного действия. Определение основных параметров.

18.3. Выбор линейного стабилизатора напряжения. Даташит.

18.4. Линейные стабилизаторы с регулировкой напряжения: LM317, LM338. Типовые схемы включения.

18.5. Расчет параметров стабилизатора тока на LM317. Подключение мощных светодиодов.

18.6. Расчет параметров радиатора. Определение параметров вентилятора.

18.7. Принцип выбора вентилятора для системы охлаждения.

19.1. Расчет параметров и намотка вторичной обмотки трансформатора для подключения USB разъема к блоку питания.

19.2. Схема подключения USB разъема к блоку питания.

20.1. Транзисторы. Режимы работы транзисторов. Сравнение свойств переменного резистора и биполярного транзистора.

20.2. Принцип работы биполярного транзистора.

20.3. Расчет параметров транзисторного ключа на биполярном транзисторе.

20.4. Исследование работы транзисторного ключа.

20.5. Транзистор Дарлингтона.

20.6. Фоторезисторы. Принцип работы. Датчики освещенности.

20.7. Сумеречный автомат. Принцип работы. Сборка. Настройка.

21.1. Транзисторный усилитель. Устройство и принцип действия. Нагрузочная прямая. Рабочая точка транзистора. Определения параметров резисторов в цепи базы и коллектора.

21.2. Сборка и настройка транзисторного усилителя.

21.3. Типовые схемы транзисторный усилителей.

22.1. Полевые транзисторы. Полевой транзистор с pn-переходом. Устройство, принцип работы, особенности. УГО. Типовая схема включения.

22.2. Полевые транзисторы с изолированным затвором. Особенности. Устройство и принцип действия. Полевой транзистор с изолированным затвором с встроенным каналом. Полевой транзистор с изолированным затвором с индуцированным каналом. УГО.

22.3. Основные параметры и проверка работы MOSFET.

22.4. Исследование работы MOSFET в режиме ключа.

22.5. Выбор биполярного транзистора в интернет-магазинах. Даташиты полевых и биполярных транзисторов.

23.1 Электронный предохранитель. Схема. Принцип работы.

23.2 Электронный предохранитель. Сборка. Настройка.

24.1. Разводка печатной платы. Введение. Обзор схемы.

24.2. Разводка печатной платы в Sprint-Layout 6.0

24.3. Разводка печатной платы. Сумеречный автомат.

24.4. Разводка печатной платы. Распечатка.

24.5. Изготовление печатной платы.

24.6. Пайка и настройка сумеречного автомата.

25.1. Конечная схема блока питания. Альтернативный вариант схемы.

25.2. Разводка печатной платы и пайка блока питания.

25.3. Тестирование блока питания

26.1. Микросхемы. Таймер 555. Часть 1. Базовые положения.

26.2. Таймер 555. Часть 2. Режим одновибратора.

26.3. Таймер 555. Часть 3. Автоколебательный режим.

26.4. Таймер 556. Схема сирены.

27.1. Операционные усилители. Основные положения.

27. 2. Принцип работы операционного усилителя. Неинвертирующий усилитель.

27.3. Операционный усилитель. Буфер. Согласование сопротивлений.

27.4. Инвертирующий усилитель.

27.5. Сумматор.

27.6. Операционный усилитель. Усиление переменного напряжения.

27.7. Дифференциальный усилитель.

27.8. Инструментальный усилитель.

27.9. Фильтр низких и высоких частот на операционном усилителе.

27.10. Основные параметры операционных усилителей в даташитах.

28.1. Компаратор. Устройство. Принцип работы. Открытый коллектор.

28.2. Датчики уровня освещенности на компараторе. Опорное напряжение. Гистерезис.

28.3. Компаратор. Даташит.

29.1. Акустический выключатель. Структурная схема. Микрофонный усилитель.

29.2. Акустический выключатель. Установка порога срабатывания. Борьба с дребезгом. Формирование импульса.

29.3. Акустический выключатель. Триггер. RS-триггер. D-триггер. Делитель частоты.

29.4. Акустический выключатель. Транзисторный ключ и реле. Окончательная схема.

29.5. Акустический выключатель. Разводка, изготовление печатной платы. Пайка, проверка работы.

30.1. Усилители звука. Основные параметры и характеристики.

30.2. Даташит LM386.

30.3. Усилитель и генератор на LM386.

30.4. Сборка и проверка работы усилителя звука на LM386.

30.5. Даташит TDA2030.

30.6. Усилитель звука на TDA2030 + сирена.

30.7. Лазерная сигнализация.

30.8. Определение параметров и выбор типа усилителя мощность более 20 Вт.

30.9. Принцип работы схемы двухполярного блока питания для усилителя.

30.10. Разводка печатной платы, пайка и проверка работы усилителя.

  1. Индикатор уровня сигнала.

Интеллектуальное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов. Литий-ионные аккумуляторы: как правильно заряжать

Это простое зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов , а так же и литий-полимерных аккумуляторов построено на широко известном LM317.

Процесс заряда показан на графике ниже. В первый момент процесса зарядки ток заряда постоянен, при достижении целевого уровня напряжения (Umax) на аккумуляторе, зарядное устройство переходит в режим, когда напряжение остается постоянным, а ток асимптотически стремится к нулю.

Выходное напряжение литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, как правило, составляет 4,2В (для некоторых типов 4,1 В). Обычно, выходное напряжение не совпадает с номинальным напряжением которое составляет 3,7В (иногда 3,6В).

Не рекомендуется заряжать данный тип аккумуляторов до полных 4,2В, так как это уменьшает срок службы аккумулятора. Если уменьшить выходное напряжение до 4,1В, емкость падает на 10%, но в тоже время срок службы (количество циклов) увеличится почти в два раза. При эксплуатации аккумуляторов, нельзя доводить номинальное напряжение ниже 3,4…3,3В.

Описание зарядного устройства

Как уже было сказано, зарядка построена на стабилизаторе LM317. Li-Ion и Li-Pol довольно требовательны к точности зарядного напряжения. Если вы хотите, произвести заряд до полного напряжения (обычно 4,2В), то необходимо выставить это напряжение с точностью плюс/минус 1%. После зарядки до 90% емкости (4,1В), точность может быть немного меньше (около 3%).

Схема с применением LM317 обеспечивает достаточно точную стабилизацию напряжения. Целевое напряжение устанавливается R2. Стабилизация тока не столь критична, как стабилизация напряжения, поэтому достаточно, стабилизировать его с помощью шунтирующего резистора Rx и NPN транзистора (VT1).

Если падение напряжения на резисторе Rx достигает примерно 0,95В, то транзистор начинает открываться. Это уменьшает напряжение на контакте «Общий» стабилизатора Lm317 и тем самым стабилизируется ток.

Необходимый ток зарядки для конкретного литий-ионного (Li-Ion) и литий-полимерного (Li-Pol) аккумулятора выбирается путем изменения сопротивления Rx. Сопротивление Rx приблизительно соответствует следующему отношению: 0,95/Imax. Указанное на схеме значение резистора Rx соответствует току в 200мА.

Входное напряжение питания зарядного устройства должно находиться в диапазоне от 9 до 24 вольт. Превышение данного уровня увеличивает потери мощности в цепи LM317, снижение — нарушит правильную работу (нужно пересчитывать падение напряжения на шунте и минимальное напряжения на контакте «Общий»). Транзистор VT1 можно заменить на BC237, KC507, C945 или отечественный

У многих, наверное, возникает проблема с зарядкой Li-Ion аккумулятора без контроллера, у меня возникла такая ситуация. Достался убитый ноутбук, в аккумуляторе 4 банки SANYO UR18650A оказались живые.
Решил заменить в светодиодном фонарике, вместо трех батареек ААА. Встал вопрос об их зарядке.
Покопавшись в инете нашел кучу схемок, но с деталями у нас в городе туговато.
Пробовал заряжать от зарядки сотового, проблема в контроле заряда, нужно постоянно следить за нагревом, чуть начинает нагреваться нужно отключать от зарядки иначе аккумулятору каюк в лучшем случае, а то и можно устроить пожар.
Решил сделать самостоятельно. Купил в магазине постельку под аккумулятор. На барахолке купил зарядку. Для удобства отслеживания окончания заряда желательно найти с двухцветным светодиодом который сигнализирует о конце заряда. Он переключается с красного на зеленый при окончании зарядки.
Но можно и обычную. Зарядку можно заменить на шнур USB, и заряжать от компьютера или зарядки с USB выходом.
Моя зарядка только для аккумуляторов без контроллера. Контроллер я взял от старого аккумулятора сотового телефона. Она следит за тем, чтобы аккумулятор не был перезаряжен выше напряжения 4.2 В, либо разряжен меньше 2…3 В. Также схема защиты спасает от коротких замыканий, отключая саму банку от потребителя в момент короткого замыкания.
На нем стоят микросхема DW01 и сборка двух MOSFET-транзисторов (M1,M2) SM8502A. Есть и с другими маркировками, но схемы подобны этой, и работает аналогично.

