Regulador de tensão ajustável LM317: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Gostaríamos de falar aqui sobre reguladores de tensão ajustáveis. Eles requerem circuitos mais complicados do que lineares. Eles podem ser usados para produzir diferentes saídas de tensão fixa dependendo do circuito e também tensão ajustável via potenciômetro.

Nesta seção, mostraremos primeiro as especificações e a pinagem do LM317, depois mostraremos como fazer três circuitos práticos diferentes com o LM317.

Para terminar o lado prático desta seção, você precisará de:

Suprimentos:

• LM317
• Aparador ou potenciômetro de 10 k Ohm
• 10 uF e 100 uF
• Resistores: 200 Ohm, 330 Ohm, 1k Ohm
• 4x bateria AA 6V
• 2 baterias de íons de lítio de 7,4 V
• Bateria 4S Li-Po 14,8 V
• ou uma fonte de alimentação

Etapa 1: Visão geral da pinagem

A partir da esquerda temos um pino de ajuste (ADJ), entre ele e o pino de saída (OUT) configuramos o divisor de tensão que determinará a saída de tensão. O pino do meio é o pino de saída de tensão (OUT) que devemos conectar a um capacitor para fornecer corrente estável. Decidimos usar 100 uF, mas você também pode escolher usar valores mais baixos (1uF>). O pino mais à direita é o pino de entrada (IN) que conectamos com a bateria (ou qualquer outra fonte de alimentação) e estabilizamos a corrente com um capacitor (aqui 10uF, mas você pode ir tão baixo quanto 0,1 uF).

• ADJ Aqui conectamos o divisor de tensão, para ajustar a tensão de saída
• OUT Aqui conectamos a entrada do circuito de distribuição de energia (qualquer dispositivo que estivermos carregando).
• IN Aqui conectamos o fio vermelho (terminal positivo) da bateria

Etapa 2: Circuito LM317 3,3 V

Vamos agora construir um circuito usando LM317 que terá saída de 3,3 V. Este circuito é para saída fixa. Os resistores são escolhidos a partir da fórmula que explicaremos mais tarde.

As etapas de fiação são as seguintes:

• Conecte o LM317 à placa de ensaio.
• Conecte o capacitor 10 uF com o pino IN. Se você estiver usando capacitores eletrolíticos, certifique-se de conectar o - ao GND.
• Conecte o capacitor 100 uF com o pino OUT.
• Conecte o IN com o terminal positivo da fonte de alimentação
• Conecte o resistor de 200 Ohm com os pinos OUT e ADJ
• Conecte o resistor de 330 Ohm com o 200 Ohm e o GND.
• Conecte o pino OUT com o terminal positivo do dispositivo que deseja carregar. Aqui, conectamos o outro lado da placa de ensaio com OUT e GND para representar nossa placa de distribuição de energia.

Etapa 3: Circuito LM317 5 V

Para construir um circuito de saída de 5 V usando LM317, precisamos apenas mudar os resistores e conectar uma fonte de alimentação de alta tensão. Este circuito também é para saída fixa. Os resistores são escolhidos a partir da fórmula que explicaremos mais tarde.

As etapas de fiação são as seguintes:

• Conecte o LM317 à placa de ensaio.
• Conecte o capacitor 10 uF com o pino IN. Se você estiver usando capacitores eletrolíticos, certifique-se de conectar o - ao GND.
• Conecte o 100 uFcapacitor com o pino OUT.
• Conecte o IN com o terminal positivo da fonte de alimentação
• Conecte o resistor de 330 Ohm com os pinos OUT e ADJ
• Conecte o resistor de 1k Ohm com 330 Ohm e o GND.
• Conecte o pino OUT ao terminal positivo do dispositivo que deseja carregar. Aqui, conectamos o outro lado da placa de ensaio com OUT e GND para representar nossa placa de distribuição de energia.

Etapa 4: Circuito Ajustável LM317

O circuito para saída de tensão ajustável com LM317 é muito semelhante aos circuitos anteriores. Aqui, em vez do segundo resistor, usamos um trimmer ou um potenciômetro. À medida que aumentamos a resistência no trimmer, a tensão de saída aumenta. Gostaríamos de ter 12 V como saída alta e para isso precisamos usar uma bateria diferente, aqui 4S Li-Po 14,8 V.

As etapas de fiação são as seguintes:

• Conecte o LM317 à placa de ensaio.
• Conecte o capacitor 10 uF com o pino IN. Se você estiver usando capacitores eletrolíticos, certifique-se de conectar o - ao GND.
• Conecte o capacitor 100 uF com o pino OUT.
• Conecte o IN com o terminal positivo da fonte de alimentação
• Conecte o resistor de 1k Ohm com os pinos OUT e ADJ
• Conecte o aparador de 10k Ohm com o 1k Ohm e o GND.

Etapa 5: Calculadora de Tensão

Gostaríamos agora de explicar uma fórmula simples para calcular a resistência de que precisamos para obter a saída de tensão que gostaríamos. Observe que a fórmula usada aqui é a versão simplificada, porque nos dará resultados bons o suficiente para qualquer coisa que faríamos.

Onde Vout é a tensão de saída, R2 é o “resistor final”, aquele com maior valor e aquele onde colocamos o trimmer no último exemplo. R1 é o resistor que conectamos entre OUT e ADJ.

Quando calculamos a resistência necessária, primeiro descobrimos qual tensão de saída precisamos, geralmente para nós seria 3,3 V, 5 V, 6 V ou 12 V. Então olhamos para os resistores que temos e escolhemos um, este resistor agora é nosso R2. No primeiro exemplo, escolhemos 330 Ohm, no segundo 1 k Ohm e no terceiro Trimmer de 10 k Ohm.

Agora que sabemos R2 e Vout, precisamos calcular R1. Fazemos isso reorganizando a fórmula acima e inserindo nossos valores.

Para nosso primeiro exemplo, R1 é 201,2 Ohm, para o segundo exemplo R1 é 333,3 Ohm e, para o último exemplo, no máximo 10 k Ohm, R1 é 1162,8 Ohm. A partir disso, você pode ver porque escolhemos esses resistores para essas tensões de saída.

Ainda há muito a ser dito sobre isso, mas o ponto principal é que você pode determinar o resistor de que precisa escolhendo a saída de tensão e selecionando R2 dependendo do tipo de resistores que você possui.

Etapa 6: Conclusão

Gostaríamos de resumir o que mostramos aqui e mostrar alguns atributos adicionais importantes do LM317.

• A tensão de entrada do LM317 é 4,25 - 40 V.
• A tensão de saída do LM317 é 1,25 - 37 V.
• A queda de tensão é de cerca de 2 V, o que significa que precisamos de pelo menos 5,3 V para obter 3,3 V.
• A corrente nominal máxima é de 1,5 A, é altamente recomendável usar um dissipador de calor com o LM317.
• Use o LM317 para ligar controladores e drivers, mas mude para conversores DC-DC para motores.
• Podemos fazer uma saída de tensão fixa usando dois resistores calculados ou estimados.
• Podemos fazer uma saída de tensão ajustável usando um resistor calculado e um potenciômetro estimado

Você pode baixar os modelos usados neste tutorial de nossa conta GrabCAD:

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Robottronic instrutíveis

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