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Régulateur de tension linéaire avec LM317 réglable et transistor PNP

Bonjour à tous!
Dans cet article, je parlerai d'un autre régulateur de tension linéaire, que j'ai assemblé relativement récemment. Il est construit sur la puce LM317 populaire et un transistor bipolaire PNP. Le module fini est le suivant:

Vidéo connexe:


Dans le passé article J'ai parlé d'un régulateur de tension linéaire similaire sur les transistors TL431 et NPN.

Ce circuit, contrairement à ce qui précède, contient un peu moins de pièces et est capable de supporter des courants plus élevés, grâce à un transistor plus puissant.

Caractéristiques clés:
• Tension d'entrée jusqu'à 30V (dans ma version, car le condensateur à l'entrée à 35V)
• Tension de sortie 3-25V (selon le courant, plus le courant est élevé, plus la tension de sortie maximale est faible)
• Courant jusqu'à 9A (avec un transistor TIP36C avec une tension d'entrée de 18V et une sortie de 12V, mais dépend généralement du transistor sélectionné et de la dissipation de puissance)
• Stabilisation de la tension de sortie lors du changement d'entrée
• Stabilisation de la tension de sortie lorsque le courant de charge change
• Manque de protection contre les courts-circuits
• Absence de protection actuelle

Le module est assemblé comme suit:


Explications selon le schéma:
Le microcircuit LM317 acheté sur AliExpress (probablement pas l'original) a 3 sorties. Les résultats sont indiqués dans le diagramme et l'image dans le coin inférieur droit.

La puce contrôle un puissant transistor bipolaire PNP VT1. J'ai utilisé TIP36C à cet effet. Les principales caractéristiques du transistor: tension - 100V, courant de collecteur - 25A (en fait, 8-9A, car le transistor n'est pas d'origine et a été acheté par Ali Express), un coefficient de transfert de courant statique de 10.

Il est très important de surveiller la puissance dissipée par le transistor afin qu'elle ne dépasse pas 50-55 watts (pour un transistor dans un boîtier TO-247 ou de taille similaire, et pour les transistors dans un boîtier TO-220 - pas plus de 25-30 watts). Vous pouvez calculer par la formule:

P = (sortie U-entrée U) * collecteur I

Par exemple, la tension d'entrée est de 18 V, nous réglons la tension de sortie à 12 V, le courant que nous avons est de 9 A:
P = (18V-12V) * 9A = 54 Watts

Les résistances R1, R2, R3 définissent la tension que notre circuit stabilisera. La résistance R1 est prise en standard à 240 ohms (toute puissance). La résistance R2 est variable, il vaut mieux la prendre dans la région de 2-3k ohms. Initialement, je l'ai réglé sur 4,7 k Ohm, par conséquent, quelque part au milieu de la plage de rotation du bouton, la tension atteint sa valeur maximale et ne change plus.J'ai soudé une résistance de 3,9k Ohm parallèle au potentiomètre, le réglage est devenu plus fluide et toute la plage de rotation du bouton a été utilisée. La résistance R3 est facultative, sert à déplacer légèrement les limites inférieure et supérieure de la plage de réglage vers l'augmentation. Règle générale: plus la résistance totale des résistances R2 et R3 est élevée, plus la tension de sortie est élevée. Ceci est confirmé par la formule de Datashita:
Régulateur de tension linéaire avec LM317 réglable et transistor PNP

La résistance R4 est utilisée pour limiter légèrement le courant à l'entrée de la puce LM317. Résistance 10 Ohm. Le LM317 autant que possible peut passer à travers lui-même environ 1A (jusqu'à 1,5A, si l'original). À première vue, la puissance de la résistance R4 devrait être:

P = I ^ 2 * R = 1 * 1 * 10 = 10 watts

Mais depuis le courant traverse également la base du transistor VT1, en contournant la résistance, vous pouvez prendre la résistance R4 et 5 watts.

Les composants ci-dessus forment le cœur du circuit; tout le reste est des éléments supplémentaires pour améliorer la stabilité et fournir certaines protections.

