LM317 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

ที่นี่เราต้องการพูดคุยเกี่ยวกับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้ พวกเขาต้องการวงจรที่ซับซ้อนกว่าเชิงเส้น สามารถใช้ในการผลิตเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าคงที่ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับวงจรและแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้ผ่านโพเทนชิออมิเตอร์

ในส่วนนี้เราจะแสดงข้อมูลจำเพาะและพินเอาต์ของ LM317 ก่อน หลังจากนั้นเราจะแสดงวิธีสร้างวงจรที่ใช้งานได้จริงสามแบบด้วย LM317

ในการทำให้ภาคปฏิบัติของส่วนนี้เสร็จสิ้น คุณจะต้อง:

เสบียง:

• LM317
• 10 k โอห์ม ทริมเมอร์ หรือ หม้อ
• 10 ยูเอฟ และ 100 ยูเอฟ
• ตัวต้านทาน: 200 โอห์ม 330 โอห์ม 1k โอห์ม
• 4x AA แบตเตอรี่ Pack 6V
• 2x Li-Ion แบตเตอรี่ 7.4V
• แบตเตอรี่ Li-Po 4S 14.8V
• หรือพาวเวอร์ซัพพลาย

ขั้นตอนที่ 1: ภาพรวม Pinout

เริ่มจากด้านซ้าย เรามีพินปรับ (ADJ) ระหว่างมันกับพินเอาต์พุต (OUT) เราตั้งค่าตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าซึ่งจะกำหนดแรงดันเอาต์พุต พินกลางคือพินแรงดันเอาท์พุต (OUT) ที่เราจะต้องต่อกับตัวเก็บประจุเพื่อให้กระแสไฟคงที่ ที่นี่เราได้ตัดสินใจใช้ 100 uF แต่คุณสามารถเลือกที่จะใช้ค่าที่ต่ำกว่าได้เช่นกัน (1uF >) พินขวาสุดคือพินอินพุท (IN) ที่เราเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ (หรือแหล่งพลังงานอื่น ๆ) และทำให้กระแสคงที่ด้วยตัวเก็บประจุ (ที่นี่ 10uF แต่คุณสามารถไปต่ำถึง 0.1 uF)

• ADJ ที่นี่เราเชื่อมต่อตัวแบ่งแรงดันเพื่อปรับแรงดันเอาต์พุต
• OUT ที่นี่เราเชื่อมต่ออินพุตวงจรจ่ายไฟ (อุปกรณ์ใด ๆ ที่เรากำลังชาร์จ)
• ที่นี่เราเชื่อมต่อสายสีแดง (ขั้วบวก) จากแบตเตอรี่

ขั้นตอนที่ 2: LM317 3.3 V Circuit

ตอนนี้เรากำลังจะสร้างวงจรโดยใช้ LM317 ซึ่งจะให้เอาต์พุต 3.3 V วงจรนี้ใช้สำหรับเอาต์พุตคงที่ ตัวต้านทานจะถูกเลือกจากสูตรที่เราจะอธิบายในภายหลัง

ขั้นตอนการเดินสายไฟมีดังนี้:

• เชื่อมต่อ LM317 กับเขียงหั่นขนม
• เชื่อมต่อตัวเก็บประจุ 10 uF กับพิน IN หากคุณกำลังใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ต้องแน่ใจว่าได้เชื่อมต่อ - เข้ากับ GND
• เชื่อมต่อตัวเก็บประจุ 100 uF กับพิน OUT
• เชื่อมต่อ IN กับขั้วบวกของแหล่งพลังงาน
• เชื่อมต่อตัวต้านทาน 200 โอห์มกับพิน OUT และ ADJ
• เชื่อมต่อตัวต้านทาน 330 โอห์มกับ 200 โอห์มและ GND
• เชื่อมต่อพิน OUT กับขั้วบวกของอุปกรณ์ที่คุณต้องการชาร์จ ที่นี่เราได้เชื่อมต่ออีกด้านหนึ่งของเขียงหั่นขนมกับ OUT และ GND เพื่อเป็นตัวแทนของบอร์ดจ่ายไฟของเรา

ขั้นตอนที่ 3: วงจร LM317 5 V

ในการสร้างวงจรเอาท์พุต 5 V โดยใช้ LM317 เราจำเป็นต้องเปลี่ยนตัวต้านทานและเชื่อมต่อแหล่งพลังงานแรงดันสูงเท่านั้น วงจรนี้มีไว้สำหรับเอาต์พุตคงที่เช่นกัน ตัวต้านทานจะถูกเลือกจากสูตรที่เราจะอธิบายในภายหลัง

ขั้นตอนการเดินสายไฟมีดังนี้:

• เชื่อมต่อ LM317 กับเขียงหั่นขนม
• เชื่อมต่อตัวเก็บประจุ 10 uF กับพิน IN หากคุณกำลังใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ต้องแน่ใจว่าได้เชื่อมต่อ - เข้ากับ GND
• เชื่อมต่อ 100 uFcapacitor กับพิน OUT
• เชื่อมต่อ IN กับขั้วบวกของแหล่งพลังงาน
• เชื่อมต่อตัวต้านทาน 330 โอห์มกับพิน OUT และ ADJ
• เชื่อมต่อตัวต้านทาน 1k Ohm กับ 330 Ohm และ GND
• เชื่อมต่อพิน OUT กับขั้วบวกของอุปกรณ์ที่คุณต้องการชาร์จ ที่นี่เราได้เชื่อมต่ออีกด้านหนึ่งของเขียงหั่นขนมกับ OUT และ GND เพื่อเป็นตัวแทนของบอร์ดจ่ายไฟของเรา

