LM317 instelbare spanningsregelaar: 6 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Hier willen we het hebben over instelbare spanningsregelaars. Ze vereisen meer gecompliceerde circuits dan lineaire. Ze kunnen worden gebruikt om verschillende vaste spanningsuitgangen te produceren, afhankelijk van het circuit, en ook instelbare spanning via een potentiometer.

In deze sectie zullen we eerst specificaties en pinout van de LM317 laten zien, daarna zullen we laten zien hoe je drie verschillende praktische schakelingen kunt maken met LM317.

Om de praktische kant van dit gedeelte af te maken, heb je nodig:

Benodigdheden:

• LM317
• 10 k Ohm Trimmer of Pot
• 10 uF en 100 uF
• Weerstanden: 200 Ohm, 330 Ohm, 1k Ohm
• 4x AA-batterijpak 6V
• 2x Li-Ion Batterij 7.4V
• 4S Li-Po-batterij 14.8V
• of een voeding

Stap 1: Pinout-overzicht

Vanaf links hebben we een afstelpen (ADJ), tussen deze en de uitgangspen (OUT) stellen we de spanningsdeler in die de uitgangsspanning zal bepalen. Middelste pin is de spanningsuitgang (OUT) pin die we moeten verbinden met een condensator om een stabiele stroom te leveren. Hier hebben we besloten om 100 uF te gebruiken, maar u kunt er ook voor kiezen om lagere waarden te gebruiken (1uF >). Meest rechtse pin is de ingang (IN) pin die we verbinden met de batterij (of een andere stroombron) en de stroom stabiliseren met een condensator (hier 10uF, maar je kunt zo laag als 0,1 uF gaan).

• ADJ Hier sluiten we de spanningsdeler aan, om de uitgangsspanning aan te passen
• OUT Hier verbinden we de ingang van het stroomdistributiecircuit (elk apparaat dat we opladen).
• IN Hier verbinden we de rode draad (plus terminal) van de batterij

Stap 2: LM317 3,3 V-circuit

We gaan nu een circuit bouwen met LM317 dat 3,3 V zal uitvoeren. Dit circuit is voor vaste output. De weerstanden zijn gekozen uit de formule die we later zullen uitleggen.

De bedradingsstappen zijn als volgt:

• Sluit de LM317 aan op het breadboard.
• Verbind de 10 uF condensator met de IN pin. Als u elektrolytische condensatoren gebruikt, sluit dan de - aan op de GND.
• Verbind de 100 uF condensator met de OUT-pin.
• Verbind de IN met de plus-aansluiting van de stroombron
• Verbind de 200 Ohm-weerstand met de OUT- en ADJ-pinnen
• Verbind de weerstand van 330 Ohm met de 200 Ohm en de GND.
• Verbind de OUT-pin met de plus-aansluiting van het apparaat dat u wilt opladen. Hier hebben we de andere kant van het breadboard verbonden met de OUT en GND om ons stroomverdeelbord te vertegenwoordigen.

Stap 3: LM317 5 V-circuit

Om een 5 V-uitgangscircuit te bouwen met LM317, hoeven we alleen de weerstanden te veranderen en een voedingsbron met een hogere spanning aan te sluiten. Deze schakeling is ook voor vaste output. De weerstanden zijn gekozen uit de formule die we later zullen uitleggen.

De bedradingsstappen zijn als volgt:

• Sluit de LM317 aan op het breadboard.
• Verbind de 10 uF condensator met de IN pin. Als u elektrolytische condensatoren gebruikt, sluit dan de - aan op de GND.
• Verbind de 100 uF-condensator met de OUT-pin.
• Verbind de IN met de plus-aansluiting van de stroombron
• Verbind de weerstand van 330 Ohm met de OUT- en ADJ-pinnen
• Verbind de 1k Ohm weerstand met de 330 Ohm en de GND.
• Verbind de OUT-pin met de plus-aansluiting van het apparaat dat u wilt opladen. Hier hebben we de andere kant van het breadboard verbonden met de OUT en GND om ons stroomverdeelbord te vertegenwoordigen.

