Інтегральні стабілізатори цієї серії зручні у використанні у багатьох інших застосуваннях. Деякі з його нестандартних застосувань я хочу показати.
В силу того, що дані стабілізатори мають "плаваючі" щодо "землі" потенціали висновків, ними можуть бути стабілізаторами напруги в кілька сотень вольт, за умови, що не буде перевищено допустиму межу різниці напруги вхід-вихід.

Крім того, ІС LM117/LM217/LM317 зручні при створенні простих регульованих імпульсних стабілізаторів, стабілізаторів з програмованою вихідною напругою, або для створення прецизійного стабілізатора струму.
Деякі схеми їх незвичайних застосувань показані малюнки.

Потужний повторювач напруги.

R1-визначає вихідний опір зарядного пристрою Zвих = R1(1+R3/R2). Використання R1 дозволить за малої швидкості заряду забезпечити максимальний заряд батареї.
________________________________________

Інтегральні стабілізатори даної серії можна успішно використовувати для стабілізації струму. Це дуже зручно виготовлення на їх основі різних зарядних пристроїв.
________________________________________

На цій схемі зображено інтегральний стабілізатор напруги з плавним запуском. Місткість конденсатора С2 задає плавність включення стабілізатора.
________________________________________

________________________________________

Висока стабільність даного стабілізатора досягається за рахунок використання додаткового інтегрального двовивідного стабілітрона підвищеної стабільності.

Інтегральні стабілізатори напруги LM117/LM317, LM150/IP150, LM138/LM238/LM338
Довгий час у мене служив блок живлення, побудований за класичною схемою параметричного стабілізатора напруги із захистом від короткого замикання. Тільки для отримання більшого вихідного струму транзистори VT2 і VT3 були замінені на КТ315 і КТ818 відповідно. Полярність вихідної напруги при цьому інша, тому всі конденсатори, діоди і стабілітрон (я, до речі, застосовував КС518 - він видає 18 вольт) повинні бути включені зворотною полярністю. Крім того, замість VT1 – МП38.
Цей блок живлення (БП) був універсальним джерелом енергії для моїх домашніх експериментів, видаючи від 05 до 18 вольт стабілізованої напруги при струмі 1 - 15А. Однак був у нього і недолік – через низький ККД подібних схем вихідний потужний транзистор гріється як піч.
Довго я хотів зробити цей БП на інтегральній базі (там і ККД вище, та й є такі функції як захист від перегріву, від короткого замикання або навіть від перевищення допустимого струму), тільки не траплялися мені на очі такі мікросхеми. К142ЕН1, К142ЕН2 – мала потужність, доведеться ставити додатковий транзистор на посилення струму, та й надто багато висновків у неї. На КР142ЕН5 можна зробити регульований стабілізатор напруги (СН), однак у цьому випадку мінімальна напруга буде 5В, що теж небажано.
Таким чином, на вітчизняній елементній базі побудувати інтегральну СН із бажаними параметрами неможливо.
Однак зарубіжна промисловість (точніше, фірма National Semiconductor) випускає одну цікаву мікросхему LM317 (аналог - LM117 тієї ж фірми - різняться за рядом параметрів, зокрема, по діапазону робочих температур, у LM117 він ширший (від -55 до +150 ° C) ).
Так ось, ці мікросхеми є регульованими СН з вихідною напругою 1,2 - 37В при вихідному струмі 1,5А. Як запевняють виробники, вони мають захист від короткого замикання, вихідний струм не залежить від температури кристала, гарантується максимальна нестабільність вихідної напруги 0,3%, придушення пульсацій - на рівні 80 дБ.
До цього варто додати малі розміри (мікросхема має лише три висновки, що випускається в різних корпусах: ТО-220, ТО-3, ТО-39, TO-263, SOT-223, TO-252 (рис. 1)) та низьку вартість (У магазині я купив LM317 в корпусі ТО-220 за 10 рублів).

Малюнок 1 - Зовнішній вигляд корпусів LM117/LM317
Схема регульованого стабілізатора напруги показано малюнку 2.

