Схемы стабилизированных блоков питания на lm317t. LM317T: схема блока питания мощного регулируемого. Схемы на lm317 своими руками. Мощные аналоги LM317T - LM350 и LM338

LM317 как никогда подходит для проектирования несложных регулируемых источников и , 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 .

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:

Схема включения с регулируемым выходным напряжением

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.

* - зависит от производителя ИМ.

Во всех трех микросхемах присутствует встроенная защита от перегрева, перегрузки и возможного короткого замыкания.

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 0 (1), где I 0 – 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: P R =I 0 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

Рано или поздно любой начинающий радиолюбитель сталкивается с необходимостью заиметь простой, надёжный и недорогой регулируемый блок питания для проверки собственных поделок, ну и, конечно же, тестирования новых «пациентов». Вариантов немного – либо купить уже готовый блок с требуемыми характеристиками в магазине или же у более опытного коллеги по ремеслу, либо собрать устройство самостоятельно из подручных материалов. С учётом цен на более-менее качественные ИИП с регулировкой напряжения (в среднем от 15 до 80 у. е.) вывод напрашивается сам собой.

Не хотим покупать, хотим создавать!

Один из самых простых и универсальных вариантов – блок питания на LM 317. Это популярный и недорогой регулируемый линейный стабилизатор напряжения , обычно изготавливаемый в корпусе ТО-220. Узнать, какая ножка за что отвечает, можно из картинки ниже.

Основные характеристики таковы:

• Входное напряжение до 40 В.
• Ток на выходе до 2,3 А.
• Минимальное выходное напряжение – 1,3 В.
• Максимальное выходное напряжение – Uвх-2 В.
• Рабочая температура – до 125 градусов Цельсия.
• Погрешность стабилизации – не более 0,1% от Uвых.

Чуть подробнее остановимся на максимальном токе. Дело в том, что LM 317 – линейный стабилизатор. «Лишнее» напряжение на ней превращается в тепло, а максимальный теплопакет микросхемы с дополнительным радиатором охлаждения составляет 20 Вт, без него – около 2,5 Вт. Зная формулу расчёта мощности, мы можем посчитать, какой ток реально получить при различных условиях. Например, Uвх=20 В, Uвых=5 В – падение напряжения Uпад = 15В.

При теплопакете 20 Вт это означает максимально допустимый ток в 1,33 А (20 Вт/15 В=1,33 А). А без радиатора – всего 0,15А. Так что помимо радиодеталей следует озаботиться поиском радиатора – подойдёт какой-нибудь помассивнее, от старого усилителя мощности, да и к выбору источника питания нужно подойти с умом.

Комплектующие и схема

Деталей нужно совсем немного:

• 2 резистора: постоянный, номиналом 200 Ом 2 Вт (лучше мощнее) и переменный настроечный 6,8 кОм 0,5 Вт;
• 2 конденсатора, напряжение в соответствии с требованиями, ёмкость – 1000…2200 мкФ и 100…470 мкФ;
• диодный мост или диоды, рассчитанные на напряжение от 100В и ток не менее 3..5 А;
• вольтметр и амперметр (диапазон измерений, соответственно, 0…30 В и 0…2 А) – сойдут аналоговые и цифровые, на ваш вкус.
• трансформатор с подходящими характеристиками – на выходе не более 25…26 В и ток не менее 1 А – по мощности лучше подобрать с хорошим запасом , чтобы не возникла перегрузка.
• радиатор с винтовым креплением и термопаста.
• корпус будущего блока питания, в который влезут все детали, и, что важно, с хорошей вентиляцией.
• опционально: винтовые зажимы, ручки регулировки, «крокодилы» для выводов, ну и прочая мелочёвка – тумблеры, индикаторы работы, предохранители, которые уберегут блок питания от серьёзных поломок и сделают работу с ним более удобной.