Le condensateur C2 (microfarads céramique 1-10) - est soudé en parallèle avec une résistance variable et améliore la stabilité de la régulation.Pour protéger le microcircuit LM317 lorsque le condensateur C2 est déchargé, une diode D2 est placée. Avec la diode D1, ils protègent le microcircuit et le transistor du courant inverse. La diode D3 sert à protéger le circuit de l'auto-induction EMF lorsqu'il est alimenté par des moteurs électriques. Les condensateurs C4 (électrolytique 35V 470-1000 uF) et C5 (céramique 1-10 uF) forment un filtre d'entrée, et les condensateurs C1 (électrolytique 35V 1000-3300 uF) et C3 (céramique 1-10 uF) forment un filtre de sortie. La résistance R5 à 10k Ohm (toute puissance) crée une petite charge pour la stabilité du circuit au ralenti et aide à décharger rapidement les condensateurs en cas de panne de courant.

Processus de construction:
Au début, tout a été assemblé par une installation articulée et testé.

Puis j'ai soudé le circuit sur la maquette sous la forme d'un module.


Ajout d'un petit radiateur.

Avec un tel radiateur, le circuit ne peut fonctionner longtemps qu'avec des courants faibles. Pour que le circuit fonctionne longtemps à pleine puissance, vous avez besoin d'un radiateur plus massif.

Le LM317 et le transistor peuvent être montés sur un radiateur sans joints isolants, comme Selon le schéma, ces conclusions (sortie LM317 et collecteur de transistors) sont connectées.

J'ai testé le module fini et vérifié les caractéristiques.

En général, j'ai aimé le circuit: assez simple et vous pouvez obtenir un courant décent. Ce qui manque, c'est une protection contre les courts-circuits et le courant. Eh bien, c'est fini. L'efficacité n'est pas élevée et elle dégage beaucoup de chaleur. Mais c'est une caractéristique de tous ces circuits linéaires, qui personnellement ne me dérange pas vraiment.

Merci à tous pour votre attention! J'espère que l'article vous a été utile.
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13 commentaires
Oui, bien sûr, la diode est tirée au contraire, désolé désolé
Protection contre l'inversion de polarité lors de la connexion (il s'agissait d'un émetteur-récepteur, comme Kenwood 100 watts, du réseau longue distance embarqué). Et j'ai menti quelque chose avec R1 - j'y ai mis des morceaux de nichrome d'un diamètre de 1,2 mm, mais pas 2 Ohms, peut-être 0,2. Cela fait longtemps. Mais pour votre produit, cela n'est pas nécessaire, supprimez les deux.
Invité Sergey
J'ai mis le commutateur à lames sur le réseau éteint.
L'auteur
Et quelle fonction remplit la diode VD1? Et est-il tourné dans cette direction? À mon avis, dans la version, comme dans le schéma de court-circuit, ce sera ...
Vous pouvez essayer la protection dans cette version, je l'ai déjà fait.
Fil R4. La diode est parallèle à R7.
L'auteur
Personnellement, je suis totalement satisfait de la stabilité du circuit, y compris les rabattements ci-dessus. Je ne connaissais pas l'utilisation de la protection intégrée dans le MC;
Citation: EandV
... une augmentation du courant de charge de 1,3 A flotte de +/- 50 mV. ...

C'est combien de pour cent de la tension de sortie, ne vous souciez pas d'un tel rabattement?
A propos de la "bague".Un transistor avec un OE inverse la phase, je suis tombé sur ce couple de fois, vous êtes tourmenté pour prendre des condensateurs.