Контроллер заряда от аккумулятора сотового телефона.


Схема контроллера.


Ещё одна схема контроллера.
Главное не перепутать полярность припайки контроллера с постелькой и контроллера с зарядкой. На платке контроллера указаны контакты «+» и «-» .

В постельке возле плюсового контакта желательно сделать явно заметный указатель, красной краской или самоклеющейся пленкой, во избежание переполюсовки.
Собрал всё воедино и вот что получилось.


Заряжает замечательно. При достижении напряжения 4,2 вольта контроллер отключает аккумулятор от зарядки, и переключается светодиод с красного на зелёный. Зарядка закончена. Заряжать можно и другие Li-Ion аккумуляторы, только применить другую постельку. Всем удачи.

Сегодня у многих пользователей скопилось по несколько рабочих и неиспользуемых литиевых аккумуляторов, появляющихся при замене мобильных телефонов на смартфоны.

При эксплуатации аккумуляторов в телефонах со своим зарядным устройством, благодаря использованию специализированных микросхем для контроля заряда, проблем с зарядом практически не возникает. Но при использовании литиевых аккумуляторов в различных самоделках возникает вопрос, как и чем заряжать такие аккумуляторы. Некоторые считают, что литиевые аккумуляторы уже содержат встроенные контроллеры заряда, но на самом деле в них встроены схемы защиты, такие аккумуляторы называют защищёнными. Схемы защиты в них предназначены в основном для защиты от глубокого разряда и превышения напряжения при зарядке выше 4,25В, т.е. это аварийная защита, а не контроллер заряда.

Некоторые «самодельщики» на сайте тут — же напишут, что за небольшие деньги можно заказать специальную плату из Китая, с помощью которой можно зарядить литиевые аккумуляторы. Но это только для любителей «шопинга». Нет смысла покупать то, что легко собирается за несколько минут из дешевых и распространенных деталей. Не нужно забывать и о том, что заказанную плату придется ждать около месяца. Да и покупное устройство не приносит такого удовлетворения, как сделанное своими руками .

Предлагаемое зарядное устройство способен повторить практически каждый. Данная схема весьма примитивна, но полностью справляется со своей задачей. Все что требуется для качественной зарядки Li-Ion аккумуляторов, это стабилизировать выходное напряжение зарядного устройства и ограничить ток заряда.

Зарядное устройство отличается надежностью, компактностью и высокой стабильностью выходного напряжения, а, как известно, для литий-ионных аккумуляторов это является очень важной характеристикой при зарядке.

Схема зарядного устройства для li-ion аккумулятора

Схема зарядного устройства выполнена на регулируемом стабилизаторе напряжения TL431 и биполярном NPN транзисторе средней мощности. Схема позволяет ограничить зарядный ток аккумулятора и стабилизирует выходное напряжение.

В роли регулирующего элемента выступает транзистор Т1. Резистор R2 ограничивает ток заряда, значение которого зависит лишь от параметров аккумулятора. Рекомендуется использовать резистор мощностью 1 вт. Другие резисторы могут иметь мощность 125 или 250 мВт.

Выбор транзистора определяется необходимым зарядным током установленным для зарядки аккумулятора. Для рассматриваемого случая, зарядки аккумуляторов от мобильных телефонов, можно применить отечественные или импортные NPN транзисторы средней мощности (например, КТ815, КТ817, КТ819). При высоком входном напряжении или использовании транзистора малой мощности, необходимо транзистор установить на радиатор.

Светодиод LED1 (выделен красным цветом в схеме), служит для визуальной сигнализации заряда аккумулятора. При включении разряженного аккумулятора, индикатор светится ярко и по мере заряда тускнеет. Свечение индикатора пропорционально току заряда аккумулятора. Но следует учесть, что при полном затухании светодиода, батарея все еще будет заряжаться током менее 50ма, что требует периодического контроля над устройством для исключения перезаряда.

Для повышения точности контроля окончания заряда, в схему зарядного устройства добавлен дополнительный вариант индикации заряда аккумулятора (выделен зеленым цветом) на светодиоде LED2, маломощном PNP транзисторе КТ361 и датчике тока R5. В устройстве возможно использование любого варианта индикатора в зависимости от требуемой точности контроля заряда аккумулятора.

Представленная схема предназначается для заряда только одного Li-ion аккумулятора. Но это зарядное устройство можно использовать и для заряда других видов аккумуляторов. Требуется лишь выставить необходимое для этого значение выходного напряжения и ток зарядки.

Изготовление зарядного устройства

1. Приобретаем или подбираем из имеющихся в наличии, комплектующие для сборки в соответствии со схемой.

2. Сборка схемы.
Для проверки работоспособности схемы и ее настройки, собираем зарядное устройство на монтажной плате.

Диод в цепи питания аккумулятора (минусовая шина – синий провод) предназначен для предотвращения разряда литий-ионного аккумулятора при отсутствии напряжения на входе зарядного устройства.

3. Настройка выходного напряжения схемы.
Подключаем схему к источнику питания напряжением 5…9 вольт. Подстроечным сопротивлением R3 устанавливаем выходное напряжение зарядного устройства в пределах 4,18 – 4,20 вольта (при необходимости, в конце настройки измеряем его сопротивление и ставим резистор с нужным сопротивлением).

4. Настройка зарядного тока схемы.
Подключив к схеме разряженный аккумулятор (о чем сообщит включившийся светодиод), резистором R2 устанавливаем по тестеру величину зарядного тока (100…300 ма). При сопротивлении R2 менее 3 ом светодиод может не светится.

5. Готовим плату для монтажа и пайки деталей.
Вырезаем необходимый размер из универсальной платы, аккуратно обрабатываем края платы напильником, очищаем и лудим контактные дорожки.

6. Монтаж отлаженной схемы на рабочую плату
Переносим детали с монтажной платы на рабочую, паяем детали, выполняем недостающую разводку соединений тонким монтажным проводом. По окончании сборки основательно проверяем монтаж.

В прошлый раз я рассматривал вопрос о замене никель-кадмиевых NiСd аккумуляторов шуруповерта на литий-ионные. Теперь остался вопрос зарядки этих аккумуляторов. Литий ионные аккумуляторы формата 18650 обычно могут заряжаться до напряжения 4,20 В на ячейку с допустимым отклонением не больше 50 милливольт потому, что увеличение напряжения может привести повреждению структуры батареи. Ток заряда аккумулятора может находится в пределах от 0,1С до 1С(С-емкость аккумулятора). Лучше выбрать это значение согласно даташиту на конкректный аккумулятор. Я применил в переделке шуруповерта аккумуляторы марки Samsung INR18650-30Q 3000mAh 15A. Смотрим даташит-ток зарядки -1,5А.


Наиболее правильным будет провести заряд литиевых аккумуляторов в два этапа по методу CC/CV (constant current, constant voltage-постоянный ток, постоянное напряжение). Первый этап- должен обеспечен постоянный ток заряда. Величина тока составляет 0.2-0.5С. Для аккумулятора с емкостью 3000 мА/ч, номинальный ток заряда на первом этапе равен 600-1500 мА.. Второй этап — зарядка аккумулятора постоянным напряжением, ток постоянно снижается. Поддерживается напряжение на аккумуляторе в пределах 4.15-4.25 В. Процесс заряда будет законченным когда току падет до 0.05-0.01С.
На этом этапе ЗУ поддерживает на аккумуляторе напряжение 4.15-4.25 вольта и контролирует значение тока.По мере набора емкости, зарядный ток будет снижаться. Как только его значение уменьшится до 0.05-0.01С, процесс заряда считается оконченным.
Принимая во внимание вышесказанное применил готовые электронные модули с Алиэкспресс. Понижающая плата CC/CV с ограничением по току на микросхеме XL4015E1 или на LM2596. Предпочтительней плата на XL4015E1 так, как она более удобна в настройках.



