Neste post, discutiremos detalhadamente como construir um circuito de fonte de alimentação ajustável simples baseado em LM317 usando um número mínimo de componentes externos.
Como o nome sugere, um circuito de fonte de alimentação variável fornece ao usuário uma faixa de tensões de saída que variam linearmente através de uma rotação de potenciômetro controlada manualmente.
Um LM317 é um dispositivo versátil que ajuda um amador eletrônico a construir uma fonte de alimentação de tensão variável de forma rápida, barata e muito eficiente.
Introdução
Seja um noob eletrônico ou um profissional especializado, uma fonte de alimentação ajustável é necessária para todos no campo. É a fonte básica de energia que pode ser necessária para vários procedimentos eletrônicos, desde alimentar circuitos eletrônicos complexos até dispositivos eletromecânicos robustos, como motores, relés, etc.
Uma fonte de alimentação variável é uma obrigação para toda bancada elétrica e eletrônica e está disponível em uma variedade de formas e tamanhos no mercado e também na forma de esquemas para nós.
Estes podem ser construídos usando componentes discretos como transistores, resistores etc. ou incorporando um único chip para as funções ativas. Não importa qual seja o tipo, uma fonte de alimentação deve incorporar os seguintes recursos para se tornar universal e confiável com sua natureza:
Caracteristicas essenciais
- Deve ser total e continuamente ajustável com suas saídas de tensão e corrente.
- O recurso de corrente variável pode ser considerado um recurso opcional porque não é um requisito absoluto com uma fonte de alimentação, a menos que o uso esteja na faixa de avaliações críticas.
- A tensão produzida deve ser perfeitamente regulada.
Com o advento de chips ou CIs como LM317, L200, LM338, LM723, configurar circuitos de alimentação com saída de tensão variável com as qualidades excepcionais acima se tornou muito fácil hoje em dia.
Como usar o LM317 para produzir uma saída variável
Aqui vamos tentar entender como construir um circuito de fonte de alimentação mais simples usando o IC LM317. Este IC está normalmente disponível no pacote TO-220 e possui três saídas de pinos.
Os pinos são muito fáceis de entender, pois consistem em uma entrada, uma saída e um pino de ajuste que só precisa ser conectado com as conexões relevantes.
O pino de entrada é aplicado com uma entrada DC retificada, de preferência com a entrada máxima tolerável, que é de 24 volts conforme as especificações do IC. A saída é recebida do pino “out” do IC enquanto os componentes de ajuste de tensão estão conectados ao redor do pino de ajuste.
Como conectar o LM317 em um projeto de fonte de alimentação de tensão ajustável
Como pode ser visto no diagrama, a montagem quase não precisa de nenhum componente e é de fato uma brincadeira de criança para colocar tudo no lugar.
Ajustar o potenciômetro produz uma tensão linearmente variável na saída que pode estar desde 1,25 volts até o nível máximo fornecido na entrada do Ic.
Embora o projeto mostrado seja o mais simples e, portanto, inclua apenas um recurso de controle de tensão, um recurso de controle de corrente também pode ser incluído no IC.
Adicionando um recurso de controle atual
A figura acima mostra como o IC LM317 pode ser efetivamente usado para produzir tensões e correntes variáveis, conforme desejado pelo usuário. O potenciômetro de 5K é usado para ajustar a tensão, enquanto o resistor sensor de corrente de 1 Ohm é selecionado apropriadamente para adquirir o limite de corrente desejado.
Aprimoramento com facilidade de saída de alta corrente
O IC pode ser aprimorado ainda mais para produzir correntes mais altas do que seus valores nominais. O diagrama abaixo mostra como o IC 317 pode ser usado para produzir mais de 3 amperes de corrente.
LM317 Tensão Variável, Regulador de Corrente
Nosso versátil IC LM317/338/396 pode ser usado como regulador ajustável de tensão e corrente através de configurações simples.
A ideia foi construída e testada por um dos ávidos leitores deste blog Sr. Steven Chiverton e usada para acionar diodos laser especiais que são conhecidos por terem especificações operacionais rigorosas, e podem ser acionados apenas através de circuitos de driver especializados.
A configuração discutida do LM317 é tão precisa que se torna ideal para todas essas aplicações especializadas reguladas por corrente e tensão.
Operação do Circuito
Referindo-se ao diagrama de circuito mostrado, a configuração parece bastante simples, dois LM317 ICs podem ser vistos, um configurado em seu modo de regulador de tensão padrão e o outro em modo de controle de corrente.
Para ser preciso, o LM317 superior forma o estágio regulador de corrente, enquanto o inferior atua como um estágio controlador de tensão.