... • Manque de protection contre les courts-circuits
• Absence de protection actuelle ...
Vous pouvez utiliser le intégré dans le MS, en sélectionnant la résistance R4 dans la région jusqu'à 1 Ohm (la tension BE est relâchée dessus) d'environ 1,5 A, le courant de protection du MS, à la valeur souhaitée ou acceptable. Testé pratiquement.
L'auteur
Informations utiles, merci!
De ce qui précède, je peux conclure qu'un collègue artiste radioamateur exagère et que la stabilisation convient tout à fait à des circuits de ce niveau.
Citation: EandV
à un courant d'environ 3A, la tension de sortie flotte de +/- 20 mV lorsque l'entrée change. Avec une forte augmentation du courant de charge de 1,3 A, +/- 50 mV flotte.
Il s'agit d'une réaction normale aux influences extérieures. Lorsque le courant de charge augmente, il est peu probable qu'il y ait "+/-", la réaction habituelle à l'augmentation de la charge est un rabattement.
«Flottant», c'est quand la tension de sortie change avec une tension d'entrée et une charge constantes.
Le circuit semble être linéaire, il ne devrait pas y avoir d'ondulations ni d'interférences.
Pourquoi serait-ce? Il n'est en aucun cas connecté. Même le régulateur de tension LM317 lui-même a besoin d'une capacité de sortie pour la compensation de fréquence. Et le stabilisateur entier est essentiellement un transistor avec un OE, dans le circuit collecteur dont une charge est incluse, et le LM317 est la source de son courant de base. Le transistor est pris à basse fréquence, avec un petit h21e, donc dans ce cas, il ne devrait pas y avoir de gros problèmes de stabilité, mais cela ne signifie pas que tout sera lisse lors de l'utilisation de transistors plus rapides.
L'auteur
Si vous regardez dans la vidéo, à un courant d'environ 3A, la tension de sortie flotte de +/- 20 mV lorsque l'entrée change. Avec une forte augmentation du courant de charge de 1,3 A, +/- 50 mV flotte. Tout de même, je n'ai pas positionné le schéma en tant que technicien de laboratoire, donc, pour moi, c'était tout à fait normal. Si vous mettez un condensateur plus grand à la sortie, cela peut être encore mieux.
Et qu'est-ce qui sonne là-bas? Le circuit semble être linéaire, il ne devrait pas y avoir d'ondulations ni d'interférences. Ou suis-je en train de confondre quelque chose?
Alex invité
Dites-moi plus comment ce circuit sonne et flotte de tension ...
Citation: EandV
Si la sortie du pont de diodes est de 30 V, un tel condensateur de 35 V risque d'exploser.
Explose, peut-être, et n'explosera pas, c'est comme s'il avait de la chance.)) Mais c'est sûr que cela se dégrade.
Lors du choix d'un condensateur de filtrage à la sortie du redresseur, il est nécessaire de prendre en compte les changements admissibles de la tension du réseau, la nature de la charge, la température sur le lieu d'utilisation et les paramètres du condensateur lui-même (en plus de la capacité, de la tension admissible et de l'ESR, il existe d'autres caractéristiques). Afin de ne pas vous embêter, prenez une marge de tension de 50% - et vous serez heureux. )))
L'auteur
Citation: Ivan_Pokhmelev
Pour le condensateur d'entrée, une telle marge est faible. Avec une tension d'entrée de 30 V, le condensateur doit être d'au moins 40 V, et de préférence de 50.

Je suis d'accord, avec 30V je me suis excité. J'avais environ 16V à la sortie du pont de diodes et environ 21V après 2x condensateurs de 10000 uF à 35V, seulement après que le module ci-dessus ait été connecté.
Si la sortie du pont de diodes est de 30 V, un tel condensateur de 35 V risque d'exploser.
Citation: Ivan_Pokhmelev
Dans ce cas, n'oubliez pas d'isoler le radiateur du boîtier PSU.

Certainement. Il y aura une tension de sortie sur le radiateur.
Tension d'entrée jusqu'à 30V (dans ma version, car le condensateur à l'entrée à 35V)
Pour le condensateur d'entrée, une telle marge est faible. Avec une tension d'entrée de 30 V, le condensateur doit être d'au moins 40 V, et de préférence de 50.
Le LM317 et le transistor peuvent être montés sur un radiateur sans joints isolants, comme Selon le schéma, ces conclusions (sortie LM317 et collecteur de transistors) sont connectées.
Dans ce cas, n'oubliez pas d'isoler le radiateur du boîtier PSU.

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