На всякий случай отдельно разъясним, почему напряжение трансформатора не более 25 В. При выпрямлении с использованием фильтрующего конденсатора напряжение на выходе повышается на корень из двух, то есть примерно в 1,44 раза. Таким образом, имея на выходе обмоток 25 В переменного тока, после диодного моста и сглаживающего конденсатора напряжение составит около 35–36 В постоянного тока, что довольно близко к пределу микросхемы. Помните об этом, когда будете выбирать конденсаторы и трансформатор!

Как видите, работы очень мало – распайка деталей может выполняться даже навесным монтажом, без ущерба качеству, при условии аккуратного изолирования всех контактов и живучести блока питания.

После сборки не торопитесь подключать к блоку нагрузку – сначала проверьте напряжение питания на выходе диодного моста , а потом запустите блок на холостом ходу и пальцем проверьте температуру стабилизатора – он должен быть прохладным. После подключите питание от блока к какой-нибудь нагрузке и проверьте показания напряжения на выходе – они не должны меняться.

Немного нюансов

LM 317 имеет множество аналогов как хороших, так и не очень – будьте бдительны, выбирая товар на рынке! Если важна точность регулировки, можно изменить номинал настроечного резистора до 2,4 кОм – диапазон выходных напряжений, конечно, уменьшится, зато случайное касание ручки почти не изменит напряжение на выходе – а иногда это очень важно! Поэкспериментируйте с разными номиналами, чтобы сделать свой блок питания удобным.

Ещё нужно соблюдать температурный режим – оптимальная температура работы LM 317 составляет 50…70 градусов Цельсия, и чем сильнее греется микросхема, тем хуже точность стабилизации напряжения.

Если предполагаются постоянные большие нагрузки, скажем запитывание усилителей мощности или электродвигателей – желательно не только закрепить микросхему на радиаторе, но и увеличить ёмкость сглаживающего конденсатора до 4700 мкФ и выше. При правильно подобранной ёмкости под нагрузкой напряжение не будет проседать.

Когда вы решите обзавестись собственными универсальным источником питания, подумайте, что для вас будет лучше – отдать приличную сумму за готовое решение или же собрать устройство своими руками, используя недорогие комплектующие и потешив собственное самолюбие пусть небольшим, но, все же, достижением.

Стоимость регулируемого блока питания, сделанного своими руками, невелика – от себестоимости самой микросхемы (около 20 рублей) до 700–800 рублей при покупке новых деталей в магазине.

Питания (БП) упрощается во много раз. Во-первых, есть возможность сделать регулировку. Во-вторых, стабилизация питания производится. Причем по отзывам многих радиолюбителей, эта микросборка в разы превосходит отечественные аналоги. В частности, ее ресурс очень большой, не идет ни в какое сравнение ни с каким другим элементом.

Основа блока питания - трансформатор

Необходимо использование в качестве преобразователя напряжения Его можно взять от практически любой бытовой техники - магнитофонов, телевизоров и пр. Также можно использовать трансформаторы марки ТВК-110, которые устанавливались в блоке кадровой развертки черно-белых телевизоров. Правда, у них выходное напряжение всего 9 В, а ток довольно маленький. И если необходимо запитывать мощного потребителя, его явно не хватит.

Но если требуется сделать мощный БП, то разумнее использовать силовые трансформаторы. Их мощность должна составлять хотя бы 40 Вт. Чтобы на микросборке LM317T блок питания для ЦАП сделать, вам потребуется выходное напряжение 3,5-5 В. Именно такое значение нужно поддерживать в цепи питания микроконтроллера. Не исключено, что потребуется вторичную обмотку слегка изменить. Первичная при этом не перематывается, только проводится ее изоляция (по необходимости).

Выпрямительный каскад

Выпрямительный блок - это сборка из полупроводниковых диодов. Ничего в ней сложного нет, только следует определиться с тем, какой тип выпрямления нужно использовать. Схема выпрямителя может быть:

• однополупериодная;
• двухполупериодная;
• мостовая;
• с удвоением, утроением, напряжения.

