Regolatore di tensione regolabile LM317: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Qui vorremmo parlare di regolatori di tensione regolabili. Richiedono circuiti più complicati di quelli lineari. Possono essere utilizzati per produrre diverse uscite a tensione fissa a seconda del circuito e anche tensione regolabile tramite potenziometro.

In questa sezione mostreremo prima le specifiche e il pinout dell'LM317, successivamente mostreremo come realizzare tre diversi circuiti pratici con LM317.

Per finire la parte pratica di questa sezione avrai bisogno di:

Forniture:

• LM317
• Trimmer o pentola da 10 k Ohm
• 10 uF e 100 uF
• Resistori: 200 Ohm, 330 Ohm, 1k Ohm
• 4x pacco batterie AA 6V
• 2x batteria agli ioni di litio da 7,4 V
• Batteria Li-Po 4S 14,8 V
• o un alimentatore

Passaggio 1: panoramica del pinout

Partendo da sinistra abbiamo un pin di regolazione (ADJ), tra esso e il pin di uscita (OUT) posiamo il partitore di tensione che determinerà l'uscita di tensione. Il pin centrale è il pin di uscita di tensione (OUT) che dobbiamo collegare con un condensatore per fornire una corrente stabile. Qui abbiamo deciso di usare 100 uF ma puoi scegliere di usare anche valori più bassi (1uF >). Il pin più a destra è il pin di ingresso (IN) che colleghiamo alla batteria (o qualsiasi altra fonte di alimentazione) e stabilizziamo la corrente con un condensatore (qui 10uF, ma puoi scendere fino a 0,1 uF).

• ADJ Qui colleghiamo il partitore di tensione, per regolare la tensione di uscita
• OUT Qui colleghiamo l'ingresso del circuito di distribuzione dell'alimentazione (qualsiasi dispositivo che stiamo caricando).
• IN Qui colleghiamo il filo rosso (terminale positivo) dalla batteria

Passaggio 2: circuito LM317 da 3,3 V

Ora costruiremo un circuito usando LM317 che emetterà 3,3 V. Questo circuito è per un'uscita fissa. I resistori sono scelti dalla formula che spiegheremo più avanti.

Le fasi del cablaggio sono le seguenti:

• Collega l'LM317 alla breadboard.
• Collegare il condensatore da 10 uF con il pin IN. Se stai usando condensatori elettrolitici, assicurati di collegare il - al GND.
• Collegare il condensatore da 100 uF con il pin OUT.
• Collegare l'IN con il terminale positivo della fonte di alimentazione
• Collegare la resistenza da 200 Ohm con i pin OUT e ADJ
• Collegare la resistenza da 330 Ohm con quella da 200 Ohm e GND.
• Collega il pin OUT con il terminale più del dispositivo che desideri caricare. Qui abbiamo collegato l'altro lato della breadboard con OUT e GND per rappresentare la nostra scheda di distribuzione dell'alimentazione.

Passaggio 3: circuito LM317 5 V

Per costruire un circuito di uscita a 5 V usando LM317 abbiamo solo bisogno di cambiare i resistori e collegare una fonte di alimentazione a tensione più alta. Questo circuito è anche per uscita fissa. I resistori sono scelti dalla formula che spiegheremo più avanti.

Le fasi del cablaggio sono le seguenti:

• Collega l'LM317 alla breadboard.
• Collegare il condensatore da 10 uF con il pin IN. Se stai usando condensatori elettrolitici, assicurati di collegare il - al GND.
• Collegare il condensatore da 100 uF con il pin OUT.
• Collegare l'IN con il terminale positivo della fonte di alimentazione
• Collegare la resistenza da 330 Ohm con i pin OUT e ADJ
• Collegare il resistore da 1k Ohm con il 330 Ohm e il GND.
• Collega il pin OUT con il terminale più del dispositivo che desideri caricare. Qui abbiamo collegato l'altro lato della breadboard con OUT e GND per rappresentare la nostra scheda di distribuzione dell'alimentazione.

Passaggio 4: circuito regolabile LM317

Il circuito per l'uscita in tensione regolabile con LM317 è molto simile ai circuiti precedenti. Qui invece della seconda resistenza utilizziamo un trimmer o un potenziometro. All'aumentare della resistenza sul trimmer aumenta la tensione di uscita. Vorremmo avere 12 V come uscita alta e per questo abbiamo bisogno di usare una batteria diversa, qui 4S Li-Po 14,8 V.

Le fasi del cablaggio sono le seguenti:

• Collega l'LM317 alla breadboard.
• Collegare il condensatore da 10 uF con il pin IN. Se stai usando condensatori elettrolitici assicurati di collegare il - al GND.
• Collegare il condensatore da 100 uF con il pin OUT.
• Collegare l'IN con il terminale positivo della fonte di alimentazione
• Collegare la resistenza da 1k Ohm con i pin OUT e ADJ
• Collegare il trimmer da 10k Ohm con il 1k Ohm e il GND.

Passaggio 5: calcolatore di tensione

Vorremmo ora spiegare una semplice formula per calcolare la resistenza di cui abbiamo bisogno per ottenere l'uscita di tensione che vorremmo. Nota che la formula usata qui è la versione semplificata, perché ci darà risultati abbastanza buoni per tutto ciò che faremmo.

Dove Vout è la tensione di uscita, R2 è la "resistenza di fine", quella con valore maggiore, e quella in cui abbiamo messo il trimmer nell'ultimo esempio. R1 è il resistore che colleghiamo tra OUT e ADJ.

Quando calcoliamo la resistenza necessaria, prima scopriamo quale tensione di uscita abbiamo bisogno, di solito per noi sarebbe 3,3 V, 5 V, 6 V o 12 V. Quindi guardiamo i resistori che abbiamo e scegliamo uno, questo resistore ora è il nostro R2. Nel primo esempio abbiamo scelto 330 Ohm, nel secondo 1 k Ohm e nel terzo Trimmer 10 k Ohm.

Ora che conosciamo R2 e Vout dobbiamo calcolare R1. Lo facciamo riorganizzando la formula sopra e inserendo i nostri valori.

Per il nostro primo esempio R1 è 201,2 Ohm, per il secondo esempio R1 è 333,3 Ohm e per l'ultimo esempio al massimo di 10 k Ohm R1 è 1162.8 Ohm. Da questo puoi vedere perché abbiamo scelto questi resistori per quelle tensioni di uscita.

C'è ancora molto da dire su questo, ma il punto principale è che puoi determinare il resistore di cui hai bisogno scegliendo l'uscita di tensione e selezionando R2 a seconda del tipo di resistori che hai.

Passaggio 6: conclusione

Vorremmo riassumere ciò che abbiamo mostrato qui e mostrare alcuni importanti attributi aggiuntivi dell'LM317.

• La tensione di ingresso dell'LM317 è 4,25 - 40 V.
• La tensione di uscita dell'LM317 è 1,25 - 37 V.
• La caduta di tensione è di circa 2 V, il che significa che abbiamo bisogno di almeno 5,3 V per ottenere 3,3 V.
• La corrente nominale massima è di 1,5 A, si consiglia vivamente di utilizzare un dissipatore di calore con l'LM317.
• Usa LM317 per accendere controller e driver, ma passa ai convertitori CC-CC per i motori.
• Possiamo creare un'uscita a tensione fissa utilizzando due resistori calcolati o stimati.
• Possiamo creare un'uscita di tensione regolabile utilizzando un resistore calcolato e un potenziometro stimato

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