Regulador de corrente ajustável no LM317 para LEDs

A demanda por sistemas de estabilização de tensão cresceu significativamente nos últimos anos. Particular interesse é mostrado em dispositivos que funcionam com fontes de luz artificial e, em particular, com LEDs. O estabilizador de corrente do lm317 é um dispositivo simples, barato, mas confiável, que você pode comprar ou montar. Neste último caso, você precisa conhecer as regras básicas de instrumentação, requisitos de segurança ao trabalhar com eletricidade e preparar um conjunto padrão de elementos.

Para que serve a estabilização de corrente e tensão?

O número de aparelhos elétricos nas residências está crescendo constantemente. Nos últimos anos, o número de aparelhos elétricos aumentou várias vezes. Como resultado, a necessidade de níveis de tensão nas redes elétricas aumentou. Além disso, a maioria dos edifícios (residenciais e industriais) e usinas de energia foram construídos há mais de 30-40 anos.

Alguns dispositivos modernos são fabricados com estabilizadores embutidos - pequenos circuitos para evitar danos por surtos de energia. Mas a maioria deles não contém dispositivos adicionais e até mesmo uma pequena queda na rede pode queimar. Eletrodomésticos grandes (não digitais) estão em alto risco. Em particular caldeiras e máquinas de lavar.

Para evitar danos e garantir uma tensão estável na rede, estabilizadores são instalados. Isso é opcional em todas as casas. Se o edifício tem uma alimentação de corrente constante sem grandes oscilações (dentro de 220 Volts com um erro máximo de 10%), não há necessidade de dispositivos adicionais. Mas quando os surtos são constantes, a instalação de um estabilizador economiza equipamentos e fornece eletricidade.

Tipos de dispositivos de estabilização

Antes de comprar um dispositivo, você deve se familiarizar com os principais tipos e recursos. Cada um tem vantagens e desvantagens, projetados para diferentes níveis de tensão e número de dispositivos. Os princípios de trabalho também são diferentes.

Retransmissão

A melhor opção para casas particulares e de campo, apartamentos. Vários enrolamentos magnéticos estão instalados no transformador. No momento de uma queda de tensão ocorre a comutação entre eles, o que permite manter o fluxo de tensão no mesmo modo. As desvantagens incluem:

• mudança no fluxo de energia em um modo gradual (abrupta, intermitentemente);
• curvatura da sinusóide do fluxo de tensão;
• baixa potência no momento do recuo.

O custo de tais dispositivos é muito menor do que outros modelos de estabilizadores. As críticas dos proprietários são boas, o aparelho é suficiente para redes domésticas.

Eletrônico

Existem dois tipos de estabilizadores eletrônicos de "enchimento" - triac e tiristor. No primeiro, a alternância entre os enrolamentos no modo automático é realizada por um pequeno mecanismo - um triac. A eficiência do aparelho é alta, funciona rapidamente. Uma vantagem significativa para o uso doméstico é a operação silenciosa. O segundo tipo não é tão eficaz, geralmente é usado para estabilizar redes domésticas sem muita tensão. A desvantagem mais notável é o custo.

Eletromecânica

Outros nomes são servo motor, servo motor. O princípio de funcionamento - com o auxílio de um acionamento elétrico, o eletrodo de carbono se move ao longo dos enrolamentos, criando uma tensão ininterrupta. Frequentemente comprado para necessidades domésticas e pequenas instalações (casa, casa de veraneio, escritório). Prós - preço, compactação, comutação suave. Contras - ruído, velocidade de comutação lenta.

Ferrorressonante

Nos últimos anos, raramente é usado devido ao advento de dispositivos mais modernos. O efeito de ferrorressonância ocorre no sistema de interação entre um transformador e um capacitor. Os dispositivos são grandes, barulhentos e não funcionam sob sobrecargas repentinas e significativas. Vantagens - longa vida útil, capacidade de uso em ambientes com alta umidade.

