Регулируемые стабилизаторы напряжения и тока на ИМС LM317 (КР142ЕН12) и LM337 (КР142ЕН18) для источников и блоков питанияХарактеристики, особенности применения, схемы включения, онлайн калькуляторы. Однополярные и двуполярные блоки питания на LM317 и LM337 Среди микросхем регулируемых стабилизаторов напряжения и тока одними из самых популярных являются ИМС LM317 и
LM337.
Благодаря своим приличным характеристикам, низкой стоимости и удобного для монтажа исполнения, эти микросхемы при минимальном наборе
внешних деталей отлично справляются с функцией несложных регулируемых источников и блоков питания для бытовой и промышленной электронной
аппаратуры. На Рис.2 изображена схема интегрального стабилизатора напряжения с функцией плавного пуска питания, собранная на всё том же регуляторе напряжения LM317 и тоже взятая из datasheet-а на микросхему. Рис.2 Схема стабилизатора напряжения с функцией плавного пуска питания В начальный момент включения источника питания конденсатор C1 разряжен и представляет собой КЗ. Напряжение на эмиттере транзистора близко к нулю, соответственно напряжение на выходе микросхемы минимально и составляет величину – около 1,2 В. По мере заряда конденсатора напряжение на эмиттере растёт, напряжение на выходе микросхемы – тоже. В какой-то момент напряжение на базе достигнет значения, при котором транзистор полностью закроется, и на выходе стабилизатора установится уровень напряжения, определяемый номиналами резисторов R1, R2. При установке защитных диодов (как это сделано на Рис.1) ничто не мешает использовать эту схему и с более высокими выходными напряжениями. Если возникла необходимость ввести в блок питания стабилизатор (ограничитель) тока нагрузки, то для этой цели также подойдёт ИМС LM317, причём схема получается ещё проще, чем в случае использования её в качестве стабилизатора напряжения. Рис.3 Ограничитель тока на LM317 Такое устройство может быть полезно для зарядки аккумуляторов, питания светодиодов, ограничения тока нагрузки источника питания и т. д. При выборе номинала сопротивления R1 в диапазоне 0,8...125 Ом ограничение выходного тока будет происходить на уровнях: от 10 мА до 1,56 А, а формула, для расчёта конкретного значения тока выглядит следующим образом: I0 = Iadj + Vref/R1 ≈ 1,25/R1 . Онлайн калькулятор расчёта стабилизатора тока на LM317 (LM337) Если в хозяйстве необходим источник как с регулировкой выходного напряжения, так и с ограничением выходного тока, то существует возможность использовать два варианта: 1. Соединить последовательно стабилизатор тока и стабилизатор напряжения, 2. Либо использовать ещё одну схему из datasheet-а. Рис.4 Схема стабилизатора напряжения с ограничением выходного тока Область применения схемы, приведённой на Рис.4, декларируется производителем – как зарядное устройство для 6-вольтовых аккумуляторов, но её вполне можно расширить, подключив к выходу любую нагрузку и используя обвес, взятый с типовой схемы включения (Рис.1). Ток ограничения (стабилизации) устройства рассчитывается исходя из формулы: I0 ≈ 0,6/R1. А учитывая дополнительное падение напряжения на резисторе R1, при расчёте выходного напряжения в калькуляторе – следует вводить величину Uвых, на 0,6 В превышающую необходимое значение. Теперь что касается умощнения микросхем. Здесь datasheet также предполагает 2 варианта: 1. Параллельное соединение микросхем, но не примитивное (как порой можно встретить на некоторых интернет просторах), а довольно сложное, посредством ОУ и дополнительного транзистора. Эту схему я не вижу особого смысла рассматривать ввиду того, что подобную задачу можно решить более гуманными методами. 2. Умощнение внешним транзистором (Рис.5): Рис.5 Умощнение LM317 внешним транзистором Силовой умощняющий транзистор следует выбирать исходя из максимального тока нагрузки и максимальной мощности, рассеиваемой на нём. До того момента, когда падение напряжения на резисторе R1 достигнет уровня 0,6...0,7 В транзистор закрыт, и весь ток в нагрузку течёт через микросхему стабилизатора. При достижении указанного уровня падения напряжения транзистор приоткрывается и также начинает отдавать ток в нагрузку, разгружая тем самым микросхему. Чем больше ток – тем сильнее открыт транзистор, тем большее относительное значение тока через него протекает в нагрузку. Главный вопрос, возникающий у радиолюбителя – какого номинала следует выбирать резистор. Для начала надо задаться некой величиной тока, протекающего через ИМС стабилизатора Ireg, не слишком большой (чтобы микросхема не сильно грелась), но и не слишком малой (для сохранения её стабильной и устойчивой работы). Обычно величина это тока выбирается в пределах 0,1...0,3 А. Определившись с этим значением, следует выбрать транзистор, исходя из максимального тока нагрузки, с параметром β > 1.1 x Iнмакс / Ireg. Будет лучше, если запас усиления транзистора составит величину – 10...20%. Тогда значение R1 можно будет вычислить по следующей формуле: R1 ≈ (β x Vбэ) / (Ireg x β - Iнмакс), где Vбэ ≈ 0,7В для простых транзисторов и 1,4В – для составных. Точно так же можно умощнить и стабилизатор (ограничитель) тока нагрузки (Рис.6). Рис.6 Умощнение стабилизатора тока на LM317 внешним транзистором Ну и под занавес приведём схему двуполярного источника питания с регулируемым напряжением (± 1,2...35 В), опубликованную в одном из зарубежных источников. Рис.7 Схема двуполярного блока питания Для повышения надёжности устройства в него следует добавить пару защитных диодов по аналогии со схемой, изображённой на Рис.1. |