Малюнок 2 – Схема регульованого СН (1,25 – 25 В)
Також ці мікросхеми застосовують як зарядні пристрої акумуляторних батарей. Типова схема такого пристрою наведена малюнку 3. Тут використовується принцип зарядки постійним струмом.

Рисунок 3 - Схема зарядної забудови

Як очевидно з малюнка, струм заряду визначається опором R1. Значення цього опору лежать у межах, зазначених малюнку. Це відповідає струму заряду від 10 мА до 1,56 A.
Хочу зазначити, що якщо потрібно отримати більший вихідний струм СН, краще використовувати спеціальні мікросхеми:
- на струм до 3А розрахована LM150 (IP150);
- на струм до 5А розраховані LM138 / LM238 / LM338 (відрізняються діапазоном робочих температур, найширший - у LM138 (від -55 до +150 ° C).
Схеми включення у цих мікросхем такі ж, як і малюнку 2, цоколівка - як у малюнку 1.
Далі наведено схеми зарядного пристрою для автомобільного кислотно-свинцевого акумулятора (рис. 4) та стабілізатора напруги з максимальним струмом 10А (рис. 5) як приклади додаткового застосування мікросхем LM150 та LM138.

Рисунок 4 - Зарядний пристрій автомобільного акумулятора на LM150(IP150)

Малюнок 5 - СН з вихідним струмом до 10А

На закінчення хочу зауважити, що вихідний конденсатор С2 за схемою на рис.2 може бути ємністю від 1 до 1000 мкФ – залежно від цілей застосування СН. Однак при ємності понад 10 мкФ та/або вихідній напрузі вище 25 В потрібно до схеми включати захисні діоди (рис. 6). Це потрібно для того, щоб запобігти імпульсу струму, який може виникнути при короткому замиканні в навантаженні через розряд вихідного конденсатора. Цей імпульс струму може досягати величини 20 А та пошкодити мікросхему.

Малюнок 6

Література:
1. Shema.Tomsk.Ru – Блок живлення із захистом від КЗ;
2. Shema.Tomsk.Ru – Стабілізатори напруги на мікросхемах серії К142;
3. National Semiconductor - LM117/LM317A/LM317 3-Terminal Adjustable Regulator;
4. LM138/238/LM338 – ADJUSTABLE VOLTAGE REGULATORS THREE-TERMINAL 5-A;
5. LM150/250/LM350 – ADJUSTABLE VOLTAGE REGULATORS THREE-TERMINAL 3 A;
6. LM150K 3.0A Adjustable Positive Voltage Regulator.

Багато використовують акумулятори для живлення радіоелектронної апаратури, при цьому заряджають їх зарядними пристроями сумнівного походження. Нижче наводиться опис простого зарядного пристрою, що забезпечує стандартний режим заряду.
Зарядний пристрій використовує принцип заряджання постійним струмом. Як джерело струму використовується дуже хороша мікросхема LM317. Схема включення зображена малюнку:

Класичне визначення джерела струму: джерело струму - це джерело електричної енергії, що має нескінченний внутрішній опір і таку ж нескінченну напругу на вільних затискачах.
Принцип роботи приблизно такий. LM317 регулюючи струм з висновку 3 намагається досягти падіння напруги на резисторі R1 рівного 1,25V. Отже, змінюючи номінал R1, можна регулювати струм у певних межах. Ці межі обмежені з одного боку величиною в 0,8 Ом а з іншого в 120 Ом(0,8<120 Ом). Не трудно посчитать что в соответствии этим величинам R1 можно получить ток от 0,01 Ампера (10 мА) до 1,5 Ампер.
Оскільки розташування висновків у LM317 не очевидно наводжу малюнок самої мікросхеми. (Вигляд з боку маркування)

приклад
Отже, багато що треба знати вже викладено, ось конкретний приклад використання.
Місткість
mA Струм зарядки
mA Опір
резистора Ом
500 50 24
Так як для нормальної роботи необхідно щоб було хоч якесь падіння напруги на LM317, тому напруга, що подається на вхід джерела струму, повинна перевершувати нарядження на зарядженому акумуляторі. Наприклад, якщо це два пальчикові акумулятори, то напруга коли вони повністю заряджені наближається до 3 В, і для їх зарядки рекомендується на вхід джерела струму подавати напругу не менше 6 В. З іншого боку LM317 не "дубова" і присутність більше 30 В на вході не бажано.
Живити зарядний пристрій найбільш раціонально від мережі змінного струму 220В через понижувальний трансформатор і випрямляч з найпростішим фільтром, що згладжує.

