En este artículo hablaré sobre otro regulador de voltaje lineal, que ensamblé hace relativamente poco. Está construido sobre el popular chip LM317 y un transistor bipolar PNP. El módulo terminado es el siguiente:
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En el pasado articulo Hablé sobre un regulador de voltaje lineal similar en los transistores TL431 y NPN.
Este circuito, en contraste con el mencionado anteriormente, contiene un poco menos de partes y es capaz de soportar corrientes más altas, gracias a un transistor más potente.
Características clave
• Voltaje de entrada de hasta 30 V (en mi versión, porque el condensador en la entrada a 35 V)
• Voltaje de salida 3-25V (dependiendo de la corriente, cuanto mayor sea la corriente, menor será el voltaje de salida máximo)
• Corriente de hasta 9 A (con un transistor TIP36C con un voltaje de entrada de 18 V y una salida de 12 V, pero generalmente depende del transistor seleccionado y la disipación de potencia)
• Estabilización de la tensión de salida al cambiar la entrada.
• Estabilización de la tensión de salida cuando cambia la corriente de carga.
• Falta de protección contra cortocircuitos.
• Falta de protección actual
El módulo se ensambla de la siguiente manera:
Explicaciones según el esquema:
El microcircuito LM317 comprado en AliExpress (probablemente no el original) tiene 3 salidas. Los resultados se indican en el diagrama y la imagen en la esquina inferior derecha.
El chip controla un potente transistor bipolar PNP VT1. Usé TIP36C para este propósito. Las características principales del transistor: voltaje - 100V, corriente de colector - 25A (de hecho, 8-9A, porque el transistor no es original y fue comprado por Ali Express), un coeficiente de transferencia de corriente estática de 10.
Es muy importante controlar la potencia disipada por el transistor para que no supere los 50-55 vatios (para un transistor en un paquete TO-247 o de tamaño similar, y para transistores en una caja TO-220, no más de 25-30 vatios). Puedes calcular por la fórmula:
P = (salida U - entrada U) * I colector
Por ejemplo, el voltaje de entrada es 18 V, establecemos el voltaje de salida en 12 V, la corriente que tenemos es 9 A:
P = (18V-12V) * 9A = 54 vatios
Las resistencias R1, R2, R3 establecen el voltaje que nuestro circuito se estabilizará. La resistencia R1 se toma como estándar a 240 ohmios (cualquier potencia). La resistencia R2 es variable, es mejor tomar en la región de 2-3k ohmios. Inicialmente, lo configuré en 4.7k Ohm, como resultado, en algún lugar en el medio del rango de rotación de la perilla, el voltaje alcanza su valor máximo y no cambia más.Solde una resistencia de 3.9k Ohm paralela al potenciómetro, el ajuste se hizo más suave y se comenzó a utilizar todo el rango de rotación de la perilla. La resistencia R3 es opcional, sirve para mover ligeramente los límites inferior y superior del rango de ajuste hacia el aumento. Regla general: cuanto mayor es la resistencia total de las resistencias R2 y R3, mayor es el voltaje de salida. Esto lo confirma la fórmula de Datashita:
La resistencia R4 se usa para limitar ligeramente la corriente a la entrada del chip LM317. Resistencia 10 Ohm. LM317 tanto como sea posible puede pasar por sí mismo aproximadamente 1A (hasta 1.5A, si es el original). A primera vista, la potencia de la resistencia R4 debería ser:
P = I ^ 2 * R = 1 * 1 * 10 = 10 vatios
Pero desde La corriente también pasa a través de la base del transistor VT1, sin pasar por la resistencia, puede tomar la resistencia R4 y 5 vatios.
Los componentes anteriores forman el núcleo del circuito; todo lo demás son elementos adicionales para mejorar la estabilidad y proporcionar algunas protecciones.
Condensador C2 (microfaradios de cerámica 1-10): se suelda en paralelo con una resistencia variable y mejora la estabilidad de la regulación. Para proteger el microcircuito LM317 cuando se descarga el condensador C2, se coloca un diodo D2. Ellos, junto con el diodo D1, protegen el microcircuito y el transistor de la corriente inversa. El diodo D3 sirve para proteger el circuito de la autoinducción EMF cuando funciona con motores eléctricos. Los condensadores C4 (electrolítico 35V 470-1000 uF) y C5 (cerámica 1-10 uF) forman un filtro de entrada, y los condensadores C1 (electrolítico 35V 1000-3300 uF) y C3 (cerámica 1-10 uF) forman un filtro de salida. La resistencia R5 a 10k Ohm (cualquier potencia) crea una pequeña carga para la estabilidad del circuito en ralentí y ayuda a descargar condensadores más rápido en caso de falla de energía.
Proceso de construcción:
Al principio, todo se ensambló mediante una instalación con bisagras y se probó.
Luego solde el circuito en el tablero en forma de un módulo.
Se agregó un pequeño radiador.
Con dicho radiador, el circuito puede funcionar durante mucho tiempo solo a bajas corrientes. Para que el circuito funcione durante mucho tiempo a plena potencia, necesita un radiador más masivo.
El LM317 y el transistor se pueden montar en un radiador sin juntas aislantes, como Según el esquema, estas conclusiones (salida LM317 y colector de transistores) están conectadas.
Probé el módulo terminado y verifiqué las características.
En general, me gustó el circuito: bastante simple y puedes obtener una corriente decente. Lo que falta es protección contra cortocircuito y corriente. Bueno, se acabó. La eficiencia no es alta y emite mucho calor. Pero esta es una característica de todos esos circuitos lineales, que personalmente no me molesta realmente.
¡Gracias a todos por su atención! Espero que el artículo te haya sido útil.