Bộ điều chỉnh điện áp điều chỉnh LM317: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Ở đây chúng tôi xin nói về bộ điều chỉnh điện áp. Chúng yêu cầu các mạch phức tạp hơn tuyến tính. Chúng có thể được sử dụng để tạo ra các đầu ra điện áp cố định khác nhau tùy thuộc vào mạch và cũng có thể điều chỉnh điện áp thông qua chiết áp.

Trong phần này, trước tiên chúng tôi sẽ trình bày các thông số kỹ thuật và sơ đồ chân của LM317, sau đó chúng tôi sẽ trình bày cách tạo ba mạch thực tế khác nhau với LM317.

Để hoàn thành khía cạnh thực tế của phần này, bạn sẽ cần:

Quân nhu:

• LM317
• 10 k Ohm tông đơ hoặc nồi
• 10 uF và 100 uF
• Điện trở: 200 Ohm, 330 Ohm, 1k Ohm
• Bộ pin 4x AA 6V
• 2x Pin Li-Ion 7.4V
• Pin Li-Po 4S 14,8V
• hoặc Nguồn điện

Bước 1: Tổng quan sơ đồ chân

Bắt đầu từ bên trái, chúng tôi có một chân điều chỉnh (ADJ), giữa nó và chân đầu ra (OUT), chúng tôi thiết lập bộ chia điện áp sẽ xác định đầu ra điện áp. Chân giữa là chân đầu ra điện áp (OUT) mà chúng ta phải kết nối với tụ điện để cung cấp dòng điện ổn định. Ở đây chúng tôi đã quyết định sử dụng 100 uF nhưng bạn cũng có thể chọn sử dụng các giá trị thấp hơn (1uF>). Chân ngoài cùng bên phải là chân đầu vào (IN) mà chúng ta kết nối với pin (hoặc bất kỳ nguồn điện nào khác) và ổn định dòng điện bằng tụ điện (ở đây là 10uF, nhưng bạn có thể xuống thấp đến 0,1 uF).

• ADJ Ở đây chúng tôi kết nối bộ chia điện áp, để điều chỉnh điện áp đầu ra
• OUT Ở đây chúng tôi kết nối đầu vào mạch phân phối điện (bất kỳ thiết bị nào mà chúng tôi đang sạc).
• IN Ở đây chúng tôi kết nối dây màu đỏ (cùng với thiết bị đầu cuối) từ pin

Bước 2: Mạch LM317 3.3 V

Bây giờ chúng ta sẽ xây dựng một mạch sử dụng LM317 sẽ xuất ra 3,3 V. Mạch này dành cho đầu ra cố định. Các điện trở được chọn từ công thức mà chúng tôi sẽ giải thích sau.

Các bước đấu dây như sau:

• Kết nối LM317 với breadboard.
• Nối tụ điện 10 uF với chân IN. Nếu bạn đang sử dụng tụ điện, hãy chắc chắn kết nối - với GND.
• Kết nối tụ điện 100 uF với chân OUT.
• Kết nối IN với cực cộng của nguồn điện
• Kết nối điện trở 200 Ohm với các chân OUT và ADJ
• Kết nối điện trở 330 Ohm với 200 Ohm và GND.
• Kết nối chân OUT với cực cộng của thiết bị bạn muốn sạc. Ở đây chúng tôi đã kết nối phía bên kia của bảng mạch với OUT và GND để đại diện cho bảng phân phối điện của chúng tôi.

Bước 3: Mạch 5 V LM317

Để xây dựng mạch đầu ra 5 V sử dụng LM317, chúng ta chỉ cần thay đổi điện trở và kết nối nguồn điện có điện áp cao hơn. Mạch này cũng dành cho đầu ra cố định. Các điện trở được chọn từ công thức mà chúng tôi sẽ giải thích sau.

Các bước đấu dây như sau:

• Kết nối LM317 với breadboard.
• Nối tụ điện 10 uF với chân IN. Nếu bạn đang sử dụng tụ điện, hãy chắc chắn kết nối - với GND.
• Kết nối tụ điện 100 uF với chân OUT.
• Kết nối IN với cực cộng của nguồn điện
• Kết nối điện trở 330 Ohm với các chân OUT và ADJ
• Kết nối điện trở 1k Ohm với 330 Ohm và GND.
• Kết nối chân OUT với cực cộng của thiết bị bạn muốn sạc. Ở đây chúng tôi đã kết nối phía bên kia của bảng mạch với OUT và GND để đại diện cho bảng phân phối điện của chúng tôi.

