Fuente de alimentación basada en LM317 con limitación de corriente

Estoy tratando de construir mi propia fuente de alimentación de banco, pero me está costando encontrar un buen diseño (circuito/proyecto) para ella.

Aquí están mis requisitos:

  • Entrada: principal usando un transformador de 18V 2A
  • Salida: 0-18V
  • Corriente: 0-1.5A
  • Limitación de corriente controlada por un potenciómetro
  • Salida de tensión controlada por un potenciómetro
  • Y me encantaría que estuviera basado en el LM317

Sé que hay algunos diseños con dos LM317, uno que limita la corriente y el otro que controla la salida de voltaje, pero no pude encontrar ninguna buena referencia para esos circuitos.

LM317 es una mala elección. 18 V CA en el secundario es ~ 25,4 V RMS, si regula a 1 V a 1,5 A, eso es 36,7 W de disipación que el dispositivo no podrá manejar sin unos pocos metros cúbicos (más o menos) de disipador de calor.
LM317 tampoco bajará de 1,2 V...
Tendría que encadenar múltiples TO220 LM317 y darle un disipador de calor a cada uno. No es Buena idea.

Respuestas (3)

Hay un esquema en la hoja de datos de ON-Semi

ingrese la descripción de la imagen aquí

Necesita un voltaje negativo que alimente los dos JFET de modo de agotamiento, funcionan como fuentes de corriente constante y, junto con los dos diodos conectados a la salida, proporcionan alrededor de -1,4 V al potenciómetro.

Gracias @alexan_e. Vi ese diseño en la hoja de datos, pero no estaba seguro de algunas cosas: a) No pude encontrar los componentes Q1 y Q2. ¿Me podéis sugerir alguna alternativa a ellos? Parecen estar obsoletos. b) ¿Debo proporcionar exactamente -10 para Q1 y Q2? ¿Puede ser algo alrededor de -10? ¿Qué tan bien necesita ser este -10 en términos de estabilización? c) ¿Cuál es el valor de Rsc?
@mlemos El voltaje -10 no tiene que ser exacto, incluso puede ser -8 o -12 o menos. El Jfet funciona como fuente de corriente constante, por lo que la corriente cambiará ligeramente (parámetro IDSS), pero esto no es un problema. Para el cálculo de la resistencia, puede consultar la figura 23, página 9 de la hoja de datos. También puede consultar una publicación similar electronics.stackexchange.com/q/41549/33841 , sugiere un Jfet alternativo.
La clasificación de voltaje del 2N3822 JFET es de solo 50 V, por lo que -10 es lo más bajo que le gustaría tener con 40 V. Uno de ellos ve Vin + 10 V -2 V (más o menos).
@SpehroPefhany Su entrada no es de 40v sino de unos 25v de un transformador de 18v.
Seguro. Debería estar bien para él, incluso con una mala regulación del transformador, etc. En caso de que alguien más intente usar el circuito como está dibujado, pensé en mencionarlo.
Gracias @alexan_e . ¿Es correcto suponer que Vref a la que se refieren en la hoja de datos es el 1.25V del LM317 y el Idds es una característica del transistor?
Gracias @SpehroPefhany. Ya que estoy usando un transformador de 18+18V 2S, ¿puede sugerirme una forma de conectar el transformador al circuito del regulador? Me pregunto si puedo tomar el 0V y -18V para generar la tensión negativa necesaria para alimentar los transistores y el 0V y +18V para alimentar el resto del circuito.
La forma obvia es usar dos diodos para su +V y dos más para su -V con el CT conectado a tierra (se puede usar un puente rectificador para los cuatro diodos). Pierde algo de la capacidad actual de su transformador de esa manera. Hay otros enfoques, pero un poco demasiado complejos para describirlos aquí.
@mlemos Vref es LM317 Vref, alrededor de 1.25v. IDSS es una característica jfet (corriente de saturación de fuente de drenaje). IDSS será bastante bajo en comparación con la corriente de salida, por lo que se puede omitir de la fórmula de cálculo (se trata de (2-10 mA) para 2N3822).
Gracias @alexan_e. Decidí optar por un diseño más simple. Traté de tener un circuito más fácil y dejé de tener el voltaje de 0 a 15 y acepté pasar de 1.25V a 15V. Ahora mi circuito es así: ! Diseño de fuente de alimentación de banco #2 . ¿Tienes algún comentario sobre este diseño? Estoy preocupado por el circuito de regulación actual, sus resistencias y las especificaciones de potencia del potenciómetro y el transformador. Pero creo que va a funcionar, ¿verdad?
El potenciómetro P1 de @mlemos está en serie con la salida, lo que significa que el consumo de energía puede ser de hasta 23w (para 1.5A), ¿dónde encontrará un potenciómetro de potencia de este tipo?
@alexan_e pero para la corriente máxima (1.5A) el potenciómetro tiene que estar en su valor mínimo (~0), entonces tendremos una potencia cercana a cero, ¿verdad? Sin embargo, el R1 estará en 1.2W. ¿O me estoy perdiendo aquí?
@mlemos, los 23 W que mencioné fueron un pedo cerebral, así que ignórelo. El consumo máximo de energía en la olla será cuando la resistencia sea igual a R1 (0.8 Ohm). Con esa resistencia (0,8+0,8 = 1,6 Ohm) la corriente será de 1,25v/1,6R = 0,781A. El consumo de energía del potenciómetro será P=0,781*0,781*0,8 = 0,488 W, por lo que básicamente el consumo máximo del potenciómetro será de 0,5 W.
@alexan_e gracias! Ahora la gran pregunta, ¿crees que puedo encontrar un potenciómetro de 10 ohmios? Si no, ¿qué me sugieres que haga?
@mlemos Olvidé mencionar que el consumo más alto en R1 será cuando The pot esté en 0, en ese florero la corriente será 1.25v/0.8R=1.56A y encendido R1 P=1.56*1.56*0.8=1.95 w No estoy seguro de las especificaciones de los potenciómetros, nunca los he usado en lugares donde me importaba la potencia nominal, pero una búsqueda en Google mostró que hay potenciómetros de 0,5w disponibles.
@alexan_e gracias de nuevo. Intentaré construir algunos prototipos durante el fin de semana y les comunicaré los resultados. ¡También probaré otro diseño para la regulación actual como este! LM317 Regulación Actual . No pude encontrar ese JFET específico o cualquier equivalente, pero intentaré algo parecido.

