พาวเวอร์ซัพพลายแบบปรับได้โดยใช้ LM317 (เค้าโครง PCB): 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

สวัสดีทุกคน!!

ที่นี่ฉันกำลังแสดงเค้าโครง PCB ของพาวเวอร์ซัพพลายแบบแปรผันให้คุณดู เป็นวงจรที่นิยมใช้กันทั่วไปในเว็บ ซึ่งใช้วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า IC LM317 ที่เป็นที่นิยม สำหรับผู้ที่สนใจอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ วงจรนี้มีประโยชน์มาก ข้อกำหนดพื้นฐานของมือสมัครเล่น DIY คือแหล่งจ่ายไฟแบบปรับได้ แทนที่จะซื้ออุปกรณ์จ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะที่มีราคาแพงมาก วงจรนี้จะช่วยให้พวกเขาสร้างแหล่งจ่ายไฟที่สามารถควบคุมแรงดันและกระแสได้อย่างอิสระ

เสบียง

1. LM317 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
2. ทรานซิสเตอร์ - MJE3055
3. ตัวเก็บประจุเซรามิก- 0.1uf 2nos, 0.2uf 1nos
4. ตัวต้านทาน - 220ohm, 1K /0.25W, 0.1ohm/5W
5. โพเทนชิออมิเตอร์ - 5K, 10K
6. LED-5mm

ขั้นตอนที่ 1: แผนภาพวงจร

การทำงานของวงจรตามความรู้ของผมมีอธิบายไว้ที่นี่ ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า IC LM317 ใช้เพื่อปรับแรงดันขาออก ความต้านทาน R1 & R2 สร้างวงจรแบ่งแรงดันและเชื่อมต่อกับพินการปรับของ IC โดยการเปลี่ยนโพเทนชิออมิเตอร์ R2 แรงดันเอาต์พุตสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ถัดมาเป็นเพาเวอร์ทรานซิสเตอร์ Q1(MJE3055) เนื่องจากกระแสไฟสูงสุดที่สามารถส่งผ่าน LM317 ได้นั้น จำกัดอยู่ที่ 1.5A ทรานซิสเตอร์นี้จึงถูกใช้เพื่อเพิ่มความจุกระแสไฟของแหล่งจ่ายไฟ กระแสสะสมสูงสุดของ Q1 คือ 10A หากคุณต้องการเพิ่มความจุกระแสไฟ ให้วางทรานซิสเตอร์ขนานกับ Q1 ในขณะที่ใส่ทรานซิสเตอร์แบบขนานจะเชื่อมต่อความต้านทานที่สมดุลในอนุกรมกับอีซีแอล ที่นี่ฉันได้เชื่อมต่อทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียวและความต้านทาน 0.1ohm ในซีรีย์เนื่องจากฉันมีเพียงตัวนั้นกับฉัน

ในการควบคุมกระแสไฟขาออกซึ่งเป็นกระแสสะสมของ Q1 ฐานจะเชื่อมต่อจากอีซีแอลของทรานซิสเตอร์ Q2 (BD139) ฐานของ Q2 ถูกควบคุมโดยวงจรแบ่งแรงดันที่สร้างโดยโพเทนชิออมิเตอร์ R3

ตัวเก็บประจุแบบดิสก์บางตัวเชื่อมต่อแบบขนาน ซึ่งมีไว้สำหรับวัตถุประสงค์ในการกรองบางอย่าง LED เชื่อมต่อแบบขนานเพื่อแสดงกำลังไฟ

คุณยังสามารถใช้ LM338 แทน LM317 ซึ่งเป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบแปรผันที่มีความจุกระแสไฟมากกว่าได้

หมายเหตุ: อย่าเชื่อมต่อตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่ด้านขาออก สิ่งนี้จะสร้างความแตกต่างของแรงดันเอาต์พุตที่ช้ามาก

