Простой источник переменного напряжения LM317, ограничивает ли он ток?

Я так давно хотел построить блок питания и никогда не понимал расчетов, связанных с LM317. Я нашел комплект (печатная плата + детали) в Интернете, и это возобновило мой интерес к его использованию для простого регулируемого источника питания: техническое описание (LM317T) здесь :

Схема печатной платы здесь:
Схема регулятора

Я понимаю, что R2 действует как своего рода делитель напряжения, а R1 должен подавать определенный ток на контакт ADJ (1,25 В ref / 240 на R1 = 0,0052A).

Проблема в том, что при использовании указанной формулы вывод будет следующим:

В О U Т "=" 1,25 ( 1 + р 2 р 1 ) + я А Д Дж р 2
1,25 ( 1 + 1 к 240 ) + 0,0052 1 к "=" 12 В ?
1,25 ( 1 + 5 к 240 ) + 0,0052 5 к "=" 55 В ?

Почему формула не работает, просто используя 1 кОм (около минимума на потенциометре регулировки напряжения) и 5 ​​кОм, что является рекомендуемым максимальным значением R2?

Теперь, предположив, что я могу получить 5 В в примере после регулировки потенциометра в реальном использовании, будет ли резистор на 240 Ом ограничивать ток, или мне нужно добавить что-то еще после этого? Если это произойдет (у меня может быть переменное напряжение + ограничение тока), я предполагаю, что мне нужно будет увеличить характеристики мощности резистора, поскольку ток будет протекать через них (или мой ограничитель после регулятора)

В частности, мне не нужен источник постоянного тока, потому что при тестировании самодельного соленоида или случайного светодиода я предполагаю, что установленный мной верхний предел тока позволит им работать и не выйдет из строя. Я хочу этого, потому что я хочу установить предел, а не заставлять 500 мА проходить через что-то, чего он не хочет, например, повышая напряжение намного выше 5 В.

См. исправленный ответ - добавлено ограничение тока на операционный усилитель и полевой МОП-транзистор.

Ответы (1)

Показанный источник питания LM317 не обеспечивает регулируемое ограничение тока.
Для обеспечения этой функции можно добавить отдельный LM317.

Ток LM317 ограничен максимальным значением, которое он может выдержать, и если это приведет к повышению его температуры до верхнего предела, установленного производителем, он будет постепенно уменьшать ток, чтобы поддерживать себя на уровне максимально допустимой температуры или ниже.

Между источником питания 28 В и регулятором напряжения LM317 можно добавить токоограничивающий LM317. Во время нормальной работы CL LM317 будет падать примерно на 3-4 вольта, но в остальном не будет никакого эффекта. Когда будет достигнут максимальный заданный ток, он снизит любое напряжение, необходимое для поддержания тока на уровне или ниже текущего предела.

Ограничитель тока, показанный ниже, взят из нижней части страницы 17 в таблице данных LM317 , на которую вы ссылались.
ИС поддерживает напряжение 1,25 В на резисторе R1.
Таким образом, Ilimit = V/R = 1,25/R и сопротивление = V/I = 1,25/I.

например, ir R1 = 5 Ом, тогда Ilimit = 1,25/I = 1,25/5 = 0,25 Ампер.
И установить ограничение тока 500 мА R = V/I = 1,25/0,5 = 2,5 Ом.

Поместите эту цепь между Vsupply (28 В) и входом регулятора напряжения. Обратите внимание, что для одной или обеих микросхем может потребоваться радиатор.

введите описание изображения здесьПотенциометр падает на 1,25 В (= Vref) во всех случаях. Таким образом, рассеиваемая мощность в банке = 1,25 x Ilimit. Например, максимальное рассеивание тока 1 А = 1,25 x 1 = 1,25 Вт.
Как они отмечают, минимальное сопротивление R1 = 0,8 Ом (исходя из предполагаемого максимального значения тока LM317 номиналом 1,5 А в некоторых версиях). Тогда мощность будет около 1,2 Вт. Теперь предположим, что полное значение потенциометра было в 10 раз больше, что позволяет ограничить минимальный ток 150 мА. ЕСЛИ максимальный ток протекает через весь потенциометр (что в данном случае невозможно), рассеивание на потенциометре будет около 12 Вт (в 10 раз больше минимального рассеяния на сопротивлении. Таким образом, например, линейный потенциометр с проволочной обмоткой мощностью 10 Вт, вероятно, будет работать приемлемо).
Если Imax = 1,5 А, то Rpot при 1,5 А = V/I = 1,25/1,5 = 0,83 Ом = проверка работоспособности в норме. Таким образом, полное значение горшка = 8 Ом. Теперь можно подешевле поставить резистор 0,8 Ом последовательно с потенциометром и получить немного меньшее рассеивание в потенциометре в худшем случае.