Характеристики платы на XL4015E1.
Максимальный выходной ток до 5 Ампер.
Напряжение на выходе: 0.8 В-30 Вольт.
Напряжение на входе: 5 В-32 Вольт.
Плата на LM2596 имеет аналогичные параметры, только ток чуть меньше — до 3 Ампер.
Плату для управление зарядом литий-ионной батареи выбрана ранее. В качестве источника питания можно применить любой со следующими параметрами-выходное напряжение не ниже 18 Вольт (для схемы 4S), ток не ниже 2-3 Ампер. В качестве первого примера построения зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов шуруповерта я использовал адаптер 220\12 Вольт, 3 Ампера.



Предварительно я проверил какой ток он может выдать пир номинальной нагрузке. Подключил к выходу автолампу и выждал полчаса. Выдает свободно без прегруза 1,9 Ампер. Также измерил температуру на радиаторе транзистора-40 градусов Цельсия. Вполне неплохо-нормальный режим.


Но в этом случае не хватает напряжения. Это легко исправимо, с помощью всего одной копеечной радиодетали-переменного резистора (потенциометр) на 10-20 кОм. Рассмотрим типовую схему адаптера.


На схеме есть управляемый стабилитрон TL431, он находится в цепи обратной связи. Его задача поддерживать стабильное выходное напряжение в соответствие с нагрузкой. Через делитель из двух резисторов он подключен к плюсовому выходу адаптера. Нам нужно припаять к резистору(или выпаять его совсем и на его место припаять, тогда напряжение будет регулироваться и в меньшую сторону) который подключен к выводу 1 стабилитрона TL431 и к минусовой шине переменный резистор. Вращаем ось потенциометра и выставляем нужное напряжение. В моем случае я задал 18 Вольт(небольшой запас от 16,8 В для падения на плате CCCV). Если у вас напряжение указанное на корпусах электролитических конденсаторах стоящих на выходе схемы будет больше нового напряжения они могут взорваться. Тогда надо заменить их с запасом 30% по напряжению.
Далее подключаем к адаптеру плату для управление зарядом. Выставляем подстроечным резистором на плате напряжение 16,8 Вольт. Другим подстроечным резистором выставляем ток 1,5 Ампера, предварительно подключаем тестер в режиме амперметра к выходу платы. Теперь можно подсоединить литий-ионной сборку шуруповерта. Зарядка прошла нормально, ток к концу заряда упал до минимума, батарея зарядилась. Температура на адаптере была в пределах 40-43 градусов Цельсия, что вполне нормально. В перспективе можно в корпусе адаптера для улучшения вентиляции (особенно в летнее время) насверлить отверстия.
Окончание заряда батареи можно увидеть по включению светодиода на плате на XL4015E1. В данном примере я использовал другую плату на LM2596 так, как случайно в ходе экспериментов сжег XL4015E1. Советую делать зарядку лучше на плате XL4015E1.

У меня есть еще штатное зарядное от другого шуруповерта. Оно рассчитано на зарядку никель-кадмиевых аккумуляторов. Хотелось использовать это штатное зарядное чтобы заряжать и никель-кадмиевых аккумуляторы и литий-ионные.


Это решилось просто- припаял к выходным проводам (красный плюс, черный минус) провода к плате CCCV.
Напряжение холостого хода на выходе штатное зарядного было 27 Вольт, это вполне подходит для нашей зарядной платы. После подключил так же как и варианте с адаптером.


Окончание зарядки здесь мы видим по изменению цвета свечения светодиода(переключился с красного на зеленый).
Саму плату CCCV я поместил в подходящую пластмассовую коробку, выведя провода наружу.



Если у вас штатное зарядное на трансформаторе то можно подключить плату CCCV после диодного мостика выпрямителя.
Способ переделки адаптера под силу начинающим и может пригодиться в других целях, в результате получим бюджетный блок для питания различных устройств.
Всем желаю здоровья и успехов в покупках и жизни.
Подробнее процесс работы с зарядным устройством для переделанного шуруповерта можно посмотреть в видео

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +26 Добавить в избранное Обзор понравился +28 +51

Цена: $0.69

Перейти в магазин
Здравствуйте, друзья! Как и обещал, выкладываю обзор миниатюрной зарядной платы. Она предназначена для заряда литий-ионных аккумуляторов. Основная ее фишка в том, что она не «привязана» в какому-либо конкретному типоразмеру — 186500, 14500 и т.д. Подойдет абсолютно любой литий-ионный аккумулятор, к которому можно подключить «плюс» и «минус».

Плата совсем миниатюрная.

Не смотря на наличие USB-micro входа для подачи питания, входные «плюс» и «минус» продублированы еще и клеммами.

Это очень даже неплохой плюс. Объясню почему.

Во-первых, можно взять какой-нибудь блок питания припаять провода напрямую к плате. Поможет в том случае, если USB-micro вход по каким-то причинам окажется неисправным.

Во-вторых, можно взять, скажем, 3 платы, соединить три входных плюса и три входных минуса (получится параллельное соединение), и тогда от одного блока питания можно будет заряжать одновременно 3 аккумулятора. А если хочется зарядить аккумуляторы побыстрее, то можно будет подключить второе и даже третье зарядное устройство.

Выходы на аккумулятор, кстати, тоже можно запараллелить.

Т.е., если соединить те же 3 платы не только на входе, но и на выходе, то можно получить очень мощное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов. В данном случае это будет зарядка на 3А.

Но один достаточно смешной момент все-таки есть — отверстия на выходных плюсе и минусе — разного диаметра. Почему так — не знаю.

Ну да ладно, это мелочь. Главное чтоб она нормально работала. Кстати, именно этим мы сейчас и займемся — проверкой работоспособности данной платы.

Тест 1. Отсечка по факту полного заряда.

Этот тест я проводил на двух аккумуляторах — оригинальном Панасонике на 3400mAh и на фейковом ноунейме на 5000mAh (а если серьезно — 450mAh).

Синий огонек на плате свидетельствует о том, что заряд аккумулятора завершен. Мультиметр при этом показывает 4,23В. Да, я не спорю, 4,25В на заряженном аккумуляторе это как бы тоже в пределах нормы, но… Вообще выше 4,2В как бы не желательно. А может что-то изменится, если плату отключить?

Почти те самые идеальные 4,2В. Т.е. аккумулятор все-таки заряжен «без излишеств». Но что будет, если Вы забыли снять аккумулятор сразу после его полного заряда? Обратите внимание, на приведенном выше фото почти 6 часов вечера. Подключим зарядку обратно и оставим в таком состоянии на несколько часов.

(спустя 5 с чем-то часов)

Я снова отключил плату, чтоб она не мешала измерениям напряжения на аккумуляторе. И что в итоге?

Никакого повышения напряжения на аккумуляторе не произошло. Может дело в емкости аккумулятора? Что будет, если вместо оригинальных Панасоников зарядить фейковые ноунеймы на 450mAh реальной емкости? Так и сделал — сначала разрядил один такой аккумулятор, а потом поставил заряжаться. И уснул.

А на утро… Ну что ж, отключаем зарядную плату и…

Итак, мы выяснили, что отсечка заряда происходит при достижении напряжения в 4,2В. Но на фото напряжение ниже. Т.е. после окончания заряда никакой «дозаправки» не происходит. Поясню. Некоторые зарядные устройства после окончания заряда продалжают подавать небольшой ток (буквально 10-15mA) для того, чтоб компеенсировать саморазряд аккумулятора. Здесь этого не происходит. Но это не страшно. Избыточный заряд — гораздо страшнее.

Подведем черту:
— заряжает до напряжения 4,19В и производит отсечку
— компенсация саморазряда не производится.

Проще говоря, тест пройден с успехом.

Тест 2. Ток.

Китаяц обещал, что данная плата способна заряжать током до 1А. Проверим? Для этого я почти разрядил один из имеющихся Панасоников (примерно до 3,3В), а потом поставил на зарядку. И что мы имеем?

Наблюдательные спросят — «а зачем ты USB-тестер из цепи убрал? ты ему не доверяешь что ли?». Друзья, этот USB-тестер хорош для замера емкости аккумулятора, но для замера мощности зарядной платы он не подходит. И вот почему. Буквально сразу же я встроил uSB-тестер обратно в цепь и…

… и сила тока заряда упала на целых 200mA. Именно по этой причине я ВСЕГДА ставлю дизлайки к тем видео, где чувак берет USB-зарядку, втыкает туда такой тестер, дает нагрузку, токоотдача не соответствует заявленной (например, заявлено 2A, а отдача составляет 1,5A), а потом еще и диспут с продавцом открывает, мол, как это так, мне 1,5А мало, мне 2А подавай! Я не знаю, с чем это связано, но после того, как я сделал эти 2 фото, я снова убрал USB-тестер из цепи и ток заряда восстановился до 1А.