Puede usar el circuito presentado por alexan_e y reemplazar los JFET obsoletos con diodos reguladores de corriente . En comparación con la tolerancia suelta 2N3822 ( 2 metro A < I D S S < 10 metro A ), están mucho más estrictamente especificados.

Sin embargo, la clasificación de disipación de energía está un poco cerca en el NSI50010YT1G, así que dele mucho cobre y no permita que la temperatura ambiente T A llegar demasiado alto.

O podría usar el IXYS TO-220 450V IXCP10M45S, que debería ser a prueba de balas (pero más caro).

Gracias @SpehroPefhany. ¿Cómo debo conectar este componente al circuito?
@mlemos Están conectados de la misma manera que el JFET en su esquema. Puerta conectada a la fuente.
y con el mismo abastecimiento negativo, ¿verdad? ¿Esta fuente negativa se puede regular y filtrar realmente bien o puedo resolverla con solo un montón de diodos y tapas directamente desde la salida 'negativa' de un transformador?
Sí, puede usar una bomba de carga de 50/60 Hz siempre que las tapas sean lo suficientemente grandes.

Debe utilizar reguladores de conmutación. TI tiene algunos productos de rejilla para ayudar, incluidos los módulos (cuestan más pero son más simples. Solo agregue una olla y un filtro para una fuente de alimentación instantánea. Usamos uno para alimentar un robot a través de un umbilical y descubrimos que la precisión era muy buena [mucho mejor que nosotros necesario]) pero, independientemente del regulador de conmutación, permitirá una alta corriente con una baja disipación de energía. Además, muchas de las partes tienen una línea de señal separada de la salida de energía que permite que el regulador incluso compense cualquier caída de voltaje (del amperímetro, por ejemplo) haciendo que la salida sea lo que desea.

OP solicitó LM317. A saber. Los reguladores lineales tienen algunas desventajas pero también algunas ventajas sobre los reguladores de conmutación. OP probablemente tenga alguna razón para LM317.
@Chupacabras Todavía puede usar un registro de interruptor como primer regulador, luego coloque un LDO después. De esa manera, obtiene la ventaja del LDO (menos ruido) sin calor masivo.
Fuente de alimentación basada en LM317 con limitación de corriente
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