Bước 4: Mạch điều chỉnh LM317

Mạch cho đầu ra điện áp điều chỉnh với LM317 rất giống với các mạch trước đây. Ở đây chúng ta thay vì điện trở thứ hai sử dụng một tông đơ hoặc một chiết áp. Khi chúng ta tăng điện trở trên tông đơ, điện áp đầu ra sẽ tăng lên. Chúng tôi muốn có 12 V làm đầu ra cao và vì vậy chúng tôi cần sử dụng một loại pin khác, ở đây là 4S Li-Po 14,8 V.

Các bước đấu dây như sau:

• Kết nối LM317 với breadboard.
• Nối tụ điện 10 uF với chân IN. Nếu bạn đang sử dụng tụ điện, hãy chắc chắn kết nối - với GND.
• Kết nối tụ điện 100 uF với chân OUT.
• Kết nối IN với cực cộng của nguồn điện
• Kết nối điện trở 1k Ohm với các chân OUT và ADJ
• Kết nối tông đơ 10k Ohm với 1k Ohm và GND.

Bước 5: Máy tính điện áp

Bây giờ chúng tôi muốn giải thích một công thức đơn giản để tính toán điện trở chúng tôi cần để có được đầu ra điện áp mà chúng tôi muốn. Lưu ý rằng công thức được sử dụng ở đây là phiên bản đơn giản hóa, vì nó sẽ cung cấp cho chúng tôi kết quả đủ tốt cho bất kỳ điều gì chúng tôi sẽ làm.

Trong đó Vout là điện áp đầu ra, R2 là "điện trở cuối", giá trị lớn hơn và là nơi chúng ta đặt tông đơ trong ví dụ trước. R1 là điện trở mà chúng ta gắn vào giữa OUT và ADJ.

Khi chúng tôi tính toán điện trở cần thiết, đầu tiên chúng tôi tìm ra điện áp đầu ra mà chúng tôi cần, thường đối với chúng tôi sẽ là 3,3 V, 5 V, 6 V hoặc 12 V. Sau đó, chúng tôi xem xét các điện trở mà chúng tôi có và chọn một, điện trở này bây giờ là R2 của chúng tôi. Trong ví dụ đầu tiên, chúng tôi đã chọn 330 Ohm, trong thứ hai 1 k Ohm và trong tông đơ 10 k Ohm thứ ba.

Bây giờ chúng ta đã biết R2 và Vout, chúng ta cần tính R1. Chúng tôi làm điều đó bằng cách sắp xếp lại công thức trên và chèn các giá trị của chúng tôi.

Đối với ví dụ đầu tiên của chúng tôi, R1 là 201,2 Ohm, ví dụ thứ hai R1 là 333,3 Ohm và ví dụ cuối cùng ở mức tối đa 10 k Ohm R1 là 1162,8 Ohm. Từ điều này, bạn có thể thấy lý do tại sao chúng tôi chọn các điện trở này cho các điện áp đầu ra đó.

Vẫn còn rất nhiều điều để nói về điều này, nhưng điểm chính là bạn có thể xác định điện trở bạn cần bằng cách chọn đầu ra điện áp và chọn R2 tùy thuộc vào loại điện trở bạn có.

Bước 6: Kết luận

Chúng tôi muốn tóm tắt những gì chúng tôi đã trình bày ở đây và chỉ ra một số thuộc tính quan trọng bổ sung của LM317.

• Điện áp đầu vào của LM317 là 4,25 - 40 V.
• Điện áp đầu ra của LM317 là 1,25 - 37 V.
• Điện áp giảm xuống khoảng 2 V, nghĩa là chúng ta cần ít nhất 5,3 V để có được 3,3 V.
• Đánh giá dòng điện tối đa là 1,5 A, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng Tản nhiệt với LM317.
• Sử dụng LM317 để cấp nguồn cho bộ điều khiển và trình điều khiển, nhưng chuyển sang bộ chuyển đổi DC-DC cho động cơ.
• Chúng ta có thể tạo ra một đầu ra điện áp cố định bằng cách sử dụng hai điện trở được tính toán hoặc ước tính.
• Chúng tôi có thể tạo ra một đầu ra điện áp có thể điều chỉnh bằng cách sử dụng một điện trở được tính toán và một chiết áp ước tính

Bạn có thể tải xuống các mô hình được sử dụng trong hướng dẫn này từ tài khoản GrabCAD của chúng tôi:

Mô hình GrabCAD Robottronic

Bạn có thể xem các hướng dẫn khác của chúng tôi về Đồ hướng dẫn:

Robottronic hướng dẫn

Bạn cũng có thể kiểm tra kênh Youtube vẫn đang trong quá trình khởi động:

Youtube Robottronic