Так что данной характеристике плата полностью соответствует.

Тест 3. Нагрев.

Ну тут все просто — подождал 10 минут, а потом «снял» температуру с помощью пирометра.

Я не буду разбираться нормально это или нет. Я просто добавлю к ней алюминиевый радиатор охлаждения.

Тест 4. Поведение при работе с избыточно заряженными аккумуляторами.

Друзья, параллельно с обзором на эту зарядную плату, я отщелкиваю еще и обзор на панасоники. Поэтому в этих двух обзорах несколько фотографий будет одинаковыми. Так вот. Ради теста я разрядил один из Панасоников до недопустимо низкого напряжения.

И вот сейчас у любителей данных Панасоников сердце облилось кровь. Ведь они ожидали увидеть разряд до 2,4В, может даже 2,2В, но никак не 1,77В.

Я обнулил счетчик тестера и поставил заряжаться. И вот тут я был приятно удивлен. Я ожидал, что из-за малого сопротивления аккумулятора ток будет запредельно высоким, что даже с USB-тестером ток будет ближе к 2А, что зарядная плата будет работать в бешеных перегрузках, почти на коротком замыкании, и прочую драму, которая заставляет радиолюбителей сидеть и трястись от мыслей вроде «да что ж ты делаешь, ублюдок!» Ничего подобного.

Всего 80mA (ОК, округлим до 100) — так называемый «восстановительный» ток. Фантастика! Т.е. эта плата умеет работать еще и с избыточно разряженными аккумуляторами!

А может она просто глючит? Не думаю. Спустя некоторое время, когда аккумулятор принял в себя примерно 35mAh, ток зашкалил за 1А.

Пока включил цифровик, пока настроил, пока туда-сюда, аккумулятор принял в себя 50mAh. Именно их мы и вычтем из итоговой емкости, которую нам покажет USB-тестер. Но это уже совсем другая история.

Друзья, учитывая цену в 50р — данная микросхема достойна аплодисментов.

Мудрость: чем сильнее бабушка любит внука — тем круче этот внук отыгрывается на своих родителях.

Кинокомпания «Разоблачение» представляет… Триллер «Кабелерез». В главных ролях:

Стабилизатор напряжения LM317 с повышенным током на 3 npn-транзисторах

Хотя я раньше специально не пробовал использовать \ $ 15 \: \ text {A} \ $ Boosted LM317, это похоже на то, что я бы попробовал в первую очередь. Это примерно взято из упомянутого вами рисунка 23:

смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab

В данном случае я выбрал устройства серии D44 / D45. (Версия PNP имеет просто УЖАСНЫЙ ранний эффект, но здесь это не имеет большого значения.)

Значения \ $ R_6 \ $, \ $ R_8 \ $ и \ $ R_9 \ $ устанавливаются таким образом, чтобы упасть где-то из \ $ 150-200 \: \ text {mV} \ $ при полной загрузке. Они должны быть рассчитаны как минимум на \ $ 1 \: \ text {W} \ $, но я бы не чувствовал себя комфортно с резисторами менее \ $ 2 \: \ text {W} \ $ там. Если вы измените эти значения, помните о вопросе рассеивания. Вы говорите о большом токе.

Чтобы уменьшить колебания, вам действительно нужно, чтобы некоторое ESR в \ $ C_2 \ $ добавляло хороший «ноль». Если вы видите колебания на выходе, попробуйте добавить небольшой последовательный резистор в \ $ C_2 \ $.\ $ 15-39 \: \ text {m} \ Omega \ $ (как показано с помощью \ $ R_ {10} \ $) должно вызвать обжим в колебании. Вы можете просто предусмотреть его и подключить перемычку без использования резистора, если ваш выход подходит для выбранного выходного конденсатора. Но вот один из тех случаев, когда ESR выходного конденсатора на самом деле хорошо.


На вашей схеме показан вход переменного тока. Это не хорошо. Надеюсь, ваша схема была ошибочной.


Поскольку минимальная спецификация для LM317 составляет \ $ 3 \: \ text {V} \ $ от входного терминала до выходного терминала, внешне добавляемая схема всегда будет иметь более чем достаточный запас для работы, пока вы предоставляете эту разницу.

Имейте в виду, что это линейный блок питания. С \ $ \ приблизительно 3.3 \: \ text {V} \ $ output и \ $ \ приблизительно 3 \: \ text {V} \ $ наверху эффективность будет немногим выше 50%. При полной нагрузке у вас будет \ $ \ ge 45 \: \ text {W} \ $ потраченное впустую рассеивание, не считая рассеивания нагрузки. И более того, вероятно, потому что это игнорирует все, что у вас есть для подачи нерегулируемого входного постоянного напряжения — где, вероятно, у вас еще больше рассеяния в диодных выпрямителях от переменного тока и т. Д.

Хотя возможно \ $ 3 \: \ text {W} \ $ диссипация может произойти в эмиттерных резисторах, это все равно оставляет почти все остальное с байпасными BJT.\ circ \ text {C}} {\ text {W}} \ $ для того, что вы используете в качестве радиатора, плюс стык между BJT и этим радиатором. С этим не так уж много работать.

Я полагаю, вы могли бы подумать о том, чтобы добавить больше рассеивания в эмиттерные резисторы. Дальнейшее вырождение вам не повредит. Я решил установить их примерно на минимальное сопротивление схемы, поэтому можно увеличить их значения. (Однако не уменьшайте их сильно.) Вам нужно самостоятельно выработать этот балансирующий эффект.

Стабилизатор напряжения

— эта схема LM317 не имеет для меня никакого смысла

Обзор

Я не буду полагаться на алгебру в качестве объяснения.(Потому что алгебра, хотя и дает количественные ответы, часто не помогает людям что-то понять, если они не очень свободно владеют математикой.) Тем не менее, все же полезно иметь доступную таблицу данных. Вот техническое описание LM317 от TI, чтобы сделать его удобным при необходимости.

Лучший способ что-то понять — это попытаться погрузиться в устройство и «думать так, как оно есть». Сочувствовать устройству, так сказать. Тогда уходит много тайн.

Например, в программировании нет ничего из того, что делает программа, чего нельзя было бы сделать вручную.(Практично это или нет — это другой вопрос.) Итак, как и в случае с электроникой, хороший способ понять некоторый алгоритм программирования — просто сесть с бумагой и некоторыми предметами перед собой и просто сделать вещи, вручную, своими руками. Это почти всегда помогает понять суть, глубоко внутри. И тогда тайна уходит.

Знание имени чего-либо — НЕ то же самое, что знание чего-либо. Лучший способ узнать что-то — это посмотреть и понаблюдать за этим. Итак, давайте посмотрим на устройство.

LM317 Внутренний источник опорного напряжения

Внутри устройства имеется особый тип опорного напряжения, который установлен примерно на \ $ 1.25 \: \ text {V} \ $. Между прочим, создать один из них непросто. Особенно, если вы хотите, чтобы эталонное напряжение оставалось постоянным в широком диапазоне рабочих температур и вариаций в ИС во время производства и в течение длительного периода времени. Вот что об этом говорится в даташите:

Вы можете видеть, что для широкого диапазона выходных токов, входных напряжений и температур (см. Примечание) это напряжение гарантированно будет оставаться в пределах \ $ 1.2 \: \ text {V} \ $ и \ $ 1.3 \: \ text {V} \ $. Это настоящее достижение.

Чтобы этот источник опорного напряжения работал нормально, разработчикам также понадобился какой-то источник тока. Причина в том, что для создания такого хорошего источника опорного напряжения им также необходимо обеспечить относительно предсказуемый ток, протекающий через него. (Помните, вы обеспечиваете входное напряжение где угодно от \ $ 3 \: \ text {V} \ $ до \ $ 40 \: \ text {V} \ $.) Таким образом, есть также источник тока, который обеспечивает предсказуемый ток через опорное напряжение, чтобы это работало хорошо.Вы можете увидеть этот факт в этой части таблицы:

Источник тока они используют источники его текущий из IN pin. Но этот текущий должен покинуть через какой-то другой вывод — в данном случае, а именно, вывод ADJUST . Таким образом, ток этого источника тока называется током на клеммах «НАСТРОЙКА». Об этом следует помнить при использовании устройства. Вы должны предоставить средство, чтобы ток этого источника тока покидал устройство и направлялся к заземлению.

