Font d'alimentació variable mitjançant LM317 (disseny de PCB): 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Hola nois!!

Aquí us mostro el disseny de PCB d’una font d’alimentació variable. Es tracta d’un circuit molt popular que es troba fàcilment disponible al web. Utilitza el popular regulador de voltatge IC LM317. Per a aquells que estiguin interessats en l’electrònica, aquest circuit és molt útil. El requisit bàsic d'un aficionat al bricolatge és una font d'alimentació variable. En lloc de comprar fonts d’alimentació de banc molt costoses, aquest circuit els ajudarà a construir una font d’alimentació que pugui controlar el voltatge i el corrent de forma independent.

Subministraments

1. Regulador de tensió LM317
2. Transistor - MJE3055
3. Condensadors ceràmics: 0,1uf 2nos, 0,2uf 1nos
4. Resistències: 220ohm, 1K / 0,25W, 0,1ohm / 5W
5. Potenciòmetre: 5K, 10K
6. LED- 5mm

Pas 1: diagrama del circuit

El funcionament del circuit segons el meu coneixement es descriu aquí. El regulador de tensió IC LM317 s’utilitza per ajustar la tensió de sortida. Les resistències R1 i R2 creen un circuit divisor de tensió i es connecta al pin d'ajust de l'IC. Si es varia el potenciòmetre R2, es pot variar la tensió de sortida. A continuació ve el transistor de potència Q1 (MJE3055), ja que el corrent màxim que es pot passar pel LM317 es limita a 1,5A, aquest transistor s’utilitza per augmentar la capacitat actual de la font d’alimentació. El corrent màxim del col·lector de Q1 és de 10 A. Si voleu augmentar la capacitat actual, poseu els transistors en paral·lel a Q1. Mentre es posen transistors paral·lels, es connecten les resistències d'equilibri en sèrie amb l'emissor. Aquí només he connectat un transistor i una resistència de 0,1 ohm en sèrie, ja que només ho tenia amb mi.

Per controlar el corrent de sortida que és el corrent del col·lector de Q1, la base es connecta des de l'emissor del transistor Q2 (BD139). La base del Q2 està controlada per un circuit divisor de tensió realitzat pel potenciòmetre R3.

Alguns condensadors de disc es connecten en paral·lel, per a fins de filtratge. El LED es connecta en paral·lel per indicar la potència.

També podeu utilitzar LM338 en lloc de LM317, que també és un regulador de voltatge variable amb més capacitat de corrent.

NOTA: No connecteu un condensador electrolític al costat de la sortida. Això crearà una variació molt lenta del voltatge de sortida.

Ús de resistències d’equilibri

Si el corrent de sortida o la dissipació de potència en els transistors de sortida s'aproxima a aproximadament a la meitat de la seva capacitat màxima, s'han de tenir en compte els transistors paral·lels. Si s’utilitzen transistors paral·lels, s’han d’instal·lar resistències d’equilibri a l’emissor de cada transistor paral·lel.

El valor es determina estimant la quantitat de diferència entre Vbe entre els transistors i que aquesta quantitat, o una mica més de voltatge, caigui a través de cada resistència al màxim corrent de sortida. Les resistències d’equilibri s’escullen per compensar qualsevol diferència de Vbe a causa de la variabilitat del transistor, la fabricació o la temperatura, etc. Aquestes diferències de voltatge solen ser inferiors a 100 mV més o menys. Sovint s’utilitzen valors de 0,01 Ω a 0,1 Ω per proporcionar una caiguda de 50 a 75 mV. Han de ser capaços de manejar la corrent i la dissipació de potència.

Per exemple, si 30A és el corrent de sortida total i si estem utilitzant 3 transistors, el corrent a través de cada transistor hauria de ser 10A (30/3 = 10A). Per aconseguir-ho, cal connectar resistències d’equilibri.

Sigui∆Vbe = 0,1v i Rb = 0,1 / 10 = 0,01ohm

Potència nominal = 10 * 10 * 0,01 = 1W

Pas 2: Disseny de PCB

El fitxer pdf del disseny del PCB es proporciona aquí. Podeu descarregar-lo des d’aquí.

Dimensió del PCB = 44,45x48,26 mm.

Podeu veure una capa superior de coure al PCB (vermell), però us he proporcionat un disseny de PCB de capa única amb vies. De manera que pugueu utilitzar un cable de pont per connectar les dues vies.

Pas 3: Tauler acabat

Després de gravar el PCB, col·loqueu els components amb cura i soldeu-lo. Els dos potenciòmetres estan connectats a la placa mitjançant cables. He utilitzat un pont per connectar les dues vies des de la part superior del tauler.

Per dissipar la calor generada pel MJE3055 i el LM317 utilitzeu un dissipador de calor adequat.

He provat aquest circuit amb alimentació d’entrada 16V / 5A i he pogut variar el voltatge d’1,5V a 15V i el corrent de 0A a la intensitat màxima de càrrega, és a dir, inferior a 5A

NOTA: Proporcioneu un dissipador de calor independent per al transistor i el regulador IC. Assegureu-vos que els dos dissipadors de calor no entren en contacte.

Espero que això sigui útil per a aquells que busquen una font d'alimentació que pugui controlar tant el voltatge com el corrent

Gràcies!!