Стабилизатор тока на LM317 с плавной регулировкой

LM317 — это популярный интегральный стабилизатор, который чаще всего используется для регулировки напряжения. Однако он может быть также применён в качестве стабилизатора тока, что полезно для зарядки аккумуляторов, питания светодиодов и других устройств, где важно поддерживать постоянный ток.

Рис 1

Также очень удобно использовать блок питания со стабилизацией тока для ремонта различной электроники.

В данной статье мы разберём нестандартную схему стабилизатора тока на LM317 с дополнительными компонентами, которые улучшают её функциональность. В отличие от классической схемы, здесь присутствуют два диода и слаботочный переменный резистор, что позволяет плавно регулировать выходной ток практически от нуля и до максимального значения, допустимого для LM317.

Описание работы схемы

Схема состоит из следующих ключевых компонентов:

• LM317 (регулятор тока);

• Резистор ШУНТ (задающий ток);

• Переменный резистор (для плавной регулировки тока);

• Два диода (используются для создания дополнительного падения напряжения и более точной регулировки тока).

Работа схемы основывается на том, что LM317 поддерживает постоянное падение напряжения между своим выходом OUT (вывод 2) и управляющим входом ADJ (вывод 1).

В классической схеме стабилизатора тока LM317 сопротивление задающего резистора напрямую определяет ток через нагрузку, согласно формуле:

I = 1.25V / R

Однако в предложенной модификации введены дополнительные элементы:

• Переменный резистор изменяя сопротивление позволяет увеличивать или уменьшать разность напряжения между 1 и 2 выводом LM317 не изменяя сопротивление самого шунта, а только влияя на выходной ток в широком диапазоне.

• Два диода создают дополнительное падение напряжения (около 1,5 В), которое подаётся на переменный резистор, что позволяет плавно регулировать ток практически от нуля.

Стабилизированный источник питания 12 В / 5 А: просто, надежно, эффективно!

Отличия от классической схемы стабилизатора тока

Схема представленная выше на рисунке 1. В отличие от классической схемы(рисунок 2) где основной ток протекает через сопротивление переменного резистора.

И это в свою очередь накладывает некоторое ограничение при выборе регулятора. Резистор должен быть мощным, габаритный и как правило проволочный, чтобы выдерживать большой ток. И также он будет подвержен нагреванию из-за протекания большого тока.

Рис 2

1. Регулируемость: В классической схеме выходной ток фиксирован, так как зависит только от резистора. В новой схеме введён переменный резистор, позволяющий изменять ток в реальном времени.

2. Стабильность: Дополнительные диоды помогают компенсировать изменения напряжения, снижая влияние температурных колебаний.

3. Широкий диапазон регулировки: Благодаря падению напряжения на диодах, регулировка возможна от практически нулевого значения до максимального тока, допустимого для LM317.

4. Расширенный функционал: Возможность точной настройки тока делает схему более универсальной и малогабаритной.

А также есть возможность сразу купить готовый отличный Лабораторный БЛОК Питания со стабилизацией напряжения и тока

NICE-POWER Программируемый Лабораторный импульсный Источник ПИТАНИЯ  30 В 10 А Регулируемый  Регулятор напряжения, тока и Функция памяти

Возможные применения

1. Зарядка аккумуляторовПозволяет заряжать аккумуляторы с контролем тока, что предотвращает их перегрев и продлевает срок службы.
   

2. Питание светодиодовСветодиоды требуют стабильного тока, а не напряжения. Данная схема идеально подходит для их питания.
   

3. Токовая защита схемИспользуется как предохранительное устройство, ограничивающее ток в цепи, предотвращая выход из строя компонентов.
   

4. Использование в лабораторных источниках питанияПрименяется в качестве регулятора тока в лабораторных блоках питания, обеспечивая безопасное тестирование компонентов.

📙 Эффективный способ сглаживания Пульсаций по Питанию: схема Электронного ДРОССЕЛЯ

Заключение

Модифицированная схема стабилизатора тока на LM317 с дополнительными элементами значительно расширяет её возможности по сравнению с классическим вариантом. Благодаря плавной регулировке и улучшенной стабильности схема подходит для множества практических применений в электронике.

При сборке схемы важно правильно подобрать номиналы резисторов и диодов, чтобы обеспечить нужный диапазон регулировки тока. Также следует учитывать тепловой режим работы LM317 и использовать радиатор при высоких нагрузках.

Диоды  так же стоит подбирать по мощности. Чтобы они с запасом выдерживали протекающие через них ток

Эта схема — отличный вариант для тех, кто хочет построить простой, но эффективный стабилизатор тока с возможностью регулировки.

Электронный Дроссель источника питания транзисторного усилителя мощности и другой Электроники

Каждый, кто сталкивался с построением качественного усилителя звука, знает, насколько критично стабильное и чистое питание. Даже небольшие пульсации напряжения способны проникнуть в звуковой тракт, вызывая фон, наводки и искажения. Особенно это заметно в усилителях класса A, где ток потребления относительно постоянен, но любые нестабильности питания напрямую отражаются на качестве звука.

