Cómo utilizar LM317 para hacer un circuito de fuente de alimentación variable

En esta publicación, discutiremos detalladamente cómo construir un circuito de fuente de alimentación ajustable simple basado en LM317 utilizando un número mínimo de componentes externos.

Como su nombre indica, un circuito de suministro de energía variable proporciona al usuario un rango de voltajes de salida que varían linealmente a través de una rotación de potenciómetro controlada manualmente.

Un LM317 es un dispositivo versátil que ayuda a un aficionado a la electrónica a construir una fuente de alimentación de voltaje variable de forma rápida, económica y muy eficiente.

Introducción

Ya sea un novato electrónico o un profesional experto, un fuente de alimentación ajustable la unidad es requerida por todos en el campo. Es la fuente básica de energía que puede ser necesaria para varios procedimientos electrónicos, desde la alimentación de circuitos electrónicos intrincados hasta los dispositivos electromecánicos robustos como motores, relés, etc.

A unidad de fuente de alimentación variable es imprescindible para todo banco de trabajo eléctrico y electrónico y está disponible en una variedad de formas y tamaños en el mercado y también en forma de esquemas para nosotros.
Estos pueden construirse utilizando componentes discretos como transistores, resistencias, etc. o incorporando un solo chip para las funciones activas. No importa cuál sea el tipo, una unidad de fuente de alimentación debe incorporar las siguientes características para convertirse en universal y confiable con su naturaleza:

Características esenciales

• Debe poder ajustarse total y continuamente con sus salidas de voltaje y corriente.
• La función de corriente variable se puede tomar como una función opcional porque no es un requisito absoluto con una fuente de alimentación, a menos que el uso esté en el rango de evaluaciones críticas.
• La tensión producida debe estar perfectamente regulada.

Con la llegada de chips o circuitos integrados como LM317, L200, LM338 , LM723, la configuración de circuitos de suministro de energía con salida de voltaje variable con las cualidades excepcionales anteriores se ha vuelto muy fácil hoy en día.

Cómo utilizar LM317 para producir una salida variable

Aquí intentaremos entender cómo construir un circuito de alimentación utilizando el IC LM317. Este IC normalmente está disponible en un paquete TO-220 y tiene tres salidas de pines.

Los pines son muy fáciles de entender, ya que consta de una entrada, una salida y un pines de ajuste que solo necesita ser cableado con las conexiones relevantes.

El pin de entrada se aplica con una entrada de CC rectificada, preferiblemente con la entrada máxima tolerable, que es de 24 voltios según las especificaciones del IC. La salida se recibe del pin 'out' del IC mientras que los componentes de ajuste de voltaje están conectados alrededor del pin de ajuste.

Cómo conectar LM317 en un diseño de fuente de alimentación de voltaje ajustable

Como puede verse en el diagrama, el montaje apenas necesita componentes y, de hecho, es un juego de niños ponerlo todo en su lugar.

El ajuste del potenciómetro produce un voltaje que varía linealmente en la salida que puede ser desde 1,25 voltios hasta el nivel máximo suministrado en la entrada del Ic.

Aunque el diseño que se muestra es el más simple y, por lo tanto, incluye solo una función de control de voltaje, también se puede incluir una función de control de corriente con el IC.

Agregar una función de control de corriente

La figura anterior muestra cómo el IC LM317 se puede usar de manera efectiva para producir voltajes y corrientes variables, según lo desee el usuario. El potenciómetro de 5K se utiliza para ajustar el voltaje, mientras que el resistor de detección de corriente de 1 ohmio se selecciona de manera apropiada para adquirir el límite de corriente deseado.

Mejora con facilidad de salida de alta corriente

El IC se puede mejorar aún más para producir corrientes superiores a sus valores nominales. El siguiente diagrama muestra cómo se puede utilizar el IC 317 para producir más de 3 amperios de corriente.

Regulador de corriente, voltaje variable LM317

Nuestro versátil IC LM317 / 338/396 se puede utilizar como regulador ajustable de voltaje y corriente mediante configuraciones simples.

La idea fue construida y probada por uno de los ávidos lectores de este blog, el Sr. Steven Chiverton, y se usó para conducir diodos láser especiales que se sabe que tienen especificaciones de funcionamiento estrictas y que solo se pueden conducir a través de circuitos de controladores especializados.

La configuración del LM317 discutida es tan precisa que resulta ideal para todas las aplicaciones especializadas reguladas por voltaje y corriente.

Operación del circuito

En referencia al diagrama de circuito que se muestra, la configuración parece bastante sencilla, se pueden ver dos circuitos integrados LM317, uno configurado en su modo de regulador de voltaje estándar y el otro en un modo de control de corriente.

Para ser precisos, el LM317 superior forma la etapa del regulador de corriente mientras que el inferior actúa como una etapa del controlador de voltaje.

