Vysvetlenie obvodu
Začíname základným obvodom LM317.
LM317
Laboratórny regulátor napätia používa regulátor napätia LM317. Jeho napnutie je nastaviteľné. Označenie LM317T uvádza, že v balení TO-220 sa používa LM317.
LM317 reguluje výstupné napätie takým spôsobom, že medzi jeho prípojkami OUT a ADJ je 1,25 V.
Vyžadujú sa iba 2 rezistory: Rezistor R8 generuje prúd 5,17 mA. Napätie sa nastavuje pomocou odporu R7. Výstupné napätie je
Pre 5V výstupné napätie je
Celá vec je bohužiaľ trochu nepresná:
- Napätie LM317 nie je presne 1,25V, ale medzi 1,2V a 1,3V.
- Rezistory R6 a R9 nie sú presné.
Nerobíme si s tým starosti a nastavíme výstupné napätie trimrom R7 a voltmetrom na výstupe.
Musíme poznamenať:
LM317 nemôže produkovať napätie pod 1,25V.
LM317 je dosť robustný:
- Obmedzuje výstupný prúd na 1,5 A a
- jednoducho reguluje výstupný prúd nadol, keď je príliš horúci.
Elektronické zabezpečenie
Všetko v poriadku, ale chceme, aby náš laboratórny regulátor napätia reguloval dole aj pri nižších prúdoch. Sme nútení nastaviť si zálohu sami.
Pamätáme si praktický kurz na jednoduchú elektronickú poistku a najskôr si nainštalujeme nadprúdový indikátor.
Obrázok 2: LM317 s indikátorom nadprúdu
Ak je výstup zaťažený nad 10 mA, rozsvieti sa červená LED4. Prúd sa meria pomocou odporu R20.
Obrázok 3: LM317 s elektronickou poistkou
Táto elektronická poistka sa líši od jednoduchej elektronickej poistky. Nie je to MOFFET, ktorý je riadený invertorom Q2, ale LM317.
Ak je prúd príliš vysoký, Q1 sa stane vodivým a odoberie prúd z odporu R8. Tým sa zníži výstupné napätie LM317.
Rezistory R9 a R10 znižujú napätie na meracom rezistore R20 na polovicu. Poistka sa vypne, keď je napätie základne-vysielača na Q2 vyššie ako 0,6V. Poistka vypína iba na 1,2 V na meracom odpore R20 - presne 1,25 V
Účinok je podrobnejšie popísaný v detailoch obvodu.
Ochranný obvod LM317
Podľa údajového listu musí byť LM317 prevádzkovaný s niekoľkými ďalšími komponentmi. Kondenzátory C2, C3 a C4 sú potrebné. Dióda D2 by mala chrániť LM317, keď je napätie na výstupe - cez C4 alebo kondenzátor obvodu prevádzkovaného laboratórnym regulátorom napätia - vyššie ako na vstupe. D3 chráni ADJ, ak je výstup skratovaný.
Dokončenie okruhu
Ukazovateľ nadprúdu stále chýba:
Obrázok 5: LM317 so všetkými displejmi
V prípade nadprúdu sa rozsvieti červená LED3.
Delič napätia s R4 a R5 je nevyhnutný, pretože poistka vypína na napätí 1,25 V na meracom odpore R20.
Pokiaľ je výstupné napätie nad 3V, rozsvieti sa modrá LED4.
Rezistor R6 má zabrániť preťaženiu tranzistora T1, keď je potenciometer R7 na doraze 1.
Obrázok 6: Laboratórny regulátor napätia
Paralelné odpory R12, R13, R14 poskytujú napätie, s ktorým je možné určiť výstupný prúd. Toto napätie je medzi Pin2 a Pin3 zásuvky J7. Tu nesmie byť pripojený žiadny ampérmeter, ale voltmeter. Ak tam pripojíme voltmetr, napätie zodpovedá
Zobrazuje sa 1 000 mV na 1 A alebo 1 mV zodpovedá 1 mA. Napätie Um nesúvisí so zemou GND.
Na piny 1 a 2 zásuvky J7 je možné pripojiť externé rezistory, pomocou ktorých je možné nastaviť maximálny prúd regulátora napätia. Selektor elektriny prijíma toto nastavenie.
Zelená LED1 sa rozsvieti, keď je správne pripojené napájanie. Ak je polarita napájacieho zdroja obrátená, rozsvieti sa červená LED2.
Dióda D1 blokuje a chráni obvod v prípade reverznej polarity vstupného napätia.
Prepínač SW1 možno použiť na prepnutie na druhé výstupné napätie. Nastavuje sa to pomocou trimra potenciometra R3. Paralelné zapojenie dvoch trimovacích potenciometrov má tú nevýhodu, že po nastavení napätia pomocou R7 musí byť druhé napätie tiež upravené pomocou R3. To zabráni vzniku krátkeho vysokého výstupného napätia pri prepnutí napätia, ak nie je pripojený žiadny z dvoch trimovacích potenciometrov.
Mal by byť nainštalovaný chladič KK1, pretože inak sa LM317 vypne a bude veľmi horúci aj pri malých prúdoch. LM317 sa však nedá zničiť nadprúdom.