Подведем итоги. Разработчики сочли, что для того, чтобы этот регулятор напряжения выполнял свою работу, необходимо включить внутренний (скрытый) источник опорного напряжения. (Им он нужен, чтобы они могли использовать его для сравнения, а затем решить, как «регулировать» напряжение, которое вы хотите — я скоро обсуду эти детали.) Чтобы создать хорошее внутреннее опорное напряжение , им нужен был источник тока. Из-за этого они также должны были сообщить вам, что вы должны помочь им, уменьшив этот ток через вывод ADJUST .Так они и это уточняют.

Теперь вы должны помнить о двух вещах: (1) опорное напряжение; и (2) отрегулируйте ток вывода. Но ток на выводе ADJUST — это всего лишь следствие обеспечения этого опорного напряжения. Итак, главное, что нужно иметь в виду, чтобы понять устройство, — это опорное напряжение (а не ток на выводе ADJUST , который, так сказать, является неизбежным злом).

Это всего лишь один из внутренних ресурсов устройства. Он также включает в себя некоторые специальные схемы для защиты от слишком большого тока и защиты от серьезного перегрева во время работы.Таким образом, вы получаете встроенную в устройство тепловую защиту.

Метод регулирования напряжения

Исходя из вышесказанного, основная идея LM317 заключается в следующем:

смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab

Операционный усилитель постоянно контролирует оба своих (+) и (-) входа и регулирует свой выход так, чтобы на этих двух входах было одинаковое напряжение. При осмотре вы можете увидеть, что ввод (+) будет около \ $ 1.25 \: \ text {V} \ $ выше напряжения вывода ADJUST . Это означает, что выходное напряжение будет , а также будет примерно на \ $ 1,25 \: \ text {V} \ $ выше напряжения вывода ADJUST , когда все работает правильно.

Это самое главное, чтобы понять! Так что позвольте мне повторить. LM317 использует внутреннее опорное напряжение, чтобы установить вход (+) примерно на \ $ 1,25 \: \ text {V} \ $ выше напряжения на контакте ADJUST , а затем использует поведение операционного усилителя, чтобы затем заставить OUT также быть примерно \ 1 доллар.25 \: \ text {V} \ $ выше напряжения вывода ADJUST .

Суть в понимании того, как это работает. Убедитесь, что вы пропустили это через голову несколько раз. Просверлите его.

Использование LM317

На этом этапе неплохо было бы реализовать кое-что еще. LM317 не может видеть \ $ R_2 \ $. Он не знает, что вы там используете. Все, что он делает, это пытается убедиться, что вывод OUT находится примерно на \ $ 1,25 \: \ text {V} \ $ выше вывода ADJUST , позволяя более или менее току течь от вывода IN к Вывод OUT (через транзистор [это действительно Дарлингтон, а не один BJT, как я показал.])

Поскольку LM317 постоянно настраивает OUT так, чтобы оно всегда было примерно на \ $ 1,25 \: \ text {V} \ $ выше напряжения на контакте ADJUST , размещение \ $ R_1 \ $ между OUT и ADJUST вызывает ток в \ $ R_1 \ $, который равен \ $ I_ {R_1} \ приблизительно \ frac {1.25 \: \ text {V}} {R_1} \ $.

\ $ I_ {R_1} \ $ теперь добавляется к току вывода ADJUST , который течет из вывода ADJUST и будет добавлен к току, протекающему через \ $ R_1 \ $.(Помните, что это ток, который требовался для обеспечения хорошего опорного напряжения внутри LM317.)

В вашем примере \ $ I_ {R_1} \ приблизительно 5.2 \: \ text {mA} \ $. Ток вывода ADJUST добавляет к этому максимум \ $ 100 \: \ mu \ text {A} \ $ (хотя он также может добавить намного меньше). Весь этот текущий должен быть разрешен для достижения наземная ссылка.

В общем, вы хотите убедиться, что этот вывод ADJUST отклонение составляет маленький по сравнению с \ $ I_ {R_1} \ $, так что его вариации не имеют большого значения для выходного напряжения вашего схема регулятора.Обратите внимание, что в случае вашей схемы это разумно истинный. Итак, теперь вы лучше понимаете, почему именно это значение для Выбрано \ $ R_1 \ $.

В большинстве цепей с регулируемым напряжением отвод этого тока осуществляется с помощью переменного резистора (потенциометра), один конец которого подключен к земле, а другой конец — к общему узлу вывода ADJUST , а один конец — к \ $ R_1 \ $. Ток (который, как мы ожидаем, находится где-то между \ $ 5.2 \: \ text {mA} \ $ и \ $ 5.3 \: \ text {mA} \ $ здесь) должен теперь проходить через этот потенциометр.При этом на нем возникает падение напряжения. Это падение напряжения добавляет к падению напряжения на \ $ R_1 \ $ (которое фиксируется конструктивно в LM317) и должно, по определению, быть напряжением на выводе OUT .

Если \ $ R_2 \ $ может быть до \ $ 5 \: \ text {k} \ Omega \ $, вы можете настроить падение напряжения на \ $ R_2 \ $ до \ $ 26-27 \: \ text {V} \ $. Добавление оставшихся \ $ \ приблизительно 1,25 \: \ text {V} \ $ означает, что напряжение на выходе OUT (относительно земли) может быть теоретически выше, чем где-то от \ $ 27.2 \: \ text {V} \ $ в \ $ 28.3 \: \ text {V} \ $.

Однако для достижения этих пиковых напряжений вам потребуется более высокое входное напряжение. В рекомендуемых условиях эксплуатации вы можете увидеть следующее:

Таким образом, это означает, что для достижения максимума, который обещает потенциометр и значение \ $ R_1 \ $, вам потребуется входное напряжение питания около \ $ 32 \: \ text {V} \ $.

Другое применение

Теперь, когда вы это хорошо понимаете, вы можете подумать еще об одном LM317.Его также можно использовать в качестве источника тока, например, для зарядки аккумуляторной батареи. Если вы замените \ $ R_2 \ $, например, аккумуляторной батареей, вы можете выбрать значение для \ $ R_1 \ $, которое будет генерировать правильный ток для ее подзарядки. LM317 будет продолжать настраивать вещи так, чтобы напряжение на \ $ R_1 \ $ было постоянным, а это подразумевает постоянный ток в \ $ R_1 \ $. Поскольку весь этот ток должен достигать земли по указанному вами пути, использование батареи на этом пути означает, что он будет получать постоянный ток для его подзарядки.(Конечно, есть и другие проблемы. Вам нужно будет контролировать процесс зарядки и останавливать его, когда аккумулятор заряжен или больше не требует постоянного тока. Но суть остается в силе — LM317 также может использоваться как постоянный ток. источник вместо источника постоянного напряжения.)

Пять регуляторов тока LM217, включенных параллельно, в порядке?

И снова здравствуйте,

. Это решение не так плохо, как может показаться на первый взгляд, потому что потери мощности часто распределяются таким образом, а это означает более низкие температуры повсюду.Но теперь я вижу некоторые другие факты об этом, которые могут помочь немного упростить это.

Во-первых, теперь это звучит так, как будто вы заряжаете 4 элемента последовательно для общего общего напряжения 6 В. Исправьте это, если ошиблись.

Ну, зарядка элементов 6в от источника 15в — не лучшая идея в мире. Чтобы свести к минимуму потери мощности, напряжение источника должно быть близко к общему напряжению ячейки. Другими словами, 14v было бы лучше, 13v лучше, и т. Д. И т. Д., Вплоть до 6,01 В, что было бы действительно здорово, но было бы слишком мало, чтобы быть практичным.Это основная теория минимизации потерь энергии в процессе зарядки.

Чтобы быть практичным, мы должны оставить некоторый запас для управления. Это означает, что какое бы ни было устройство с последовательным проходом, для правильной работы у него должен быть некоторый перепад напряжения. Скажем, мы понижаем источник до 10В вместо 15В. Это оставляет нам максимум 10 раз 0,080 или всего 0,8 Вт на каждое устройство. Это значительно ниже, чем 1,2 Вт с источником 15 В. А поскольку напряжение растет довольно быстро, в реальной жизни мы можем увидеть только половину этого показателя.Таким образом, ключевым моментом здесь является снижение напряжения питания регуляторов.