За $4,37/1 у Digikey есть линейный вращающийся потенциометр мощностью 5 Вт и сопротивлением 10 Ом — давайте посмотрим, как он работает.
К сожалению, в техпаспорте мало говорится о допустимых максимальных токах, допустимых перегрузках и т. д. Итак...
10 Ом, 5 Вт. П = I ^ 2R. I5w = sqrt(P/R) = sqrt(5/10) = 0,71 А.
Любой участок резистивного элемента должен выдерживать 0,7 А, и можно горячо надеяться, что использование только части дорожки при максимальном токе означает, что тепловыделение будет меньше. лучше, и вы можете оценить его несколько выше. Это может даже сработать. Если мы решим ограничить Ilim max до 1 А, скажем, Rmin = Vref/Ilim = 1,25/1 = 1,25 Ом. Используйте фиксированный резистор 1,25 Ом с номиналом не менее 2 Вт, потенциометр можно установить на ноль для ограничения 1 А.


ОДНАКО ...

Есть и другие способы.
Полевой транзистор можно использовать для замены резистора в цепи LM317 и варьировать напряжение затвора. Это не сложно сделать, но требует проектирования.

Переключатель с двоичным кодом можно использовать для выбора мощностных резисторов в соотношении 1:2:4:8, что позволяет осуществлять ступенчатый выбор тока.

НО ...

Схема LM317 была простым введением в то, что можно сделать. Вместо этого, используя последовательный полевой МОП-транзистор и маломощный резистор с фиксированным сопротивлением в основной цепи, а также операционный усилитель плюс переменный резистор, пропускающий минимальный ток, можно обеспечить бесступенчатое ограничение тока при разумно скромных затратах и ​​сложности.

Уродливая диаграмма ниже в качестве примера. Главная заслуга в том, что диаграмма уже существовала в сети :-). Если позволит время, я могу нарисовать нижнюю сторону более полной версии.

Ток потребляется через рупий. Потенциометр Vr1 устанавливает точку напряжения ниже Vin, которой должно соответствовать падение напряжения на Vs. Если падение Vs недостаточно велико (т. е. ток ниже предела), то полевой транзистор резко включается, и ограничитель тока не оказывает никакого влияния, кроме падения Rs.
Если ток превышает Ilim, то падение напряжения на Vs превышает падение напряжения на потенциометре, и переключатели операционных усилителей отключают полевой МОП-транзистор по мере необходимости.

МОП-транзистор может быть любого N-канального типа при условии, что питания операционного усилителя достаточно > Vi, чтобы можно было управлять затвором МОП-транзистора. Или MOSFET может быть P-канальным, и MOSFET нужно только подвести достаточно близко к Vin, чтобы при необходимости отключить FET. R2 ограничивает диапазон Vr1 полезным диапазоном.
Q1 должен быть в состоянии рассеять примерно до Ilim x Vin, если вы хотите иметь возможность непрерывного короткого замыкания системы с Vout = Vin. Возвратное ограничение тока или тепловое отключение, вероятно, необходимы для более длительного короткого замыкания, но это сэкономит оборудование.

УРОДЛИВЫЙ!!! пример диаграммы

введите описание изображения здесь

Игнорируя микросхемы регулятора, могу ли я предположить, что R1 на участке CL является единственным резистором, требующим более высокой максимальной рассеиваемой мощности? Могут ли кастрюли быть "той" большой мощности? 28В^2/5 Ом=+150Вт! Может подавать только ~ 12 В, чтобы использовать 0..7 ish в реальном использовании, однако все еще вызывает беспокойство.
При использовании V^2/R релевантным напряжением является не напряжение питания, а падение напряжения на самом резисторе/потенциометре. Вместо этого я бы использовал I ^ 2 R - для 5 Ом, что дает 0,25 А, мощность будет 0,25 ^ 2 * 5 = 0,3125 Вт. Однако, как я понимаю, номинальная мощность потенциометра действительна только при использовании всего " трек», поэтому, если вы используете потенциометр 50 Ом 5 ​​Вт, при 5 Ом он рассчитан только на (50/5) % от полной мощности, или 0,5 Вт. Поверните его ниже, и ток будет больше, И меньше трек будет использоваться.
@exscape, что имеет гораздо больше смысла. Грр, на самом деле нет дешевых горшков с более высокой номинальной мощностью. Горшок силового резистора @ digikey стоит $20+! Я понимаю, почему одно из примеров приложений. использовал «селектор» для выбора разных резисторов для разных токов.
Плохие логарифмические потенциометры (имеет смысл, полезно только в приложениях с низким энергопотреблением, вводе и т. Д.), Линейные, кажется, идут от 1-8 Вт при 5-50 Ом за <5 долларов. Это отлично отвечает на мой вопрос, спасибо, Рассел. :)
@TheodoreRenolds Обратите внимание, что вам не нужен логарифмический горшок, так как гораздо сложнее регулировать ток с помощью логарифмического ... Возможно, антилогарифмический может иметь смысл, если вы хотите точную настройку на меньших токах.
См. исправленный ответ - добавлено ограничение тока на операционный усилитель и полевой МОП-транзистор.
@RussellMcMahon, Ах! Я на самом деле понимаю операционные усилители, немного зная о них. Они очень аккуратные, вы заставили меня немного посидеть, чтобы поиграть с этими фигурками.
Rs выглядит как европейско-американский гибрид, я предполагаю, что это параллельно, буду исследовать :)