LM3914, LM3915, LM3916це мікросхеми управління світлодіодними індикаторами. Такі собі АЦП, які можутьуспішно керувати 10 світлодіодами. Використовуючи більшу кількість мікросхем можна збільшувати кількість світлодіодів.
У чому у них різниця: у LM3914 лінійна шкала і її можна використовувати як вольтметри.
У LM3915 і LM3916 логарифмічна шкала і вони використовуються як показники рівня сигналу

Схема включення мікросхем LM3914, LM3915, LM3916

Схема індикатора на мікросхемах LM3914(15, 16)найпростіша. Замикаючи 9 ніжку мікросхеми на плюс живлення, ми переводимо її в режим керування світлодіодами «стовпцем». Для оперативної зміни цього режиму можна поставити мініатюрний перемикач або пару штирьків, що замикаються джампером. Або зовсім закоротити або розімкнути надовго, якщо зміна режимів не потрібна.

За схемою струм через світлодіоди залежить від:
I LED = 12,5/R

де I LED - Струм через світлодіоди, R- опір між 7 та 8 ніжками мікросхеми.

Наприклад:

R=12,5/I
R для струму 1мА = 12,5/0,001 А = 12,5 кОм
R для струму 20мА = 12,5/0,02 А = 625 Ом.

Для можливості регулювання яскравості свічення я поставив підстроювальний резистор на 10 кОм. Якщо регулювання не потрібне – можна встановити постійний резистор 1 ком.

C3 можна поставити 1 мкф, але R4 тоді потрібно встановити 100 ком (RC постійна залишається та ж). R2 можна поставити в діапазоні від 47 до 100 ком. Також, вважаю за необхідне відзначити, що у схемі використовується мій улюблений КТ315

Необхідно зауважити, що для аудіо показометра потрібен один такий індикатор, якщо сигнал моно. І, як не дивно, два індикатори, якщо сигнал стерео (лівий та правий канали). Я вирішив не розмінюватися на дрібниці, і намутити відразу дві плати. Приблизно такі:

Схема лінійного інтегрального стабілізатора з регульованою вихідною напругою LM317 розроблена автором перших монолітних трививідних стабілізаторів Р. Відлар майже 50 років тому. Мікросхема вийшла настільки вдалою, що без змін випускається в даний час усіма основними виробниками електронних компонентів і в різних варіантах включення застосовується у багатьох пристроях.

Загальна інформація

Схемотехніка пристрою забезпечує більш високі показники нестабільності параметрів, порівняно зі стабілізаторами на фіксовану напругу, і має практично всі типи захисту, що застосовуються для інтегральних мікросхем: обмеження вихідного струму, відключення при перегріві та перевищенні граничних робочих параметрів.

При цьому потрібна мінімальна кількість зовнішніх компонентів для LM317, схема використовує вбудовані засоби стабілізації та захисту.

Пристрій випускається у трьох варіантах виконань –LM117/217/317, що відрізняються гранично допустимою робочою температурою:

• LM117: -55 до 150 оС;
• LM217: від -25 до 150 оС;
• LM317: від 0 до 125 оС.

Всі типи стабілізаторів виготовляються у стандартних корпусах TO-3, різних модифікаціях TO-220, для поверхневого монтажу – D2PAK, SO-8. Для пристроїв малої потужності використовують ТО-92.