Раньше для сглаживания пульсаций широко применялись дроссели – массивные катушки индуктивности, которые вместе с конденсаторами формировали фильтр низких частот. Они эффективно подавляли переменную составляющую напряжения, но имели свои недостатки: значительные размеры, вес, электромагнитные наводки и неизбежные потери энергии.

LDO стабилизатор с низким падением напряжения на BC547B и BD136: принцип работы

Современной альтернативой стали электронные дроссели – активные фильтры на базе MOSFET-транзисторов. Они выполняют ту же задачу, но компактнее, эффективнее и точнее, обеспечивая глубокую фильтрацию без необходимости использования громоздких индуктивностей. Именно такое решение представлено в данной статье.

Электронный дроссель представляет собой активный фильтр на основе силового MOSFET-транзистора, предназначенный для снижения пульсаций напряжения, поступающего с выхода выпрямителя источника питания. Такое устройство особенно полезно в схемах усилителей мощности, где требуется стабильное питание с минимальными помехами и высоким уровнем эффективности.

Схема электронного дросселя на полевом транзисторе

Преимущества схемы

Представленная схема обладает рядом ключевых преимуществ:

• Высокий коэффициент фильтрации, обеспечивающий снижение пульсаций практически в 1000 раз, что существенно улучшает стабильность работы усилителя.

• Высокая эффективность за счёт использования MOSFET-транзистора с низким порогом включения и малым сопротивлением открытого канала.

• Встроенная защита от короткого замыкания, предотвращающая выход из строя элементов схемы и обеспечивающая долговечность устройства.

• Компактность схемы, что позволяет её интегрировать в различные конструкции усилителей мощности без значительных изменений в топологии.

Область применения

Электронный дроссель широко применяется в:

• УМЗЧ класса A, таких как усилитель Джона Линсли-Худа (JLH), однотактные усилители Зена и другие.

• Полупроводниковых схемах, требующих стабилизации питания с низкими уровнями пульсаций.

• Высокоточных аудиоустройствах, где требуется минимизация фоновых шумов, вызванных нестабильностью питания.

• Лабораторных источниках питания, где необходим высокий уровень фильтрации пульсаций и стабильность выходного напряжения.

🔴 Автоматический Зарядное Устройство 12В аккумуляторов на MOSFET IRFZ44N и TL431

Описание работы схемы

Схема дросселя включает в себя:

• Выпрямитель на диодном мосте Br1, который преобразует переменное напряжение в постоянное.

• Фильтрующий конденсатор C1, сглаживающий основные пульсации выпрямленного напряжения.

• Формирование управляющего напряжения: диод D1 создает напряжение на затворе транзистора, которое всегда на 0,6–0,7 В ниже напряжения на выходе выпрямителя.

• Фильтр низких частот (R2, C2, R3, C3), подавляющий высокочастотные колебания на затворе и обеспечивающий мягкий пуск.

• Силовой транзистор T3 (IRL530), работающий в режиме повторителя напряжения.

• Стабилитрон D2, выполняющий защитную функцию, ограничивая напряжение затвора и ограничивая ток нагрузки до 7,2 А.

• Выходной предохранитель F1, защищающий схему от перегрузки и короткого замыкания.

Принцип работы

1. Входное напряжение выпрямляется и сглаживается конденсатором C1.

2. Через диод D1 на затвор транзистора подаётся стабилизированное напряжение, определяющее его режим работы.

3. Комбинация элементов R2, C2, R3, C3 формирует фильтр, устраняющий остаточные пульсации и обеспечивающий плавное включение схемы.

4. MOSFET транзистор IRL530 работает в режиме повторителя, обеспечивая минимальное падение напряжения и высокую эффективность.

5. В случае перегрузки или короткого замыкания стабилитрон D2 ограничивает напряжение затвора, снижая ток через транзистор и предотвращая его перегрев.

🔘 Стабилизатор Напряжения на мощном ПОЛЕВОМ транзисторе IRLR2905 и стабилитроне TL431

Улучшение характеристик

• Использование диодов Шоттки в выпрямителе снижает потери на выпрямлении, увеличивая общую эффективность системы.

• Увеличение ёмкости C1 позволяет уменьшить входные пульсации, улучшая стабильность выходного напряжения.

• Выбор транзистора с ещё более низким сопротивлением открытого канала (Rds(on)) повысит КПД схемы и уменьшит тепловые потери.

• Дополнительное экранирование схемы снижает уровень внешних электромагнитных помех, что особенно важно в аудиосистемах высокого класса.

Общие выводы:

Электронный дроссель на MOSFET является эффективным решением для сглаживания пульсаций в источниках питания усилителей мощности. Он обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения, защищает нагрузку от перегрузок и коротких замыканий, а также улучшает качество работы звуковой аппаратуры за счёт снижения шумов в питании. Благодаря своей компактности, эффективности и универсальности, схема может применяться в широком спектре электронных устройств, требующих высококачественного стабилизированного питания.