การใช้ตัวต้านทานสมดุล

หากกระแสไฟขาออกหรือการกระจายพลังงานในทรานซิสเตอร์เอาท์พุตเข้าใกล้มากกว่าครึ่งหนึ่งของพิกัดสูงสุดของพวกมัน ควรพิจารณาทรานซิสเตอร์แบบขนาน หากใช้ทรานซิสเตอร์แบบขนาน ควรติดตั้งตัวต้านทานการทรงตัวในอีซีแอลของทรานซิสเตอร์แบบขนานแต่ละตัว

ค่าจะถูกกำหนดโดยการประมาณค่าความแตกต่างระหว่าง Vbe ระหว่างทรานซิสเตอร์กับจำนวนนั้น หรือแรงดันไฟที่มากกว่าเล็กน้อย ตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวที่กระแสไฟขาออกสูงสุด ตัวต้านทานสมดุลถูกเลือกเพื่อชดเชยความแตกต่างของ Vbe เนื่องจากความแปรปรวนของทรานซิสเตอร์ การผลิตหรืออุณหภูมิ ฯลฯ ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้มักจะน้อยกว่า 100 mV หรือมากกว่านั้น ค่า 0.01 Ω ถึง 0.1 Ω มักใช้เพื่อให้หยด 50 ถึง 75 mV พวกเขาจะต้องสามารถจัดการกับกระแสและการกระจายพลังงาน

ตัวอย่างเช่น ถ้า 30A เป็นกระแสเอาต์พุตทั้งหมด และหากเราใช้ทรานซิสเตอร์ 3 ตัว กระแสที่ไหลผ่านทรานซิสเตอร์แต่ละตัวควรเป็น 10A(30/3=10A) เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนั้น ควรเชื่อมต่อตัวต้านทานสมดุล

ให้∆Vbe=0.1v แล้ว Rb = 0.1/10=0.01ohm

อัตรากำลัง = 10*10*0.01=1W

ขั้นตอนที่ 2: เค้าโครง PCB

ไฟล์ pdf ของเลย์เอาต์ PCB มีให้ที่นี่ คุณสามารถดาวน์โหลดได้จากที่นี่

ขนาด PCB = 44.45x48.26mm.

คุณสามารถเห็นเลเยอร์ทองแดงบนสุดใน PCB (สีแดง) แต่ฉันได้จัดเตรียมเลย์เอาต์ PCB ชั้นเดียวพร้อมจุดแวะ เพื่อให้คุณสามารถใช้สายจัมเปอร์เชื่อมต่อจุดแวะทั้งสอง

ขั้นตอนที่ 3: กระดานสำเร็จรูป

หลังจากการแกะสลัก PCB วางส่วนประกอบอย่างระมัดระวังและประสาน โพเทนชิโอมิเตอร์สองตัวเชื่อมต่อกับบอร์ดผ่านสายไฟ ฉันใช้จัมเปอร์เพื่อเชื่อมต่อจุดแวะทั้งสองจากด้านบนของกระดาน

ในการกระจายความร้อนที่เกิดจาก MJE3055 และ LM317 ให้ใช้แผ่นระบายความร้อนที่เหมาะสม

ฉันได้ทดสอบวงจรนี้ด้วยแหล่งจ่ายอินพุต 16V /5A และฉันสามารถเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าจาก 1.5V เป็น 15V และกระแสจาก 0A เป็นกระแสโหลดสูงสุดได้ เช่น น้อยกว่า 5A

หมายเหตุ: จัดเตรียมแผ่นระบายความร้อนแยกต่างหากสำหรับทั้งทรานซิสเตอร์และตัวควบคุม IC ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวระบายความร้อนทั้งสองไม่สัมผัสกัน

หวังว่านี่จะเป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่กำลังมองหาแหล่งจ่ายไฟที่สามารถควบคุมได้ทั้งแรงดันและกระแส

ขอขอบคุณ!!