Stap 4: LM317 instelbaar circuit

Het circuit voor instelbare uitgangsspanning met LM317 lijkt erg op eerdere circuits. Hier gebruiken we in plaats van de tweede weerstand een trimmer of een potentiometer. Naarmate we de weerstand op de trimmer verhogen, neemt de uitgangsspanning toe. We willen graag 12 V als hoge output hebben en daarvoor moeten we een andere batterij gebruiken, hier 4S Li-Po 14,8 V.

De bedradingsstappen zijn als volgt:

• Sluit de LM317 aan op het breadboard.
• Verbind de 10 uF condensator met de IN pin. Als u elektrolytische condensatoren gebruikt, sluit dan de - aan op de GND.
• Verbind de 100 uF condensator met de OUT pin.
• Verbind de IN met de plus-aansluiting van de stroombron
• Verbind de 1k Ohm-weerstand met de OUT- en ADJ-pinnen
• Verbind de 10k Ohm trimmer met de 1k Ohm en de GND.

Stap 5: Spanningscalculator

We willen nu een eenvoudige formule uitleggen voor het berekenen van de weerstand die we nodig hebben om de gewenste spanning te krijgen. Merk op dat de hier gebruikte formule de vereenvoudigde versie is, omdat deze ons voldoende resultaten geeft voor alles wat we zouden doen.

Waar Vout uitgangsspanning is, is R2 de "eindweerstand", degene met een grotere waarde, en degene waar we de trimmer in het laatste voorbeeld hebben geplaatst. R1 is de weerstand die we tussen OUT en ADJ bevestigen.

Als we de benodigde weerstand berekenen, zoeken we eerst uit welke uitgangsspanning we nodig hebben, meestal is dat voor ons 3,3 V, 5 V, 6 V of 12 V. Dan kijken we naar de weerstanden die we hebben en kiezen er een uit, deze weerstand is nu onze R2. In het eerste voorbeeld hebben we gekozen voor 330 Ohm, in de tweede 1 k Ohm en in de derde 10 k Ohm Trimmer.

Nu we R2 en Vout kennen, moeten we R1 berekenen. We doen dat door de bovenstaande formule te herschikken en onze waarden in te voegen.

Voor ons eerste voorbeeld is de R1 201,2 Ohm, voor het tweede voorbeeld is R1 333,3 Ohm, en voor het laatste voorbeeld bij maximaal 10 k Ohm is R1 1162,8 Ohm. Hieruit kun je zien waarom we deze weerstanden hebben gekozen voor die uitgangsspanningen.

Hier valt nog veel over te zeggen, maar het belangrijkste punt is dat je de weerstand die je nodig hebt kunt bepalen door de uitgangsspanning te kiezen en R2 te selecteren, afhankelijk van wat voor soort weerstanden je hebt.

Stap 6: Conclusie

We willen graag samenvatten wat we hier hebben laten zien en enkele aanvullende belangrijke kenmerken van de LM317 laten zien.

• Ingangsspanning van de LM317 is 4,25 - 40 V.
• Uitgangsspanning van de LM317 is 1,25 - 37 V.
• De spanningsdaling is ongeveer 2 V, wat betekent dat we minimaal 5,3 V nodig hebben om 3,3 V te krijgen.
• De maximale stroomsterkte is 1,5 A, het wordt ten zeerste aanbevolen om een koellichaam te gebruiken met de LM317.
• Gebruik LM317 om controllers en drivers van stroom te voorzien, maar schakel over naar DC-DC-converters voor motoren.
• We kunnen een vaste uitgangsspanning maken door twee berekende of geschatte weerstanden te gebruiken.
• We kunnen een instelbare spanningsuitgang maken door één berekende weerstand en één geschatte potentiometer te gebruiken

U kunt de modellen die in deze tutorial worden gebruikt downloaden van ons GrabCAD-account:

GrabCAD Robottronic-modellen

U kunt onze andere tutorials op Instructables bekijken:

Instructables Robottronic

Je kunt ook het YouTube-kanaal bekijken dat nog in de opstartfase is:

Youtube Robottronic