Цоколівка для всіх трививідних виробів збігається, що полегшує їхню заміну. Залежно від застосованого корпусу в маркування вводяться додаткові позначення:

• K - TO-3 (LM317K);
• T - TO-220;
• P – ISOWATT220 (пластмасовий корпус);
• D2T - D2PAK;
• LZ - TO-92;
• LM – SOIC8.

Для LM317 використовуються всі типорозміри, LM117 випускається тільки в корпусі ТО-3, LM217 - ТО-3, D2PAK і ТО-220. Мікросхеми LM317LZ в корпусах ТО-92 відрізняються зниженими значеннями максимальної потужності та вихідного струму до 100 мА, при аналогічних інших властивостях. Іноді виробник використовує маркування, наприклад, LM317НV від Texas Instruments – високовольтні регулятори в діапазоні 1,2-60 В, при цьому цоколівки корпусів збігаються з виробами інших фірм. На відміну від інших мікросхем, абревіатура ЛМ (LM) застосовується всіма виробниками. Розшифровка інших можливих позначень наводиться у технічному описі конкретного приладу.

Основні електричні параметриLM117/217/317

Характеристики регуляторів визначаються за різниці між вхідним (Ui) та вихідною напругою (Uo) 5 вольт, струмі навантаження 1,5 ампера та максимальної потужності 20 ват:

• Нестабільність за напругою – 0,01%;
• Опорна напруга (UREF) - 1,25;
• Мінімальний струм навантаження – 3,5 мА;
• Максимальний вихідний струм – 2,2 А, при різниці вхідної та вихідної напруги не більше 15 В;
• Гранична потужність, що розсіюється, обмежена внутрішньою схемою;
• Пригнічення пульсацій вхідної напруги – 80 дБ.

Важливо відмітити!При максимально можливе значення Uin – Uout = 40 вольт допустимий струм навантаження знижується до 0,4 ампер. Гранична потужність, що розсіюється, обмежена внутрішньою схемою захисту, для корпусів ТО-220 і ТО-3 - приблизно від 15 до 20 ват.

Застосування регульованого стабілізатора

При проектуванні електронних пристроїв, що містять стабілізатори напруги, краще застосовувати регулятор напруги на LM317, особливо для відповідальних вузлів апаратури. Використання таких рішень вимагає додаткової установки двох резисторів, але забезпечує кращі параметри живлення, ніж традиційні мікросхеми з фіксованою напругою стабілізації, мають більшу гнучкість для різних застосувань.

Напруга на виході розраховується за формулою:

UOUT = UREF (1+ R2/R1) + IADJ, де:

• VREF = 1,25V, струм керуючого виходу;
• IADJ дуже малий - близько 100 мкА і визначає похибку установки напруги, в більшості випадків не враховується.

Вхідний конденсатор (керамічний або танталовий 1мкФ) встановлюється при значному віддаленні від мікросхеми ємності фільтра джерела живлення - більше 50 мм, конденсатор на виході застосовується для зниження впливу перехідних процесів на високих частотах, для багатьох застосувань необов'язковий. Схема включення використовує лише один елемент регулювання – змінний резистор, практично застосовується багатооборотний чи замінюється постійним потрібного номіналу. Метод керування дозволяє реалізувати програмоване джерело на кілька напруг, що перемикається будь-яким доступним способом: реле, транзистором і т. д. Придушення пульсацій можна покращити, якщо зашунтувати виведення керування конденсатором ємністю 5-15 мкФ.

Діоди типу 1N4002 встановлюються за наявності вихідного фільтра з конденсаторами великої ємності, вихідній напрузі більше 25 вольт і ємності, що шунтує, понад 10 мкФ. Мікросхема LM317 рідко використовується на граничних режимах експлуатації, середній струм навантаження для багатьох рішень не перевищує 1,5А. майданчиком LM317T.

До відома.Збільшити здатність навантаження стабілізатора напруги можна, застосувавши потужний транзистор як регулюючий елемент для вихідного струму.

Струм навантаження пристрою визначається параметрами VT1, підійде будь-який n-p-n транзистор зі струмом колектора 5-10 А: TIP120/132/140, BD911, КТ819 та ін. Можливе паралельне включення двох-трьох штук. Як VT2 застосовується будь-який кремнієвий середньої потужності, що відповідає структурі: BD138/140, КТ814/816.