La fuente de suministro de entrada está conectada a través de Vin y tierra del circuito regulador de corriente superior, la salida de esta etapa va a la entrada de la etapa del regulador de voltaje variable LM317 inferior. Básicamente, ambas etapas están conectadas en serie para implementar una regulación completa de voltaje y corriente infalible para la carga conectada, que es un diodo láser en el presente caso.

R2 se selecciona para adquirir un rango de alrededor de 1,25 A de límite de corriente máximo, siendo el mínimo permitido 5 mA cuando se establecen los 250 ohmios completos en la ruta, lo que significa que la corriente al láser se puede configurar como se desee, en cualquier lugar entre 5 mA y 1 amperio.

Calcular el voltaje de salida

El voltaje de salida de un circuito de suministro de energía LM317 se puede determinar con la siguiente fórmula:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

donde esta = VREF = 1.25

El ADJ actual suele ser de alrededor de 50 µA y, por tanto, es demasiado insignificante en la mayoría de las aplicaciones. Puedes ignorar esto.

Cálculo del límite de corriente

Lo anterior se calcula utilizando la siguiente fórmula:

R = 1,25 / corriente máxima permitida

El voltaje controlado por corriente adquirido de la etapa superior se aplica a continuación al circuito regulador de voltaje LM317 inferior, lo que permite que el voltaje deseado se establezca en cualquier lugar de 1,25 V a 30 V, aquí el rango máximo es de 9 V ya que la fuente es una batería de 9 V. Esto se logra ajustando R4.

El circuito discutido está asignado para manejar no más de 1.5 amperios, si se requiere una corriente más alta, ambos circuitos integrados pueden reemplazarse con LM338 para obtener una corriente máxima de 5 amperios o LM396 para una corriente máxima de 10 amperios.

Las siguientes imágenes hermosas fueron enviadas por el Sr. Steven Chiverton, después de que el circuito fue construido y verificado con éxito por él.

Imágenes de prototipos

Actualización de LM317 con control de voltaje con botón pulsador

Hasta ahora hemos aprendido cómo configurar un LM317 para producir una salida ajustable usando un potenciómetro, ahora entendamos cómo se pueden usar los botones pulsadores para habilitar la selección de voltaje controlada digitalmente. Eliminamos el uso de potenciómetro mecánico y lo reemplazamos con un par de botones para la selección hacia arriba / hacia abajo de los niveles de voltaje deseados.

La innovación convierte el diseño tradicional de la fuente de alimentación LM317 en un diseño de fuente de alimentación digital, al eliminar el potenciómetro de baja tecnología que podría ser propenso a desgastarse a largo plazo, lo que resulta en operaciones erráticas y salidas de voltaje incorrectas.

El diseño modificado del LM317 que le permitiría responder a las selecciones del botón pulsador se puede ver en el siguiente diagrama:

Las resistencias R2 asociadas deben calcularse con respecto a R1 (240 ohmios) para configurar las salidas de voltaje seleccionadas con el botón pulsador.

Alimentación de banco de alta corriente LM317 Suuply

Esta fuente de alimentación de alta corriente LM317 se puede usar universalmente para cualquier aplicación que requiera una fuente de CC de alta corriente regulada de alta calidad, como amplificadores de subwoofer de automóvil, cargas de batería, etc. Esta fuente de alimentación está diseñada para ser lo más versátil posible, al tiempo que garantiza que el recuento de piezas se mantenga bajo y asequible.

Esta simple fuente de voltaje ajustable de sistema operativo fijo LM317 satisface las condiciones magníficamente y es capaz de entregar hasta 10 amperios. La salida de voltaje se rige por la etapa del circuito que contiene R4, R5 y S3; observe que el interruptor S3 es parte de R4.

Para obtener una salida de voltaje fijo, se debe determinar R4 para obtener cero ohmios (totalmente en sentido antihorario). En esta situación, el interruptor S3 debe estar en la posición abierta.

En ese caso, el R5 predeterminado debe ajustarse para que el circuito genere una salida de 12 voltios (o cualquier cosa que requiera su aplicación personal). Para tener una salida variable, R4 se puede girar en el sentido de las agujas del reloj, con S3 en la posición cerrada y deshacerse de R5 del circuito.

El voltaje de salida ahora puede ser operado únicamente por la resistencia R4. Cuando la posición del interruptor SPDT S2 está en 1, la corriente de salida más alta se puede lograr teniendo las dos mitades de T1 suministrando corriente a la etapa de filtro, para aumentar la salida de corriente total 2 veces más.

Dicho esto, el voltaje de salida más alto se reducirá en un 50% en esta posición. Realmente es un entorno muy productivo considerando que el transistor de potencia no tiene que perder una cantidad significativa de potencial.

En la posición 2, la tensión máxima prácticamente iguala las especificaciones de potencia de T1. Aquí, empleamos un transformador de toma central de 24 voltios para T1. Por último, se habían incorporado D1 y D2 para salvaguardar el LM317 IC en caso de que se desconectara la alimentación con una carga inductiva en la salida

Referencias: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/LM317