Inversor

Dispositivos deste tipo são poderosos e caros. Eles são usados ​​na vida cotidiana e em grandes instalações industriais. A principal diferença é um oscilador de cristal e um controlador, que convertem a tensão na entrada em corrente contínua e na saída em corrente alternada. A conformação dupla simultânea permite que você trabalhe com diferentes níveis de corrente - de 115 a 300 volts. Vantagens - sem ruído, tamanho reduzido, comutação e regulação rápidas, outros recursos adicionais (por exemplo, proteção de eletrodomésticos contra sobretensão).

Diagramas de dispositivos lineares

O estabilizador de corrente no lm317 é um dispositivo que opera em um circuito de comutação de tensão linear. Esses microcircuitos são usados ​​para redes onde não são necessárias alta eficiência e energia excessiva. Em particular, para apoiar o funcionamento dos LEDs. Benefícios:

• proteção contra picos repentinos, níveis de potência excessivos;
• inversão de polaridade da corrente no elemento de entrada;
• falta de peças e dispositivos adicionais.

As desvantagens incluem menor eficiência - a tensão obtida além do necessário é processada em aquecimento, portanto, é necessário resfriamento adicional.

Para uma operação estável, é necessária uma diferença positiva nas correntes de entrada e saída - os estabilizadores lineares param de funcionar quando ocorre uma queda de 0,4 V (mesmo em 0,5 V). Portanto, o circuito de alimentação do lm317 com regulação de corrente e tensão não é usado para dispositivos de grande porte e redes "pesadas".

Características principais

O regulador de tensão no lm317 opera dentro de uma certa faixa de fonte de alimentação. Os limites são 1,25 V mínimo e 37 V máximo. Na saída, a tensão de alimentação não ultrapassa 1,5 Amperes, o erro com uma conexão instável é de até 0,1%.

O regulador de tensão no microcircuito lm317 tem sistemas de proteção interna adicionais: de curto-circuitos, de sobretensão térmica, de dissipação excessiva de "excesso" de tensão.

A limitação térmica é fornecida por microssensores especiais que garantem a proteção do equipamento de ultrapassar a potência dissipada - caso isso aconteça, o aparelho simplesmente desliga e não sofre.

Potência e tensão de entrada

Para que o regulador de corrente funcione no circuito lm317, a tensão na parte de entrada não deve ser superior a 40 volts. Neste caso, a diferença mínima de corrente nas entradas e saídas deve ser superior a 2 Volts.

Para que o regulador de tensão funcione no lm317, o circuito não deve receber uma carga maior que 1,5A. Se não houver resfriamento adicional, o nível cairá. A potência aproximada é calculada multiplicando-se dois indicadores - a potência de saída da eletricidade e a diferença potencial entre a entrada e a saída.

Em temperaturas ambientes de até 30 ° Celsius, uma dissipação de energia de até 1,5W é permitida (se não houver dissipador de calor). Em um nível normal de dissipação de calor, uma dissipação de até 20W é permitida.

Design de dispositivo

O circuito de alimentação do estabilizador lm317 com regulação de corrente e tensão com disposição mínima possui dois resistores, cuja diferença de resistência regula a tensão de saída e os capacitores.O valor médio da corrente nos elementos de suporte é 1,25 V. A resistência não deve exceder 240 ohms.

O corpo do estabilizador no diagrama IM317 é feito de plástico. Opções possíveis: TO 220 e 220FP, SOT23 e D2PAK. Os sistemas de proteção interna permitem que o dispositivo opere em caso de desconexão da entrada de controle.

Drivers de pulso

Os drivers com sistema de impulso são os mesmos reguladores de tensão. A tensão CA permite regular o funcionamento do dispositivo. Se o nível for inferior a 2-3 Amperes, nenhuma dissipação de calor adicional é necessária.