Последнюю разумно применять, если, например, на выходе трансформатора у вас 24 В, а нужно получить 48 или 72. При этом неминуемо уменьшается выходной ток, это следует учитывать. Для простого блока питания больше всего подходит мостовая схема выпрямителя. Используемая микросборка LM317T блок питания мощный не позволит сделать. Причина тому - мощность самой микросхемы составляет всего 2 Вт. Мостовая схема же позволяет избавиться от пульсаций, да и КПД у нее на порядок выше (если сравнивать с однополупериодной схемой). Допускается в выпрямительном каскаде использовать как диодные сборки, так и отдельные элементы.

Корпус для блока питания

В качестве материала для корпуса разумнее использовать пластик. Он удобен в обработке, поддается деформации при прогреве. Другими словами, можно без труда придать заготовкам любую форму. А для высверливания отверстий не потребуется много времени. Но можно немного потрудиться и сделать красивый, надежный корпус из листового алюминия. Конечно, с ним мороки будет побольше, зато внешний вид окажется потрясающим. После изготовления корпуса из листового алюминия, его можно тщательно зачистить, прогрунтовать и нанести по несколько слоев краски и лака.

К тому же вы сразу убьете двух зайцев - получите красивый корпус и обеспечите дополнительное охлаждение микросборке. На LM317T блок питания построен по такому принципу, что стабилизация осуществляется с выделением большого количества тепла. Например, у вас на выходе выпрямителя 12 Вольт, а стабилизация должна выдать 5 В. Вот эта разница, 7 Вольт, уходит на нагрев корпуса микросборки. Следовательно, она нуждается в качественном охлаждении. И алюминиевый корпус будет способствовать этому. Впрочем, можно поступить и более продвинуто - смонтировать на радиаторе термовыключатель, который будет управлять кулером.

Схема стабилизации напряжения

Итак, у вас есть микросборка LM317T, схема блока питания на ней перед глазами, теперь нужно определить назначение ее выводов. Их у нее всего три - вход (2), выход (3) и масса (1). Поверните корпус лицевой стороной к себе, нумерация производится слева направо. Вот и все, теперь осталось осуществить стабилизацию напряжения. А сделать это несложно, если выпрямительный блок и трансформатор уже готовы. Как вы понимаете, минус с выпрямителя подается на первый вывод сборки. С плюса выпрямителя происходит подача напряжения на второй вывод. С третьего снимается стабилизированное напряжение. Причем по входу и выходу необходимо установить электролитические конденсаторы с емкостью 100 мкФ и 1000 мкФ соответственно. Вот и все, только лишь на выходе желательно поставить постоянное сопротивление (порядка 2 кОм), которое позволит электролитам быстрее разряжаться после выключения.

Схема блока питания с возможностью регулировки напряжения

Сделать регулируемый блок питания на LM317T оказывается проще простого, для этого не потребуется особых знаний и умений. Итак, у вас есть уже блок питания со стабилизатором. Теперь можно его слегка модернизировать, чтобы на выходе изменять напряжение, в зависимости от того, какое вам требуется. Для этого достаточно отключить первый вывод микросборки от минуса питания. По выходу включаете последовательно два сопротивления - постоянное (номинал 240 Ом) и переменное (5 кОм). В месте их первый вывод микросборки. Такие несложные манипуляции позволяют сделать регулируемый блок питания. Причем максимальное напряжение, подаваемое на вход LM317T, может составлять 25 Вольт.

Дополнительные возможности

С применением микросборки LM317T схема блока питания становится более функциональной. Конечно, в процессе эксплуатации блока питания, вам потребуется проводить контроль основных параметров. Например, потребляемого тока либо выходного напряжения (особенно это актуально для схемы с регулировкой). Поэтому на лицевой панели нужно смонтировать индикаторы. Кроме того, вам нужно знать, включен ли в сеть блок питания. Обязанность оповещать вас о включении в электросеть лучше возложить на светодиод. Данная конструкция вполне надежная, только питание для него нужно брать с выхода выпрямителя, а не микросборки.