Но до сих пор мы говорили об использовании линейных регуляторов. Но зачем навязывать это приложению. Однокристальный стабилизатор, подобный тому, что входит в линейку продуктов Simple Switcher, изначально производимых National Semiconductor (теперь часть Texas Instruments), может выполнять эту работу с некоторыми небольшими изменениями. И он будет одинаково хорошо работать при 10 В и 15 В или даже выше, и не требует радиатора. В этих деталях используется одна микросхема, пара электролитических конденсаторов, возможно, индуктор 100 мкГн и диод Шоттки.Добавьте транзистор для регулирования тока, и вы получите стабилизатор тока на одной микросхеме.

Итак, линейный регулятор проще, но на самом деле он должен иметь более точное согласование разности входного / выходного напряжения. Импульсный стабилизатор немного сложнее, но для этого требуется только одна микросхема и несколько других частей.

Упрощенное параллельное подключение линейных регуляторов

Линейные регуляторы

представляют собой простое решение с низким уровнем шума для регулирования постоянного / постоянного тока. Однако при более высоком V IN -V OUT различается, низкая эффективность и высокая рассеиваемая мощность линейных регуляторов ограничивают величину выходного тока, который реально может быть выдан.При параллельном подключении нескольких линейных регуляторов нагрузка (и тепло) распределяется по нескольким ИС, увеличивая полезный диапазон выходных токов, которые может обеспечить решение. Однако параллельно подключить линейные регуляторы не всегда просто.

Разделение тока с линейными регуляторами традиционно не так просто, как параллельное соединение частей. Два линейных регулятора на основе опорного напряжения, настроенные на одинаковое выходное напряжение и связанные вместе выходами, не будут делить ток поровну.Выходное напряжение LDO определяется опорным напряжением, умноженным на коэффициент усиления на основе резисторов обратной связи. Из-за ошибок допуска в резисторах опорного напряжения и обратной связи выходные напряжения будут несовместимы. При несогласованных выходах LDO не будут делить ток; один LDO будет обеспечивать большую часть тока до тех пор, пока он не достигнет предельного значения тока, теплового ограничения или его выход не упадет до достаточно низкого уровня, чтобы другой LDO начал дополнять его ток. Эти три ситуации создают проблемы для работы схемы и могут вызывать проблемы с надежностью, приводя к возможному преждевременному отказу перегруженного LDO.

Давайте посмотрим на LT1763-3.3, популярный линейный стабилизатор PNP с выходом 3,3 В и 500 мА, работающий от 1,8 В до 20 В. Он имеет погрешность максимального выходного напряжения 1% при комнатной температуре и 2,5% превышения температуры.

LT1763-3.3 Типовая схема приложения

При полной нагрузке и перегреве выходное напряжение LT1763 находится в диапазоне от 3,22 В до 3,38 В, что соответствует диапазону 16 мВ. При параллельном подключении устройств, если один выход LDO имеет верхнее значение, а другой — нижнее значение, подключенные параллельно LDO не будут разделять ток; один с более высоким выходным напряжением доминирует во всем диапазоне тока нагрузки.

Чтобы улучшить возможность разделения тока, идентичные балансировочные резисторы могут быть добавлены на выходе каждого регулятора, как показано на рисунке ниже, но для точного согласования (т.е. порядка 90%) значения резисторов должны быть достаточно большими, чтобы разницу в выходных напряжениях регулятора можно компенсировать небольшим изменением выходного тока.

Например, при параллельном подключении двух выходных 3,3 В, 1 А LDO с допуском 3%, наихудший сценарий выходного напряжения — это когда один LDO (# 1) имеет 3.Выход 4 В, а другой (# 2) — 3,2 В. С балансировочным резистором 2 Ом требуется только дополнительные 100 мА выходного тока через балансировочный резистор LDO №1 для балансировки двух напряжений (LDO с более высоким выходным напряжением обеспечивает больший ток). Как только он подает дополнительные 100 мА, дополнительное падение на балансировочном резисторе приводит к совпадению двух выходных напряжений, и LDO разделяют ток. Это обеспечивает жесткое разделение тока (разница всего 10% при максимальном токе нагрузки). Однако падение напряжения на резисторах балансировки тока слишком велико при полной нагрузке (1.1 А * 2 Ом = падение 2,2 В).

Балансировочные резисторы

вызывают большое падение напряжения на выходе

Можно добавить схему измерения тока (резисторы датчика тока и усилитель) на входе или выходе (или на выводах ограничения тока, если усилитель имеет эту функцию) для балансировки токов и поддержания надлежащего выходного напряжения, но внешняя схема увеличивает стоимость и требуется дополнительное место на плате.

Измерение входных токов LDO для балансировки тока нагрузки

Другой метод предполагает использование LDO с регулируемым пределом тока, как показано в примере LT3065 ниже (LT3065 — 1.Вход от 8 В до 45 В, выход 500 мА, линейный регулятор 25 мкВ RMS с программируемым пределом тока точности 10%). Контур обратной связи используется для согласования двух предельных значений тока путем регулировки выходного напряжения одного из усилителей. Как и в предыдущем примере, для работы требуются внешний усилитель и резисторы установки тока.

Использование ограничения тока LDO для балансировки общего тока

LT3081 является примером линейного регулятора, решающего эту проблему очень простым и уникальным способом.LT3081 — это LDO с выходом 1,5 А, который является частью уникального семейства положительных и отрицательных линейных стабилизаторов с опорным источником тока. Устройства легко подключать параллельно и очень хорошо распределять ток. Стабилизаторы положительного выхода имеют диапазон входного напряжения до 40 В и выходной ток от 0,2 до 3 А.

Упрощенная схема LT3081 показана ниже. Вместо источника опорного напряжения LT3081 использует опорный источник тока. Этот ток пропускается через внешний резистор RSET для установки значения опорного напряжения.В зависимости от выбранного резистора опорное значение может быть уменьшено до нуля вольт; дополнительных резисторов обратной связи не требуется.

LT3081 Блок-схема

Еще одним ключевым моментом является плотное распределение тока вывода SET, как показано ниже. Это приводит к очень низкому значению максимального напряжения смещения ± 1,5 мВ от вывода V SET к выходному выводу при комнатной температуре.

LT3081 Плотно закрепленный ток на выводах и, как следствие, распределение с низким смещением

Более высокий выходной ток получается при параллельном подключении нескольких LT3081.Свяжите отдельные контакты SET вместе и свяжите отдельные контакты IN вместе. Подключите выходы вместе, используя небольшие кусочки компьютерной трассы в качестве балластных резисторов, чтобы обеспечить равное распределение тока. Сопротивление следа ПК в миллиомах / дюйм показано в таблице 1. Балластировка требует лишь крошечной области на печатной плате.

Требуется минимальное сопротивление следа печатной платы

Наихудшее смещение комнатной температуры, всего ± 1,5 мВ между выводом SET и выводом OUT, позволяет использовать очень маленькие балластные резисторы.Как показано на рисунке ниже, в каждом LT3081 используется небольшой балластный резистор 10 мОм, который при полном выходном токе обеспечивает более 80% выравниваемого распределения тока. Внешнее сопротивление 10 мОм (5 мОм для двух устройств, подключенных параллельно) добавляет только около 15 мВ падения стабилизации на выходе 3 А. Даже при таком низком выходном напряжении, как 1 В, это добавляет лишь 1,5% к регулировке. Конечно, параллельное соединение более двух LT3081 дает еще больший выходной ток. Размещение устройств на печатной плате также способствует распространению тепла.Последовательные входные резисторы могут еще больше распространять тепло, если разница между входным и выходным напряжением велика.

Параллельное подключение LT3081s

Для удобства 1.1A LT3080 доступен в версии LT3080-1, в которой интегрирован балластный резистор. Семейство усилителей считывания тока Linear Technology предлагает множество других полезных функций между устройствами, включая мониторинг выходного тока, мониторинг температуры перехода кристалла, отключение, защиту от обратного тока и обратного заряда батареи и другие.Все устройства оставляют проблемы, связанные с параллельным подключением LDO, в прошлом.

Мало цепей регулятора напряжения LM317, которые имеют много применений

Некоторые схемы на базе регулятора напряжения LM317

Здесь показано несколько полезных схем, использующих микросхему регулятора напряжения LM317. LM317 — это микросхема стабилизатора напряжения с тремя выводами от National Semiconductors. ИС способна выдавать выходной ток до 1 А. Входное напряжение может составлять до 40 В, а выходное напряжение может регулироваться от 1.От 2 до 37 В.

Типовая схема регулятора положительного напряжения с использованием LM317.

