Ρυθμιζόμενη πηγή/κατανάλωση ρεύματος με το LM317
Δημοσιεύτηκε: 09 Μάιος 2016, 18:54
Ρυθμιζόμενη πηγή/κατανάλωση ρεύματος με το LM317
Μια πηγή/κατανάλωση ρεύματος είναι χρήσιμη για τον χαρακτηρισμό εξαρτημάτων (καμπύλη I-V), τον έλεγχο φωτεινότητας LED καθώς και την ασφάλιση κυκλωμάτων κατά την δοκιμή τους.
Η ιδέα παρουσιάστηκε στο EDN (John Guy, NSC, 2008) και βασίζεται στο απλό κύκλωμα πηγής σταθερού ρεύματος με το LM317:
Η αντίσταση ρύθμισης παίρνει τιμές παραλληλίζοντας τις κατάλληλες αντιστάσεις μέσω διακοπτών σε κώδικα BCD (περιστρεφόμενοι, thumbwheels ή dip switches):
Μπορούμε να λειτουργήσουμε το κύκλωμα με δύο τρόπους:
α. πηγή σταθερού ρεύματος
Τροφοδοτούμε με θετική τάση το LM317 (στο Vin, κόκκινος ακροδέκτης στο σχέδιο) και την έξοδό του την συνδέουμε στο δοκιμαστικό/ελεγχόμενο φορτίο/κύκλωμα το οποίο θα τροφοδοτείται "εν σειρά" μέσα από το LM317.
β. κατανάλωση σταθερού ρεύματος
Συνδέουμε το μαύρο ακροδέκτη με το 0V/GND του εξωτερικού κυκλώματος ή τροφοδοτικού. Αν οδηγήσουμε με σήμα/τάση τον κόκκινο ακροδέκτη θα "τραβήξει" το προγραμματισμένο ρεύμα προς το 0V/GND. Για παράδειγμα μπορούμε να κάνουμε εκφόρτιση μιας μπαταρίας με σταθερό ρεύμα.
Σημείωση: το LM317 δημιουργεί μια πτώσης τάσης 2-3V οπότε στην περίπτωση κατανάλωσης ρεύματος η πηγή δεν θα "δει" ποτέ 0V.
Αν θέλετε προγραμματιζόμενη πηγή/κατανάλωση για 1-99mA χρησιμοποιήστε το LM317L παραλείποντας το ένα ψηφίο ρύθμισης.
Για να μην έχουμε υπερθέρμανση των αντιστάσεων θα υλοποιήσουμε τις μικρές τιμές παραλληλίζοντας αντίστοιχες μεγαλύτερες. Ετσι λ.χ. η αντίσταση του 1.55Ω θα είναι 8x 12.4Ω συνδεδεμένες παράλληλα. Με αντιστάσεις του ¼W θα έχουμε τελική δυνατότητα για 1W. Το LM317 πρέπει να μπει σε ψύκτρα και οι διακόπτες να αντέχουν το ρεύμα που θα περάσει από την αντίστοιχη αντίσταση (μέγιστο 1Α).
Μια πηγή/κατανάλωση ρεύματος είναι χρήσιμη για τον χαρακτηρισμό εξαρτημάτων (καμπύλη I-V), τον έλεγχο φωτεινότητας LED καθώς και την ασφάλιση κυκλωμάτων κατά την δοκιμή τους.
Η ιδέα παρουσιάστηκε στο EDN (John Guy, NSC, 2008) και βασίζεται στο απλό κύκλωμα πηγής σταθερού ρεύματος με το LM317:
Η αντίσταση ρύθμισης παίρνει τιμές παραλληλίζοντας τις κατάλληλες αντιστάσεις μέσω διακοπτών σε κώδικα BCD (περιστρεφόμενοι, thumbwheels ή dip switches):
Μπορούμε να λειτουργήσουμε το κύκλωμα με δύο τρόπους:
α. πηγή σταθερού ρεύματος
Τροφοδοτούμε με θετική τάση το LM317 (στο Vin, κόκκινος ακροδέκτης στο σχέδιο) και την έξοδό του την συνδέουμε στο δοκιμαστικό/ελεγχόμενο φορτίο/κύκλωμα το οποίο θα τροφοδοτείται "εν σειρά" μέσα από το LM317.
β. κατανάλωση σταθερού ρεύματος
Συνδέουμε το μαύρο ακροδέκτη με το 0V/GND του εξωτερικού κυκλώματος ή τροφοδοτικού. Αν οδηγήσουμε με σήμα/τάση τον κόκκινο ακροδέκτη θα "τραβήξει" το προγραμματισμένο ρεύμα προς το 0V/GND. Για παράδειγμα μπορούμε να κάνουμε εκφόρτιση μιας μπαταρίας με σταθερό ρεύμα.
Σημείωση: το LM317 δημιουργεί μια πτώσης τάσης 2-3V οπότε στην περίπτωση κατανάλωσης ρεύματος η πηγή δεν θα "δει" ποτέ 0V.
Αν θέλετε προγραμματιζόμενη πηγή/κατανάλωση για 1-99mA χρησιμοποιήστε το LM317L παραλείποντας το ένα ψηφίο ρύθμισης.
Για να μην έχουμε υπερθέρμανση των αντιστάσεων θα υλοποιήσουμε τις μικρές τιμές παραλληλίζοντας αντίστοιχες μεγαλύτερες. Ετσι λ.χ. η αντίσταση του 1.55Ω θα είναι 8x 12.4Ω συνδεδεμένες παράλληλα. Με αντιστάσεις του ¼W θα έχουμε τελική δυνατότητα για 1W. Το LM317 πρέπει να μπει σε ψύκτρα και οι διακόπτες να αντέχουν το ρεύμα που θα περάσει από την αντίστοιχη αντίσταση (μέγιστο 1Α).