Dispositivos de pulso "cortam" a corrente de entrada para obter o nível de tensão desejado na saída. Pode funcionar com redes de cargas elevadas. Contras - você precisa de uma fonte de alimentação separada, custo e campo eletromagnético externo "extra". Difícil de montar em casa.

Diagramas de conexão

O circuito para ligar a fonte de alimentação no lm317 com regulação de corrente e tensão permite que o estabilizador seja usado em redes com tensão fora do padrão. São necessários, no mínimo, dois resistores para que o dispositivo funcione. Os indicadores mais importantes são a tensão do ponto de referência, o nível da corrente de saída.

A fonte de alimentação estabilizada mais simples

Os estabilizadores de tensão não são necessários apenas para proteger o equipamento doméstico e industrial. No laboratório, os dispositivos ajudam a evitar fluxos excessivos de energia e quebras de rede. Portanto, iniciantes e técnicos profissionais tendem a usar pelo menos blocos de estabilização simples.

Principais vantagens:

• montagem fácil;
• trabalho confiável;
• peças baratas e acessíveis.

As desvantagens incluem baixa eficiência de saída, o uso de grandes radiadores e o grande tamanho do dispositivo.

Um dispositivo padrão exigirá vários elementos:

• circuito lm317;
• transistor com caixa de plástico;
• diodo;
• dois resistores;
• dois capacitores;
• ponte de diodos.

O número mínimo de peças e o design simples permitirão que você monte rapidamente o regulador de tensão e use-o para uma pequena rede.

Os indicadores dos elementos não são críticos. Por exemplo, os resistores em R1 podem variar de 30 a 50 ohms e o diodo não está instalado.

Fonte de alimentação do estabilizador integrado

Dispositivos com sistema integrado de operação são utilizados em estabilizadores de tensão, sistemas de áudio, amplificadores, fontes de alimentação e outros. Todas as partes da estrutura são conectadas por meio de um cristal de silício, de forma que sua seqüência forma um estabilizador. Na engenharia elétrica, dois tipos são usados:

• usando um semicondutor;
• com o uso de elementos de filme (híbrido).

O circuito padrão inclui várias peças típicas: uma fonte de referência, um amplificador, um regulador e um mecanismo de proteção para desligamento e prevenção de curtos-circuitos.

Os circuitos integrados são dispositivos com um ciclo funcional completo. Cada um tem um caminho de entrada, saída e solo.

Você pode usar esses circuitos apenas com determinados indicadores de tensão. Os limites permitidos são de 5 a 24 V, para corrente - menos de 1A.

Os circuitos integrados possuem um limitador de tensão de saída. Uma proteção adicional contra superaquecimento também está instalada.

Circuito estabilizador com fonte de alimentação regulada

Uma ponte retificadora em tais dispositivos permite que você converta um fluxo de corrente alternada em um fluxo constante. Um dos capacitores filtra a energia ondulada, o outro torna a transição de tensão mais suave. Este tipo permite que o regulador opere em baixas frequências DC.

A seleção do resistor é feita de acordo com o valor nominal permitido para o estabilizador. O erro deve ser mínimo. A melhor opção é um cálculo preciso.

Area de aplicação

Estabilizadores baseados no microcircuito LM317 são usados ​​para estabilizar os principais indicadores de dispositivos técnicos. Esse dispositivo é fácil de montar por você mesmo, e um dispositivo feito de fábrica é barato. Para esta classe, ele tem excelentes dados operacionais e vida útil, se não houver picos de energia excessivamente fortes.

A desvantagem é o limite de tensão - não mais do que 3V. O estabilizador baseado no case TO 220 é o modelo mais acessível que é usado em várias áreas:

• redes domésticas (domésticas);
• condições de laboratório;
• Iluminação LED (díodos emissores de luz).

Os sistemas de estabilização de tensão baseados no microcircuito LM317 são dispositivos confiáveis, simples e convenientes. O custo é pequeno, mas as características são positivas. Esses estabilizadores são freqüentemente usados ​​para LEDs em carros.