A fonte de alimentação de entrada é conectada através do Vin e terra do circuito regulador de corrente superior, a saída deste estágio vai para a entrada do estágio regulador de tensão variável LM317 inferior. Basicamente, ambos os estágios são conectados em série para implementar uma regulação completa de tensão e corrente infalível para a carga conectada que é um diodo laser no presente caso.
R2 é selecionado para adquirir uma faixa de limite de corrente máxima de cerca de 1,25 A, sendo o mínimo permitido 5 mA quando os 250 ohms completos são definidos no caminho, o que significa que a corrente para o laser pode ser definida conforme desejado, em qualquer lugar entre 5 mA a 1 amp.
Calculando a tensão de saída
A tensão de saída de um circuito de fonte de alimentação LM317 pode ser determinada com a seguinte fórmula:
VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)
onde é = VREF = 1,25
O ADJ atual é geralmente em torno de 50 µA e, portanto, muito insignificante na maioria das aplicações. Você pode ignorar isso.
Calculando o Limite de Corrente
O valor acima é calculado usando a seguinte fórmula:
R = 1,25/máxima corrente permitida
A tensão controlada por corrente adquirida do estágio superior é aplicada em seguida ao circuito regulador de tensão LM317 inferior, o que permite que a tensão desejada seja definida em qualquer lugar de 1,25V a 30V, aqui a faixa máxima é de 9V, pois a fonte é uma bateria de 9V. Isto é conseguido ajustando R4.
O circuito discutido é designado para lidar com não mais que 1,5 amperes, se for necessária uma corrente mais alta, ambos os CIs podem ser substituídos por LM338 para obter uma corrente máxima de 5 amperes ou LM396 para uma corrente máxima de 10 amperes.
As seguintes lindas fotos foram enviadas pelo Sr. Steven Chiverton, depois que o circuito foi construído e verificado com sucesso por ele.
Imagens de protótipo
Atualizando o LM317 com controle de tensão por botão
Até agora aprendemos como configurar um LM317 para produzir saída ajustável usando um potenciômetro, agora vamos entender como os botões podem ser usados para habilitar a seleção de tensão controlada digitalmente. Eliminamos o uso de potenciômetro mecânico e o substituímos por alguns botões de pressão para a seleção para cima/para baixo dos níveis de tensão desejados.
A inovação converte o design tradicional da fonte de alimentação LM317 em um design de fonte de alimentação digital, eliminando o potenciômetro de baixa tecnologia que pode ser propenso a desgaste a longo prazo, resultando em operações erráticas e saídas de tensão incorretas.
O design modificado do LM317 que permitiria responder às seleções do botão de pressão pode ser visto no diagrama a seguir:
Os resistores R2 associados precisam ser calculados em relação a R1 (240 ohms) para configurar as saídas de tensão selecionadas do botão pretendido.
Fonte de alimentação de bancada LM317 de alta corrente
Esta fonte de alimentação de alta corrente LM317 pode ser usada universalmente para qualquer aplicação que requeira uma fonte de alimentação DC de alta corrente regulada de alta qualidade, como amplificadores de subwoofer de carro, cargas de bateria, etc. que a contagem de peças permaneça baixa e acessível.
Esta simples fonte de tensão ajustável de sistema operacional fixo LM317 satisfaz as condições soberbamente e é capaz de fornecer até 10 amperes. A saída de tensão é governada pelo estágio do circuito contendo R4, R5 e S3; observe que a chave S3 faz parte de R4.
Para obter uma saída de tensão fixa, R4 deve ser determinado para obter zero ohm (totalmente no sentido anti-horário). Nesta situação, a chave S3 deve estar na posição aberta.
O R5 predefinido deve, nesse caso, ser ajustado para que o circuito gere uma saída de 12 volts (ou qualquer coisa que sua aplicação pessoal exija). Para ter uma saída variável, R4 pode ser girado no sentido horário, com S3 na posição fechada e eliminando R5 do circuito.
A tensão de saída agora pode ser operada apenas pelo resistor R4. Quando a posição da chave SPDT S2 está em 1, a corrente de saída mais alta pode ser alcançada tendo as duas metades de T1 fornecendo corrente para o estágio do filtro, a fim de aumentar a saída de corrente total 2 vezes mais.
Dito isto, a tensão de saída mais alta será reduzida em 50% nesta posição. É realmente uma configuração muito produtiva, considerando que o transistor de potência não precisa perder uma quantidade significativa de potencial.
Na posição 2, a tensão máxima praticamente iguala as especificações de potência de T1. Aqui, empregamos um transformador de derivação central de 24 volts para T1. Por fim, D1 e D2 foram incorporados para proteger o IC LM317 caso a alimentação fosse desligada com uma carga indutiva na saída
Referências: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/LM317
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FONTE
Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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