Регулируемый регулятор

LM317

Выше показана классическая схема регулятора напряжения на LM317. Входное напряжение подается на контакт 3 (v in) IC, а регулируемое выходное напряжение поступает на контакт 2 (V out) IC. Сеть резисторов, состоящая из R1 и R2, соединенных вместе с выводом 1 (adj), используется для установки выходного напряжения. C1 — конденсатор входного фильтра, а C2 — конденсатор выходного фильтра.Выходное напряжение схемы регулятора зависит от уравнения: Vout = 1,25 В (1 + (R2 / R1)) + I adj R2.

Регулируемый регулятор с цифровым выбором выхода.

LM317 регулятор напряжения с цифровым выбором выхода

Очень простая схема регулируемого регулятора с цифровым выбором выхода показана выше. Схема представляет собой всего лишь модификацию обычного стабилизатора напряжения на LM317. Параллельно резистору R4 добавляются еще четыре ответвления резистора, каждая с транзисторным переключателем, и эти резисторы могут быть включены или исключены из схемы путем включения соответствующего переключающего транзистора.Проще говоря, выходное напряжение будет соответствовать логическому уровню цифровых входов A, B, C и D. Высокий логический уровень на клемме A включит Q1, поэтому резистор R5 будет добавлен параллельно R4 и так далее. Добавление каждого сопротивления параллельно R4 уменьшит эффективное сопротивление пути, и, таким образом, выходное напряжение сопротивления будет уменьшаться ступенчато. Ширина каждого шага зависит от номинала резисторов, которые вы выбираете. Резистор R4 устанавливает максимальное выходное напряжение в соответствии с уравнением V out Max = 1.25 В (1 + (R4 / R3)) + (Iadj x R4).

5A стабилизатор постоянного напряжения постоянного тока.

Регулятор постоянного напряжения постоянного тока, 5 А

Схема, показанная выше, представляет собой регулятор постоянного тока / постоянного напряжения на 5 А с использованием LM317. Такая схема — неизбежное устройство на рабочем столе энтузиаста электроники. Помимо LM317, в схеме также используется один операционный усилитель LM310. Диод D3 и конденсатор C3 образуют схему компенсации для операционного усилителя.Выходное напряжение схемы регулятора подается обратно на неинвертирующий вход операционного усилителя, в то время как выходное напряжение операционного усилителя подается обратно на инвертирующий вход самого операционного усилителя через конденсатор C7. Резистор R16 ограничивает входной ток до LM317 и базовый ток до транзистора Q5. C6 — это конденсатор входного фильтра, а C9 — конденсатор выходного фильтра. POT R10 можно использовать для регулировки выходного тока, а POT R11 можно использовать для регулировки выходного напряжения. Светодиод D2 обеспечивает визуальную индикацию, когда цепь работает в режиме постоянного тока.

Цепь повторителя мощности с использованием LM317.

Цепь повторителя напряжения — это цепь, которая обеспечивает значительное усиление по току, в то время как усиление по напряжению поддерживается равным единице (или близкой к ней). Повторитель мощности — это не что иное, как повторитель напряжения, способный выдерживать большие токи. Типичная схема повторителя напряжения, разработанная с использованием транзистора с малым сигналом, может выдерживать ток в несколько сотен миллиампер. Схема повторителя мощности, показанная ниже, может выдерживать выходной ток до 600 мА. Схема, показанная ниже, представляет собой не что иное, как схему эмиттерного повторителя, использующую силовой транзистор LM195 (Q6) со схемой ограничителя тока на основе LM317, подключенной к эмиттеру.Проще говоря, схема ограничения тока заменяет «эмиттерное сопротивление» классического транзисторного эмиттерного повторителя. Конденсатор С10 — входной фильтр. LM195 — это монолитный силовой транзистор с полной защитой от перегрузки.

Схема силового повторителя

Примечания.

  • Все схемы, показанные выше, могут быть подключены к монтажной плате.
  • В любом случае печатная плата — лучший вариант, если вы можете это сделать.
  • Максимальный ток нагрузки, который может выдержать LM317, составляет 1 А.
  • Радиатор должен быть установлен на LM317 во всех приложениях, где выходной ток превышает 250 мА.
  • Радиатор может быть выполнен из ребристого алюминия размером 2 x 2 x 2 см.
  • LM195 также требует аналогичного радиатора.
  • Используйте держатель для крепления LM301.
  • Для
  • MJ4502 требуется радиатор с ребристыми алюминиевыми пластинами размером 6 x 6 x 2 см.
  • Размеры радиатора являются приблизительными, и вы можете использовать радиаторы немного большего или меньшего размера в зависимости от наличия.Всегда больше — лучше, и нет ничего хорошего в радиаторе большего размера.
  • Конденсаторы входного и выходного фильтров в этих схемах предпочтительнее твердотельного танталового типа.
Похожие сообщения

LM317 2N3055 3A Источник переменного тока

Много лет назад я построил первый источник переменного тока с использованием LM317. Теперь я все еще использую его. Но если нужно использовать регулируемый стабилизатор напряжения на 3А.

Эта схема ниже подходит вам по 5 важным причинам.

Во-первых, это качественный блок питания.

Во-вторых, выходной ток до 3А.

В-третьих, отрегулируйте выходное напряжение от 1,25 до 20 В.

В-четвертых, отрегулируйте напряжение с шагом 3 В, 6 В, 9 В, 12 В.

Наконец, используйте обычный компонент, LM317, 2N3055 и другие.

Итак, сделать это очень просто.

Работа цепи регулируемого регулятора напряжения 3A

LM317, электрическая схема регулируемого регулятора напряжения 3A
Выход: 1.От 2 В до 20 В и от 3 В, 6 В, 9 В, 12 В

В приведенной выше схеме регулируемого регулятора напряжения на 3 А.

Прежде всего, подключите сеть переменного тока. Он идет к T1 через S1 и F1.

  • S1 — выключатель питания.
  • F1 — предохранитель 0,5 А для защиты цепи от перегрузки по току.
  • T1 — понижающий трансформатор преобразует сеть переменного тока в низкое напряжение переменного тока, 18 В при токе 3 А.

Затем переменный ток 18 В поступает на диодный мост BD1, чтобы преобразовать переменное напряжение в постоянное, импульсный постоянный ток.

Затем конденсатор C1 фильтрует, это становится импульсным постоянным током.

Мы позвонили по номеру нерегулируемой поставки .

Пока протекает какой-то ток R6 и LED1. Светодиод LED1 показывает, что питание включено. И R6 ограничивает ток для экономии LED1

Затем нерегулируемое напряжение поступает на вход IC1 через R1. IC1 — это основной, регулятор переменного напряжения постоянного тока IC , знаменитый LM317. Это сделает выходное напряжение очень стабильным.

Схема повышения тока для LM317

Выше я сказал, что схема может питать выходной ток 3А.Но, как известно, LM317 может работать от 1,5 А. Что мы можем сделать? Чтобы увеличить его! Помогаем с транзисторами.

И R1 ограничивает ток до IC1. Напряжение на R1 вызывает смещение тока к Q2, транзистору драйвера. R2 — токоограничивающий резистор Q2.

Когда Q2 проводит, сильный ток будет течь через коллектор и эмиттер к базе Q1, силового транзистора.

Q1 работает, потому что он получает смещение по току. На R3 имеется напряжение.

Таким образом, ток большой мощности будет протекать через коллектор и эмиттер на выход при максимальном токе.

Если вам нужен большой ток выхода. Это зависит от 3 важных вещей:

  • Во-первых, ток трансформатора.
  • Во-вторых, ток диодного моста .
  • В-третьих, емкость C1. Достаточно.

Продолжайте читать:

Регулировка выходного напряжения

Схема имеет два варианта, которые вы можете выбрать.

—При переводе селектора С2 в точный режим. Мы можем повернуть переменный резистор VR1, чтобы изменить выходное напряжение с 1,25 В до 20 В.

Если непонятно что. Вернитесь к:
Мой первый LM317 Источник переменного тока (от 1,2 В до 30 В при 1 А)

Когда мы переключаем S2 в пошаговый режим. Мы часто используем то же самое не меняем Например 9V, 12V, чтобы использовать его вместо батареи. Таким образом, этот вариант очень хорош. Вы можете повернуть S3, чтобы выбрать напряжение из 3 В, 6 В, 9 В и 12 В.

Читайте также:

Который вы можете добавить больший диапазон напряжений с помощью некоторого резистора на S3.

См. Функцию, подобную этой схеме:
1,5 В, 3 В, 4,5 В, 5 В, 6 В, 9 В Блок питания селектора LM317

Функции компонентов
Конденсатор фильтра C2 устраняет скачки напряжения до того, как поступит на LM317 .