Слід враховувати особливості подібних схем: допустима різниця між напругами на вході та виході формується з падінь напруги на транзисторі, близько 2 вольт, та мікросхемі, для якої мінімальне значення – 3 вольти. Для стійкої роботи пристрою рекомендується щонайменше 8-10 вольт.

Властивості мікросхем серії LM317 дають змогу стабілізувати з високою точністю струм навантаження в широких межах.

Фіксація струму забезпечується підключенням всього одного резистора, номінал якого розраховується за такою формулою:

I = UREF/R + IADJ = 1.25/R, де UREF = 1,25 V (опір R в омах).

Схема може застосовуватися для заряджання акумуляторів стабільним струмом, живлення світлодіодів, для яких важлива постійність струму при зміні температури. Також стабілізатор струму LM317 може бути доповнений транзисторами, як і у випадку стабілізації напруги.

Вітчизняна промисловість випускає функціональні аналоги LM317 зі подібними параметрами – мікросхеми КР142ЕН12А/Б із струмами навантаження 1 та 1,5 ампера.

Вихідний струм до 5 ампер забезпечує стабілізатор LM338 за аналогічних інших характеристик, що дозволяє використовувати всі переваги інтегрального приладу без зовнішніх транзисторів. Повним аналогом LM317 за всіма параметрами, крім полярності, є регулятор негативної напруги LM337, з урахуванням цих двох мікросхем легко будуються двополярні блоки живлення.

Відео

На основі інтегральної мікросхеми LM3914виробника National Semiconductors можна конструювати різні світлодіодні індикатори, що мають лінійну шкалу. Основою LM3914 є 10 компараторів.

Вхідний сигнал через операційний підсилювач подається на інверсні входи LM3914 компараторів, а прямі входи їх підключені до напруги. Десять виходів є виходами компараторів, яких підключаються світлодіоди.

Вибір роботи індикації: або режим «стовпчик», це коли зі зміною рівня вхідного сигналу змінюється кількість світлодіодів, що світяться, або режим «точка», тобто зі зміною рівня сигналу, переміщаючись по лінійці світиться тільки один світлодіод.

Призначення висновків LM3914:

• 1, 10 ... 18 - виходи.
• 2 - мінус харчування.
• 3 - плюс джерела живлення від 3 ... 18 вольт.
• 4 - на даний висновок подається напруга, величина якого визначає нижній рівень індикації. Допустимий рівень від Uн.min. = 0 до Uн.max. = (Uпит. - 1,5В.)
• 5 – на цей висновок подається вхідний сигнал.
• 6 - на даний висновок подається напруга, величина якого визначає верхній рівень індикації. Допустимий рівень від Uв.min. = 0 до Uв.max. = (Uпит. - 1,5В.)
• 7, 8 - висновки для регулювання струму, що протікає через світлодіоди.
• 9 - висновок відповідає за режим роботи індикації ("точка" або "стовпчик")

Крок перемикання від одного світлодіода до іншого автоматично розраховується мікросхемою. Крок дорівнюватиме (Uв. – Uн.)/10.

Алгоритм роботи індикатора на мікросхемі LM3914

Поки на ніжці Uвх. сигнал нижче, порівняно з напругою на виведенні Uн., світлодіоди не горять. Як тільки вхідний сигнал зрівняється з Uн. - Засвітиться світлодіод HL1. При подальшому збільшенні сигналу на величину (Uв. – Uн.)/10, у режимі «точка» вимикається HL1 і одночасно спалахує HL2. Якщо LM3914 функціонує в режимі «стовпчик», то при включенні HL2, HL1 не гасне.

Мікросхема LM3914 спроектована для створення світлодіодних індикаторів з лінійною шкалою, і тому резистори у складі дільника мають однаковий опір. Мікросхема має джерело опорної напруги 1,25 вольт. За допомогою підключення додатково 2-х резисторів можна досягти збільшення опорної напруги (не більше Uпіт. - 2 вольти; максимум 12 вольт).

