Regolatore di tensione variabile lineare 1-20 V: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Un regolatore di tensione lineare mantiene una tensione costante in uscita se la tensione in ingresso è maggiore di quella in uscita, dissipando la differenza nella tensione per gli attuali watt di potenza sotto forma di calore.

Puoi persino realizzare un regolatore di tensione grezzo utilizzando un diodo Zener, regolatori della serie 78xx e alcuni altri componenti complementari, ma non sarà in grado di fornire correnti elevate come 2-3A.

L'efficienza complessiva dei regolatori lineari è molto inferiore rispetto agli alimentatori a commutazione, buck, boost poiché dissipa l'energia inutilizzata sotto forma di calore e deve essere rimossa costantemente altrimenti il regolatore si blocca.

Questo design dell'alimentatore ne vale assolutamente la pena se non si hanno problemi di efficienza energetica o se non si alimenta un circuito portatile da una batteria.

L'intero circuito è composto da tre blocchi, 1. Regolatore variabile principale (1.9 - 20 V)

2. regolatore secondario

3. Comparatore, driver del motore del ventilatore (MOSFET)

Un LM317 è un ottimo regolatore di tensione per principianti se usato correttamente. Richiede solo un partitore di tensione dato al suo pin di regolazione per ottenere una tensione variabile in uscita. La tensione di uscita dipende dalla tensione al pin di regolazione, generalmente mantenuta a 1,25 V.

l'uscita e la regolazione della tensione del pin sono correlate come, Vout = 1,25 (R2/R1+1)

La corrente sul carico rimane quasi uguale alla corrente i/p a qualsiasi tensione impostata. Supponiamo che se il carico a O/p assorbe corrente di 2A a 10V, la restante tensione di 10V con corrente residua di 1A viene convertita sotto forma di calore di 10W!!!!!!

Quindi è una buona idea attaccarci un dissipatore di calore……… perché non un FAN!!!!??????

Ho avuto questa mini ventola in posa per un po', ma il problema era che può richiedere solo 12 V per il massimo numero di giri ma la tensione I/p è 20 V, quindi ho dovuto creare un regolatore separato (usando lo stesso LM317) per la ventola, ma se tenere la ventola sempre accesa è solo uno spreco di energia, quindi è stato aggiunto un comparatore per accendere la ventola solo quando la temperatura del dissipatore di calore del regolatore principale raggiunge un valore preimpostato.

Cominciamo!!!

Passaggio 1: raccolta dei componenti

Abbiamo bisogno, 1. LM317 (2)

2. Dissipatori di calore (2)

3. alcuni resistori (controllare gli schemi per i valori)

4. condensatori elettrolitici (controllare gli schemi per i valori)

5. Perf Board (progetto PCB)

6. MOSFET IRF540n

7. FAN

8. alcuni connettori

9. Potenziometri (10k)

10. Termistore

Passaggio 2: riunire tutti insieme

Scegli la dimensione della scheda PCB con cui ti senti a tuo agio.

L'ho reso compatto 6 cm per 6 cm, se sei bravo a saldare puoi andare con dimensioni ancora più piccole;)

mantenendo il connettore Vin a sinistra e Vout a destra, il comparatore IC al centro e i regolatori in alto con la ventola in alto lo rende facile da maneggiare e da usare.

Basta seguire gli schemi, continuare a controllare il controllo di continuità di tanto in tanto per cortocircuiti e collegamenti corretti.

Passaggio 3: posizionamento del feedback del termistore

Posiziona il termistore a contatto con il dissipatore di calore, l'ho tenuto nelle creste del dissipatore di calore.

poiché il termistore è in serie con un altro resistore da 10 K, è un partitore di tensione da 10 a 10 V esatti, quando la temperatura sale la resistenza del termistore si riduce ma la tensione continua a salire verso i 20V.

Questa tensione viene data al terminale non invertente dell'amplificatore operazionale 741 e il terminale invertente viene mantenuto a 11 V, quindi quando la tensione del termistore supera gli 11 V l'amplificatore operazionale emette HIGH al pin6.

Passaggio 4: dovrebbe assomigliare a questo…

Proviamolo!!!

dando 20V in ingresso dal mio trasformatore tramite FOOOLLBRIDGE RECIFIER!! e regolando l'O/p a circa 15 V, ho collegato un resistore da 5 W 22 ohm a O/p che assorbiva circa 2,5 A.

Il dissipatore di calore ha iniziato a riscaldarsi e si è avvicinato a 56 ° C, la tensione del termistore è aumentata oltre 11 V, quindi il comparatore lo ha rilevato e ha acceso il Mosfet nella regione di saturazione a sua volta accendendo la ventola per raffreddare il dissipatore di calore.

Annnd questo è tutto!!! hai appena realizzato un regolatore di tensione variabile che puoi utilizzare come alimentatore da banco LAB, per caricare batterie, per fornire tensione a circuiti prototipo e l'elenco potrebbe continuare …

se avete domande relative al progetto non esitate a chiedere!!!

ci vediamo!