In diesem Artikel werde ich über einen anderen linearen Spannungsregler sprechen, den ich vor relativ kurzer Zeit zusammengebaut habe. Es basiert auf dem beliebten LM317-Chip und einem bipolaren PNP-Transistor. Das fertige Modul lautet wie folgt:
Zugehöriges Video:
In der Vergangenheit Artikel Ich habe über einen ähnlichen linearen Spannungsregler für TL431- und NPN-Transistoren gesprochen.
Diese Schaltung enthält im Gegensatz zu den oben genannten etwas weniger Teile und kann dank eines leistungsstärkeren Transistors höheren Strömen standhalten.
Hauptmerkmale:
• Eingangsspannung bis 30V (in meiner Version, weil der Kondensator am Eingang bis 35V)
• Ausgangsspannung 3-25V (je nach Strom gilt: Je höher der Strom, desto niedriger die maximale Ausgangsspannung)
• Strom bis zu 9A (mit einem TIP36C-Transistor mit einer Eingangsspannung von 18 V und einem Ausgang von 12 V, hängt jedoch im Allgemeinen vom ausgewählten Transistor und der Verlustleistung ab)
• Stabilisierung der Ausgangsspannung beim Wechsel des Eingangs
• Stabilisierung der Ausgangsspannung bei Änderung des Laststroms
• Fehlender Schutz gegen Kurzschluss
• Fehlender Stromschutz
Das Modul ist wie folgt zusammengebaut:
Erläuterungen nach dem Schema:
Der auf AliExpress gekaufte LM317-Mikroschaltkreis (höchstwahrscheinlich nicht der ursprüngliche) verfügt über 3 Ausgänge. Die Ergebnisse sind im Diagramm und im Bild in der unteren rechten Ecke angegeben.
Der Chip steuert einen leistungsstarken bipolaren PNP-Transistor VT1. Zu diesem Zweck habe ich TIP36C verwendet. Die Hauptmerkmale des Transistors: Spannung - 100 V, Kollektorstrom - 25 A (tatsächlich 8 bis 9 A, da der Transistor nicht original ist und von Ali Express gekauft wurde), ein statischer Stromübertragungskoeffizient von 10.
Es ist sehr wichtig, die vom Transistor verbrauchte Leistung so zu überwachen, dass sie 50-55 Watt nicht überschreitet (für einen Transistor in einem TO-247-Gehäuse oder ähnlicher Größe und für Transistoren in einem TO-220-Gehäuse - nicht mehr als 25-30 Watt). Sie können nach der Formel berechnen:
P = (U Ausgang -U Eingang) * I Kollektor
Zum Beispiel beträgt die Eingangsspannung 18 V, wir stellen die Ausgangsspannung auf 12 V ein, der Strom, den wir haben, beträgt 9 A:
P = (18 V - 12 V) · 9 A = 54 Watt
Die Widerstände R1, R2, R3 stellen die Spannung ein, die unsere Schaltung stabilisiert. Der Widerstand R1 wird standardmäßig bei 240 Ohm (beliebige Leistung) verwendet. Der Widerstand R2 ist variabel, es ist besser, den Bereich von 2-3 kOhm aufzunehmen. Anfangs habe ich es auf 4,7 kOhm eingestellt, daher erreicht die Spannung irgendwo in der Mitte des Drehbereichs des Knopfes ihren Maximalwert und ändert sich nicht weiter.Ich habe einen 3,9 kOhm Widerstand parallel zum Potentiometer gelötet, die Einstellung wurde reibungsloser und der gesamte Bereich der Knopfdrehung wurde verwendet. Der Widerstand R3 ist optional und dient dazu, die unteren und oberen Grenzen des Einstellbereichs leicht in Richtung Erhöhung zu verschieben. Allgemeine Regel: Je größer der Gesamtwiderstand der Widerstände R2 und R3 ist, desto höher ist die Ausgangsspannung. Dies wird durch die Formel von Datashita bestätigt:
Der Widerstand R4 wird verwendet, um den Strom zum Eingang des LM317-Chips geringfügig zu begrenzen. Widerstand 10 Ohm. LM317 kann so viel wie möglich durch sich selbst durch 1A gehen (bis zu 1,5A, wenn das Original). Auf den ersten Blick sollte die Leistung des Widerstands R4 betragen:
P = I ^ 2 * R = 1 * 1 * 10 = 10 Watt
Aber seitdem Der Strom fließt auch durch die Basis des Transistors VT1, unter Umgehung des Widerstands können Sie den Widerstand R4 und 5 Watt nehmen.
Die oben genannten Komponenten bilden den Kern der Schaltung, alles andere sind zusätzliche Elemente, um die Stabilität zu verbessern und einige Schutzmaßnahmen zu bieten.
Kondensator C2 (Keramik 1-10 Mikrofarad) - wird parallel mit einem variablen Widerstand verlötet und verbessert die Regelungsstabilität. Um den LM317-Mikrokreis zu schützen, wenn der Kondensator C2 entladen wird, wird eine D2-Diode platziert. Zusammen mit der D1-Diode schützen sie die Mikroschaltung und den Transistor vor Rückstrom. Die Diode D3 dient dazu, den Stromkreis vor EMK-Selbstinduktion zu schützen, wenn er von Elektromotoren angetrieben wird. Die Kondensatoren C4 (Elektrolyt 35V 470-1000 uF) und C5 (Keramik 1-10 uF) bilden ein Eingangsfilter, und die Kondensatoren C1 (Elektrolyt 35V 1000-3300 uF) und C3 (Keramik 1-10 uF) bilden einen Ausgangsfilter. Der Widerstand R5 bei 10 kOhm (jede Leistung) erzeugt eine kleine Last für die Stabilität des Stromkreises im Leerlauf und hilft, Kondensatoren bei Stromausfall schneller zu entladen.
Erstellungsprozess:
Zunächst wurde alles durch Scharniermontage zusammengebaut und getestet.
Dann habe ich die Schaltung in Form eines Moduls auf das Steckbrett gelötet.
Ein kleiner Kühler wurde hinzugefügt.
Mit einem solchen Kühler kann die Schaltung nur bei geringen Strömen lange arbeiten. Damit die Schaltung lange Zeit mit voller Leistung arbeitet, benötigen Sie einen massiveren Kühler.
LM317 und Transistor können ohne Isolierdichtungen an einem Kühler montiert werden Gemäß dem Schema sind diese Schlussfolgerungen (LM317-Ausgang und Transistorkollektor) verbunden.
Ich habe das fertige Modul getestet und die Eigenschaften überprüft.
Im Allgemeinen hat mir die Schaltung gefallen: ganz einfach und man kann einen ordentlichen Strom bekommen. Was fehlt, ist der Schutz gegen Kurzschluss und Strom. Nun, es ist vorbei. Der Wirkungsgrad ist nicht hoch und es wird viel Wärme abgegeben. Dies ist jedoch ein Merkmal all dieser linearen Schaltungen, was mich persönlich nicht wirklich stört.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ich hoffe, der Artikel hat Ihnen geholfen.