ขั้นตอนที่ 4: LM317 วงจรปรับได้

วงจรสำหรับเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้ด้วย LM317 นั้นคล้ายกับวงจรก่อนหน้ามาก ที่นี่เราใช้ทริมเมอร์หรือโพเทนชิออมิเตอร์แทนตัวต้านทานตัวที่สอง เมื่อเราเพิ่มความต้านทานของทริมเมอร์ แรงดันเอาต์พุตจะเพิ่มขึ้น เราต้องการให้มีเอาต์พุตสูง 12 V และเราจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่อื่น 4S Li-Po 14.8 V

ขั้นตอนการเดินสายไฟมีดังนี้:

• เชื่อมต่อ LM317 กับเขียงหั่นขนม
• เชื่อมต่อตัวเก็บประจุ 10 uF กับพิน IN หากคุณกำลังใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ต้องแน่ใจว่าได้เชื่อมต่อ - เข้ากับ GND
• เชื่อมต่อตัวเก็บประจุ 100 uF กับพิน OUT
• เชื่อมต่อ IN กับขั้วบวกของแหล่งพลังงาน
• เชื่อมต่อตัวต้านทาน 1k Ohm กับพิน OUT และ ADJ
• เชื่อมต่อทริมเมอร์ 10k Ohm กับ 1k Ohm และ GND

ขั้นตอนที่ 5: เครื่องคำนวณแรงดันไฟฟ้า

ตอนนี้เราอยากจะอธิบายสูตรง่ายๆ ในการคำนวณความต้านทานที่เราต้องการเพื่อให้ได้แรงดันเอาต์พุตที่เราต้องการ โปรดทราบว่าสูตรที่ใช้ในที่นี้เป็นเวอร์ชันแบบง่าย เพราะมันจะให้ผลลัพธ์ที่ดีพอสำหรับสิ่งที่เราจะทำ

โดยที่ Vout คือแรงดันไฟขาออก R2 คือ "ตัวต้านทานปลายทาง" ซึ่งเป็นตัวที่มีค่ามากกว่า และตัวที่เราใส่ที่กันจอนในตัวอย่างสุดท้าย R1 คือตัวต้านทานที่เราต่อระหว่าง OUT และ ADJ

เมื่อเราคำนวณความต้านทานที่จำเป็น อันดับแรก เราจะค้นหาว่าแรงดันเอาต์พุตใดที่เราต้องการ โดยปกติสำหรับเราคือ 3.3 V, 5 V, 6 V หรือ 12 V จากนั้นเราจะดูที่ตัวต้านทานที่เรามีและเลือกหนึ่งตัว ตัวต้านทานนี้ ตอนนี้เป็น R2 ของเราแล้ว ในตัวอย่างแรก เราได้เลือก 330 Ohm ใน 1 k Ohm ที่สอง และใน 10 k Ohm Trimmer ที่สาม

ตอนนี้เรารู้ R2 และ Vout แล้ว เราต้องคำนวณ R1 เราทำได้โดยการจัดเรียงสูตรด้านบนใหม่และใส่ค่าของเรา

สำหรับตัวอย่างแรกของเรา R1 คือ 201.2 โอห์ม สำหรับตัวอย่างที่สอง R1 คือ 333.3 โอห์ม และสำหรับตัวอย่างสุดท้ายที่ค่าสูงสุด 10 k โอห์ม R1 คือ 1162.8 โอห์ม จากนี้ คุณจะเห็นได้ว่าเหตุใดเราจึงเลือกตัวต้านทานเหล่านี้สำหรับแรงดันเอาต์พุตเหล่านั้น

ยังมีอีกหลายสิ่งที่จะพูดเกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่ประเด็นหลักคือคุณสามารถกำหนดตัวต้านทานที่คุณต้องการได้โดยเลือกเอาท์พุตแรงดันไฟและเลือก R2 ขึ้นอยู่กับชนิดของตัวต้านทานที่คุณมี

ขั้นตอนที่ 6: บทสรุป

เราต้องการสรุปสิ่งที่เราได้แสดงไว้ที่นี่ และแสดงคุณลักษณะที่สำคัญเพิ่มเติมของ LM317

• แรงดันไฟฟ้าขาเข้าของ LM317 คือ 4.25 - 40 V.
• แรงดันไฟขาออกของ LM317 คือ 1.25 - 37 V.
• แรงดันไฟตกประมาณ 2 V ซึ่งหมายความว่าเราต้องการอย่างน้อย 5.3 V เพื่อให้ได้ 3.3 V
• พิกัดกระแสไฟสูงสุดคือ 1.5 A ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้แผ่นระบายความร้อนกับ LM317
• ใช้ LM317 เพื่อเพิ่มพลังให้คอนโทรลเลอร์และไดรเวอร์ แต่เปลี่ยนเป็นตัวแปลง DC-DC สำหรับมอเตอร์
• เราสามารถสร้างเอาต์พุตแรงดันคงที่โดยใช้ตัวต้านทานที่คำนวณหรือประมาณไว้สองตัว
• เราสามารถสร้างเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้โดยใช้ตัวต้านทานที่คำนวณได้หนึ่งตัวและโพเทนชิออมิเตอร์โดยประมาณหนึ่งตัว

คุณสามารถดาวน์โหลดโมเดลที่ใช้ในบทช่วยสอนนี้ได้จากบัญชี GrabCAD ของเรา:

GrabCAD Robottronic รุ่น

คุณสามารถดูบทแนะนำอื่น ๆ ของเราได้ที่ Instructables:

คำสั่งสอน Robottronic

คุณยังสามารถตรวจสอบช่อง Youtube ที่ยังอยู่ในระหว่างการเปิดตัว:

Youtube Robottronic