Розрахунок опорної напруги можна виконати за такою формулою:

Uоп = (R2/R1+1)*1,25В + Iв*R2, де

• R1 - резистор, що підключається до ніжок 7 і 8 мікросхеми LM3914.
• R2 - резистор, що підключається між ніжками 8 та мінусом живлення схеми.
• Iв – сила струму на ніжці 8 мікросхеми (близько 100 мкА)

Для вибору одного з двох режимів роботи слід зробити таке:

• Режим "точка" - висновок 9 підключити до мінусу живлення або залишити непідключеним.
• Режим "стовпчик" - висновок 9 приєднати до плюсу живлення мікросхеми.

Технічні характеристики мікросхеми LM3914

Стандартна схема підключення вхідної напруги на мікросхему LM3914

Залежно від величини вхідної напруги Uвх, необхідно підібрати опір R1, при якому світиться верхній за шкалою світлодіод. Цей опір можна обчислити за формулою: R1 = R2(Uвх/1,25 - 1).

За допомогою включення резистора R3 можна домогтися регулювання струму, що протікає через світлодіоди.

(1,6 Mb, завантажено: 4 020)

Цей двоканальний індикатор звукового сигналу на світлодіодному стовпчику виконаний на спеціалізованих мікросхемах LM3914. Зібрав цей індикатор по 60 світлодіодів на кожен канал, усі діоди червоного свічення (більше подобаються за яскравістю свічення), хоча конструкція індикатора така, що легко можна замінити планку на свічення діодів іншого кольору. Конструктивно девайс має 3 плати:

1. Плата індикаторів (змінна).

2. Плата лівого каналу.

3. Плата правого каналу.

Рівні індикації:

- Перший сегмент 20 mv
- 10 сегмент 150 mv
- 20 сегмент 300 mv
-.........
-.........
-.........
- 60 сегмент 900 mv

Калібрування проводилося за допомогою мілівольтметра окремо каналами і потім вже як порівняння двох разом. Конструктивно мікросхеми стоять у панелях, для зручності заміни, наприклад для логарифмічного індикатора на LM3915.

Її основу складають 10 компараторів, на інверсні входи через буферний ОУ подається вхідний сигнал, а прямі входи підключені до відводів резистивного дільника напруги. Виходи компараторів є генераторами струму, що втікає, що дозволяє підключати світлодіоди без обмежувальних резисторів. Індикація може здійснюватися або одним світлодіодом (режим "точка"), або лінійкою зі світлодіодів, що світяться, висота якої пропорційна рівню вхідного сигналу (режим "стовпчик"). Вхідний сигнал Uвх подають на висновок 5, а напруги, що визначають діапазон рівнів, що індикуються, - на висновки 4 (нижній рівень Uн) і 6 (верхній рівень Uв).

Таблиця робочих параметрів мікросхеми LM3914

Струм споживання при всіх палаючих LED сегментах обох каналів близько 1,3А при живленні 5В. На платах не застосований вхідний підсилювач сигналу, але чутливість його така, що нижню межу (перший сегмент) можна запалити менше 20 mv змінного сигналу.

Рівень здвоєний на 2 канали має розмір 157х32 мм. Кожна плата каналу роздільна (лівий та правий) має розмір 157х24 мм. У зібраному вигляді конструктив має розміри: 157х32х45 мм.

Як налаштування правильної лінійності шкали необхідно вибрати межі нижніх та верхніх рівнів для кожної мікросхеми. Важливо є можливість при бажанні розтягнути шкалу кожного каналу в кілька разів за даного схемного рішення.

Блок може бути застосований як самостійне пристрій, і у складі з підсилювачем НЧ. Декілька фото зібраного пристрою ви бачите в статті.

Відео, що демонструє його роботу:

За основу брав і тільки готових рішень у мережі не знайшов. Схему зібрав та випробував - ГУБЕРНАТОР

Обговорити статтю Світлодіодний індикатор рівня сигналу