Az áramkör magyarázata
Az LM317 alap áramkörével kezdjük.
Az LM317
A laboratóriumi feszültségszabályozó az LM317 feszültségszabályozót használja. Feszültsége állítható. A megnevezés LM317T kijelenti, hogy egy LM317-et használnak a TO-220 csomagban.
Az LM317 úgy szabályozza a kimeneti feszültséget, hogy az OUT és az ADJ csatlakozói között 1,25 V legyen.
Csak 2 ellenállás szükséges: Az R8 ellenállás 5,17 mA áramot generál. A feszültséget az R7 ellenállással állítják be. A kimeneti feszültség
5 V kimeneti feszültség
Sajnos az egész egy kicsit pontatlan:
- Az LM317 feszültsége nem éppen 1,25 V, hanem 1,2 V és 1,3 V között van.
- Az R6 és R9 ellenállások nem pontosak.
Nem aggódunk miatta, és a kimeneti feszültséget az R7 trimmi potenciométerrel és a kimeneten voltmérővel állítjuk be.
Meg kell jegyeznünk:
Az LM317 nem képes 1,25 V alatti feszültséget előállítani.
Az LM317 elég robusztus:
- Korlátozza a kimeneti áramot 1,5A-ra és
- egyszerűen szabályozza a kimeneti áramot, ha túl meleg lesz.
Elektronikus biztonság
Minden rendben, de azt akarjuk, hogy a laboratóriumi feszültségszabályozónk alacsonyabb áramok mellett is leálljon. Kénytelenek vagyunk magunk beállítani a biztonsági másolatot.
Emlékezünk az egyszerű elektronikus biztosíték gyakorlati tanfolyamára, és először telepítünk egy túláramjelzőt.
2. ábra: LM317 túláramjelzővel
Ha a kimenet 10 mA felett van, a piros LED4 világítani kezd. Az áram mérése az R20 ellenállással történik.
3. ábra: LM317 elektronikus biztosítékkal
Ez az elektronikus biztosíték eltér az egyszerű elektronikus biztosítéktól. Nem egy MOFFET-et vezérel a Q2 inverter, hanem az LM317.
Ha az áram túl nagy, akkor a Q1 vezetőképessé válik, és ellopja az áramot az R8 ellenállástól. Ez csökkenti az LM317 kimeneti feszültségét.
Az R9 és R10 ellenállások felezik az R20 mérőellenállás feszültségét. A biztosíték kiold, ha a Q2 alap-emitter feszültsége meghaladja a 0,6 V-ot. A biztosíték csak 1,2 V feszültséggel kapcsol ki az R20 mérőellenállásnál - pontosan 1,25 V
A hatást részletesebben az áramkör részleteiben írják le.
Az LM317 védő áramköre
Az adatlap szerint az LM317-et néhány további alkatrésszel kell működtetni. A C2, C3 és C4 kondenzátorokra szükség van. A D2 diódának védenie kell az LM317-et, ha a kimeneten lévő feszültség - a C4-en vagy a laboratóriumi feszültségszabályozó által működtetett áramkör kondenzátorán keresztül - nagyobb, mint a bemenetnél. A D3 védi az ADJ-t, ha a kimenet rövidzárlatos.
Az áramkör befejezése
A túláramjelző még mindig hiányzik:
5. ábra: LM317 minden kijelzővel
Túláram esetén a piros LED3 világít.
Az R4 és R5 feszültségosztóra azért van szükség, mert a biztosíték 1,25 V feszültségen kiold az R20 mérőellenálláson.
Amíg a kimeneti feszültség 3V felett van, a kék LED4 világítani kezd.
Az R6 ellenállás célja, hogy megakadályozza a T1 tranzisztor túlterhelését, amikor az R7 potenciométer az 1. ütemben áll.
6. ábra: A laboratóriumi feszültségszabályozó
Az R12, R13, R14 párhuzamos ellenállások olyan feszültséget biztosítanak, amellyel a kimeneti áram meghatározható. Ez a feszültség a J7 aljzat Pin2 és Pin3 között van. Itt nem lehet ampermérőt csatlakoztatni, hanem voltmérő. Ha ott feszültségmérőt csatlakoztatunk, a feszültség megegyezik
1000mV/1A jelenik meg, vagy 1mV megfelel 1mA-nak. Az Um feszültség nem függ össze a föld GND értékével.
Külső ellenállások csatlakoztathatók a J7 foglalat 1. és 2. érintkezőjéhez, amelyekkel a feszültségszabályozó maximális áramát lehet beállítani. Az áramválasztó átveszi ezt a beállítást.
A zöld LED1 világít, ha az áramellátás megfelelően van csatlakoztatva. Ha az áramellátás polaritása megfordul, a piros LED2 kigyullad.
A D1 dióda blokkolja és védi az áramkört, ha a bemeneti feszültség megfordul.
Az SW1 kapcsolóval átkapcsolhatunk egy második kimeneti feszültségre. Ezt az R3 trimmer potenciométerrel lehet beállítani. A két trimmelő potenciométer párhuzamos csatlakozásának hátránya, hogy a feszültség R7-es beállítása után a második feszültséget is R3-mal kell újra beállítani. Ez megakadályozza, hogy a kimeneti feszültség röviden bekövetkezzen a feszültség kapcsolásakor, ha a két trimmelő potenciométer egyikét sem alkalmazzák.
KK1 hűtőbordát kell felszerelni, mert ellenkező esetben az LM317 kicsi áram esetén is nagyon forróvá válik és kikapcsol. Az LM317-et azonban nem lehet megsemmisíteni túlárammal.