C6-конденсаторный фильтр постоянного напряжения для лучшего сглаживания и низкого уровня шума.

Перечень компонентов

Полупроводники
IC1: LM317T, 3-контактный регулируемый положительный стабилизатор
Q1: 2N3055, 15 А, 60 В, транзистор NPN.
Q2: TIP32, 4A, 60V PNP транзистор.

Электролитические конденсаторы

C1: 6,800 мкФ 35 В
C3: 33 мкФ 35 В

C2: 0,01 мкФ 50 В, керамический конденсатор.
R1: 15 Ом, резистор 1 Вт.

Резистор 0,5 Вт, допуск: 5%
R2: 150 Ом
R3: 470 Ом
R4: 150 Ом
R5: 15K
R6, R11: 1K
R8: 220 Ом
R9: 560 Ом
R10: 33 Ом
R12: 1,2K
R12: 220 Ом
T1: 3A, трансформатор 18 В
LED1: цвет по вашему усмотрению
S1: Выключатель питания
S2: Переключатель SPDT
S3: Селекторный переключатель — см. Текст
PCB, Радиатор , и другие…

Build 3A Регулируемый стабилизатор напряжения

Этот проект состоит из нескольких частей.Могу припаять компоненты на перфорированную плату. Разместите оборудование согласно схеме. Как Рисунок 2 Схема печатной платы.

И соберите все компоненты как Рисунок 3 .

Q1 следует держать на большом радиаторе. Очень жарко для использования.

Коммутаторы подключены правильно.

Если вы новичок, то обязательно проверяйте и проверяйте, прежде чем вводить питание, следует несколько раз повторить. Во избежание повреждений!

В частности, положение ножек диодов, электролитических конденсаторов, транзисторов, IC1.

Узнать больше :
Дополнительные схемы питания

Как работает источник питания 741 OP-AMP

Если что-то не так, у вас будет полная мощность 3A, которая достаточно талантлива, чтобы: покажу как. «Я зарабатываю на себе, горжусь и активно нуждаюсь в экономии».


Рисунок 2: Схема печатной платы схемы регулируемого стабилизатора напряжения LM317


Рис. 3. Соберите компоновку всех компонентов на печатной плате.

Будьте осторожны Компонент полярности

Некоторые компоненты имеют полярность. Например, электролитические конденсаторы, диоды LM317, LM337 и т.д. Если вы их неверно. Ваша схема не работает. Событие им повредить.

Важные компоненты полярности источника питания 3A с использованием LM317 и 2N3055

Кроме того, регулируемый регулятор напряжения LM317

Также в этом проекте мы можем использовать LM350 , чтобы сделать от 1,2 В до 25 В при регулируемом регуляторе 3 А.Спасибо, MR OHM 1970 предлагает нам просто удалить оба транзистора.

Вам это может не понравиться. Потому что большой и дорогой.

См. Схемы ниже!

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

LM317T Распиновка, схема подключения и характеристики

В случае, если в схеме нужен стабилизатор на какое-то нестандартное напряжение, то отличным решением будет использование популярного интегрального стабилизатора LM317T с характеристиками:

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

LM317T Распиновка

Номер контакта Имя контакта Описание
1 Настроить Этот вывод регулирует выходное напряжение
2 Выходное напряжение (Vout) Регулируемое выходное напряжение, установленное регулируемым контактом, может быть получено с этого контакта
3 Входное напряжение (Vin) На этот вывод подается входное напряжение, которое необходимо отрегулировать.

Схема LM317T в минимальном исполнении имеет два резистора, значения сопротивления которых определяют выходное напряжение, входной и выходной конденсаторы.

Регулятор имеет два важных параметра: опорное напряжение (Vref) и ток, протекающий с настроечного штифта (Iadj).

Значение опорного напряжения может изменяться от экземпляра к экземпляру от 1,2 до 1,3 В , но среднее значение составляет 1,25 В. Опорное напряжение — это напряжение, которое микросхема регулятора стремится поддерживать на резисторе R1. Таким образом, если резистор R2 замкнут, выход схемы будет 1,25 В, и чем больше падение напряжения на R2, тем больше будет выходное напряжение.Оказывается, 1,25 В на R1 добавляется к падению напряжения на R2, чтобы сформировать выходное напряжение.

Второй параметр, ток, протекающий с выхода подстройки, в основном паразитный. Производители обещают, что он будет в среднем 50 мкА, максимум 100 мкА, но в реальной жизни он может достигать 500 мкА. Следовательно, чтобы обеспечить стабильное выходное напряжение, вы должны пропускать ток 5 мА и более через делитель R1-R2. А это значит, что сопротивление R1 не может превышать 240 Ом. Кстати, это рекомендованное сопротивление на принципиальных схемах из даташита.

Пример стабилизации напряжения с использованием LM317

Предположим, вы хотите подать на микросхему 12 вольт и настроить его на 5 вольт. Из приведенной выше формулы, чтобы LM317 выдавал 5 вольт и работал как регулятор напряжения, значение R2 должно быть 720 Ом.

Соберите указанную выше схему. Затем с помощью мультиметра проверьте выходное напряжение, поместив пробник на конденсатор емкостью 1 мкФ. Если схема собрана правильно, на выходе будет около 5 вольт.

Входной конденсатор C1 можно не устанавливать, если корпус микросхемы находится на расстоянии не менее 15 сантиметров от входного сглаживающего фильтра.Выходной конденсатор C2 добавлен для сглаживания переходных процессов.

Теперь замените резистор R2 на резистор 1,5 кОм. На выходе теперь должно быть около 10 В. Это преимущество этих микросхем. Вы можете настроить их на любое напряжение в пределах диапазона, указанного в его характеристиках.

В первый раз, когда я рассчитал делитель для ИС по формуле из таблицы данных LM317T, я установил ток равным 1 мА, а затем долго задавался вопросом, почему напряжение другое.И с тех пор выставляю R1 и вычисляю по формуле:

R2 = R1 * ((Uвых. / Un) -1)

Я тестирую в реальных условиях и указываю значения сопротивления R1 и R2.

Посмотрим, что должно быть при распространенных напряжениях 5 и 12 В.

R1, Ом R2, Ом
LM317T принципиальная схема 5в 120 360
Принципиальная схема LM317T 12В 240 2000

Но я бы посоветовал использовать LM317T для типичных напряжений только тогда, когда вам нужно что-то сделать на месте, и у вас нет подходящего чипа, такого как 7805 или 7812 , под рукой.

LM317T также можно использовать для создания схемы плавного пуска: добавить конденсатор и усилитель тока на биполярный транзистор PNP.

Схема переключения для цифрового управления выходным напряжением также не сложна. Вычислите R2 до максимального требуемого напряжения и добавьте параллельно цепь резистора и транзистора. Включение транзистора параллельно увеличивает проводимость основного резистора и увеличивает проводимость дополнительного резистора. И выходное напряжение уменьшится.

Схема регулятора тока даже проще регулятора напряжения, потому что нужен только один резистор. I вых = Uon / R1.

Например, таким способом получаем стабилизатор тока для светодиодов от lm317t:

  • для одноваттных светодиодов I = 350 мА, R1 = 3,6 Ом, не менее 0,5 Вт.
  • для трехваттных светодиодов I = 1 А, R1 = 1,2 Ом, мощность не менее 1,2 Вт.

Зарядное устройство 12В на базе АРН сделать несложно.Это то, что предлагает таблица данных. С помощью Rs вы можете установить ограничение тока, а R1 и R2 определяют ограничение напряжения.

Если схема должна стабилизировать напряжения при токах более 1,5 А, вы все равно можете использовать LM317T, но вместе с мощным биполярным транзистором или структурой PNP.

Если вам нужно построить биполярный стабилизатор напряжения, то вам поможет аналог LM317T, но он работает на отрицательной стороне регулятора — LM337T.

Но у этого чипа есть некоторые ограничения.Это не регулятор падения напряжения. Даже обратное начинает работать хорошо только тогда, когда разница между выходным напряжением и выходным напряжением превышает 7В.

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

Как проверить LM317T мультиметром?

Проверить микросхемы мультиметром невозможно, потому что это не транзистор. Между выводами, конечно, можно что-то протестировать, но это не гарантирует исправность микросхемы, так как она содержит большое количество различных радиоэлементов (транзисторы, резисторы и т. Д.)), которые не подключены к контактам напрямую и не «тестируются». Самый эффективный способ — собрать простой испытательный стенд с использованием макета для тестирования и питания всего от батареи.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.