Для контроля тока и напряжения можно использовать стрелочные индикаторы с градуированной шкалой. Но в случае, если хочется сделать блок питания, который не будет уступать лабораторным, можно воспользоваться и ЖК-дисплеями. Правда, для измерения тока и напряжения на LM317T схема блока питания усложняется, так как необходимо использование микроконтроллера и специального драйвера - буферного элемента. Он позволяет подключать к портам ввода-вывода контроллера ЖК-дисплей.

Блок питания – необходимая вещь в арсенале любого радиолюбителя. И я предлагаю собрать очень простую, но в то же время стабильную схему такого устройства. Схема не трудная, а набор деталей для сборки – минимален. А теперь от слов к делу.

Для сборки нужны следующие комплектующие:

НО ! Эти все детали представлены точно по схеме, и выбор комплектующих зависит от характеристики трансформатора, и прочих условий. Ниже представлены компоненты согласно схеме, но их мы будем сами подбирать!

Трансформатор (12-25 В.)
Диодный мост на 2-6 А.
C1 1000 мкФ 50 В.
C2 100 мкФ 50 В.
R1 (номинал подбирается в зависимости от от трансформатора, он служит для запитки светодиода)
R2 200 Ом
R3 (переменный резистор, подбирается тоже, его номинал зависит от R1, но об этом позже)
Микросхема LM317T
А также инструменты, которые понадобятся в ходе работы.

Сразу привожу схему:

Микросхема LM317 является регулятором напряжения. Именно на ней я и буду собирать данное устройство.
И так, приступаем к сборке.

Шаг 1. Для начала нужно определить сопротивление резисторов R1 и R3. Дело в том, какой трансформатор вы выберете. То есть, нужно подобрать правильные номиналы, и в этом нам поможет специальный онлайн-калькулятор. Его можно найти вот по этой ссылке:
Я надеюсь, вы разберетесь. Я рассчитывал резистор R2, взяв R1=180 Ом, а выходное напряжение 30 В. Итого получилось 4140 Ом. То есть мне нужен резистор на 5 кОм.

Шаг 3. Сначала поясню, что куда впаивать. К контактам 1 и 2 – светодиод. 1 – это катод, 2 – анод. А резистор для него (R1) считаем тут:
К контактам 3, 4, 5 – переменный резистор. А 6 и 7 не пригодились. Это было задумано для подключения вольтметра. Если вам это не нужно, то просто отредактируйте скачанную плату. Ну а если понадобится, то установите перемычку между 8 и 9 контактами. Плату я делал на гетинаксе, методом ЛУТ, травил в перекисе водорода (100 мл перекиси + 30 г. Лимонной кислоты + чайная ложка соли).
Теперь о трансформаторе. Я взял силовой трансформатор ТС-150-1. Он обеспечивает напряжение в 25 вольт.

Шаг 4. Теперь нужно определиться с корпусом. Недолго думая, мой выбор пал на корпус от старого компьютерного блока питания. Кстати, в этом корпусе раньше был мой старый бп.

В переднюю панель я взял от бесперебойника, которая очень хорошо подошла по размерам.

Вот так примерно она будет установлена:

Чтобы закрыть дыру в центре, я вклеил небольшой кусок ДВП, и просверлил все нужные отверстия. Ну и установил разъемы Banana.

Кнопка включения питания осталась сзади. Её на фото пока нет. Трансформатор я закрепил его «родными» гайками к задней решетки вентилятора. Он точно подошел по размерам.

А на место где будет плата, тоже приклеил кусок ДВП, дабы избежать замыкания.

Шаг 5 . Теперь нужно установить плату и радиатор, припаять все необходимые провода. И не забываем про предохранитель. Его я прикрепил сверху на трансформатор. На фото это всё выглядит, как-то страшно и не красиво, но наделе это совсем не так.