Regulowany zamiennik stabilizatora 78xx

Regulowany zamiennik stabilizatora 78xx

Stabilizatory scalone z serii 78xx mają napięcie wyjściowe predefiniowane przez producenta, z uwzględnieniem pewnej tolerancji. Może się jednak zdarzyć tak, że w gotowym układzie napięcie to okaże się odrobinę za niskie. Aby w takiej sytuacji nie psuć całej płytki drukowanej, można wymienić układ w obudowie TO220 na jego regulowaną wersję i precyzyjnie dobrać żądaną wartość tego napięcia.

Podstawowe parametry:
  • napięcie wyjściowe stabilizowane z możliwością płynnej regulacji w zakresie 1,25…36 V,
  • dopuszczalne napięcie wejściowe: 4,25…40 V,
  • maksymalny prąd wyjściowy 1,5 A,
  • wbudowane zabezpieczenie przed przegrzaniem.

Sytuacja z życia konstruktora: klient przynosi gotowy już układ, zasilany poprzez stabilizator 7805, w którym znajdują się przekaźniki z cewkami na napięcie 5 V. Te przekaźniki są sterowane przez znane układy typu ULN2003. To rozwiązanie jednak nie działa, gdyż przekaźniki w podwyższonej temperaturze otoczenia nie załączają się, czemu winna jest zbyt duża strata napięcia na kluczach układu ULN2003. Samo urządzenie musi być gotowe „na wczoraj” i musi wyglądać profesjonalnie, ponieważ to model pokazowy, więc o zaprojektowaniu nowej płyty drukowanej czy cięciu ścieżek nie ma mowy. Rozwiązaniem w takich sytuacjach może okazać się wstawienie niniejszego układu i wyregulowanie napięcia wyjściowego do wartości np. 5,35 V. Przekaźniki zaczną działać prawidłowo, a pozostałym układom zasilanym z tego samego stabilizatora nie zrobi to wielkiej różnicy.

Budowa i działanie

Schemat ideowy układu znajduje się na rysunku 1. Jest to nic innego, jak podstawowa aplikacja układu LM317, uzupełniona o kondensatory zapobiegające jego wzbudzeniu - C1 i C2. Kondensator C2 zmniejsza tętnienia napięcia wyjściowego. Napięcie wyjściowe jest ustalane przez wieloobrotowy potencjometr P1. Minimalne napięcie na wyjściu wynosi zatem 1,25 V, a maksymalne, przy takiej rezystancji R1, to około 36 V. Napięcie wejściowe musi być wyższe od wyjściowego o, co najmniej 3 V. Zabezpieczenie przed przeciążeniem oraz przed przegrzaniem są już wbudowane w układ LM317, więc nie ma potrzeby dodawania ich na płytce.

Rysunek 1. Schemat ideowy układu

Montaż i uruchomienie

Układ został zmontowany na miniaturowej, dwustronnej płytce drukowanej o wymiarach zaledwie 12×20 mm, a jej wzór ścieżek oraz schemat montażowy został pokazany na rysunku 2. Ze względu na dość nietypowy montaż, proponuję przeprowadzić go w następujący sposób:

  • najpierw elementy SMD (C1…C3, R1),
  • potem potencjometr P1, znajdujący się po tej samej stronie, co w/w elementy SMD,
  • następnie złącze J1, wlutowane po drugiej stronie płytki,
  • na końcu sam stabilizator US1, również wlutowany „od spodu”, ale na nóżkach na tyle długich, aby go swobodnie położyć na powierzchni laminatu.
Rysunek 2. Schemat montażowy i wzór ścieżek płytki

Gotowy układ został pokazany na fotografii tytułowej.

Układ wyprowadzeń w złączu J1 jest taki sam, w stabilizatorach z rodziny 78xx w obudowach TO220: lewa nóżka to wejście, środkowa masa, a prawa wyjście, patrząc od przodu na układ skierowany nóżkami w dół. Dzięki temu, że moduł zawiera własne kondensatory przeciwwzbudzeniowe, pojemność tych, które już są w układzie, nie jest krytyczna.

Przed wlutowaniem zmontowanego już modułu do urządzenia polecam podłączyć napięcie wejściowe z jakiegokolwiek zasilacza i zgrubnie ustawić napięcie wyjściowe. Zapobiegnie to uszkodzeniu zasilanych podzespołów, gdyby napięcie wyjściowe okazało się znacznie wyższe od dopuszczalnego. Chcąc przykręcić US1 do radiatora należy pamiętać o tym, że otwór w jego obudowie znajdzie się nieco wyżej, niż ma to miejsce w „gołym” układzie w obudowie TO220.

Michał Kurzela, EP

Wykaz elementów:
Rezystory:
  • R1: 180 Ω SMD1206
  • P1: 5 kΩ montażowy wieloobrotowy leżący – PR5K 3296X
Kondensatory:
  • C1…C3: 1 µF 50 V ceramiczne SMD1206
Półprzewodniki:
  • US1: LM317 (TO220)
Inne:
  • J1: goldpin 3 piny 2,54 mm kątowy niski
Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
lipiec 2021
DO POBRANIA
Materiały dodatkowe

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik maj 2022

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio maj - czerwiec 2022

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje kwiecień 2022

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna maj 2022

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich maj 2022

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów