Микросхемы серии LM. Микросхема LM338T схема включения Схема регулируемого блока питания LM317
Схема регулируемого блока питания LM317
Список элементов схемы:
- Стабилизатор LM317
- Т1 - транзистор КТ819Г
- Tr1 - трансформатор силовой
- F1 - предохранитель 0.5А 250В
- Br1 - диодный мост
- D1 - диод 1N5400
- LED1 - светодиод любого цвета
- C1 - конденсатор электролитический 3300 мкф*43В
- C2 - конденсатор керамический 0.1 мкф
- C3 - конденсатор электролитический 1 мкф*43В
- R1 - сопротивление 18K
- R2 - сопротивление 220 Ом
- R3 - сопротивление 0.1 Ом*2Вт
- Р1 - сопротивление построечное 4.7K
Цоколёвка микросхемы и транзистора
Корпус взял от БП компьютера. Передняя панель изготовленная из текстолита, желательно установить вольтметр на этой панели. Я не установил, потому что пока не нашёл подходящего. Также на передний панели установил зажимы для выходных проводов.
Входную розетку оставил для питания самого БП. Печатная плата сделанная для навесного монтажа транзистора и микросхемы стабилизатора. Их закрепил на общем радиаторе через резиновую прокладку. Радиатор взял солидный (на фото его видно). Его нужно брать как можно больший - для хорошего охлаждения. Всё-таки 3 ампера - это немало!
Устройство представляет собой светодиодный вольтметр (индикатор напряжения) 12В аккумулятора, с применением широко известной микросхемы LM3914 (даташит).
Данное устройство мне было необходимо для того, чтобы я знал когда автомобильный аккумулятор полностью зарядится от зарядного устройства. Т.к. зарядка была старого типа и на ней не было никаких стрелочных или цифровых индикаторов для измерения напряжения.
В качестве светодиодного столбикового индикатора (бара) я выбрал HDSP-4832 с 10 светодиодами трех разных цветов: три красных, четыре желтых и три зеленых.
Для правильной индикации напряжения, нужно определиться с нижним и верхним уровнем измеряемых напряжений, чтобы на индикаторе соответственно при данных уровнях загорались первый и последние светодиоды (полоски).
Для 12В автомобильного аккумулятора, были выбраны следующие диапазоны: первый светодиод загорался при напряжении 10В, а последний при напряжении 13.5В, т.о. шаг индикации напряжения получился 0.35В на один светодиод. Естественно, вы можете установить и другие напряжения, при помощи двух подстроечных резисторов. Это дает возможность использовать данный индикатор для измерения напряжения, например NiCd или NiMH аккумуляторов. Границы напряжения в данном случае устанавливаются в V min = 0.9 * N cells and V max = 1.45 * N cells , где N cells - количество "банок" аккумулятора. Плюс между + и - аккумуляторов должен быть помещен мощный резистор рассчитанный на ток не менее 0.5А для имитации реальной нагрузки.
Микросхема LM3914 может работать в двух режимах: режим "точка" - при котором загорается только один светодиод, и "столбиковый" режим, при котором загорается несколько светодиодов по нарастающей. Данная схема работает в "столбиковом" (bar) режиме, для этого 9 вывод микросхемы подключен к плюсу источника питания.
При работе в режиме bar, соответственно и увеличивается энергопотребление LM3914. Когда все 10 сегментов индикатора горят, то LM3914 потребляет почти в 10 раз больше, чем если бы горел только один светодиод (сегмент). Для предотвращения выгорания м/с LM3914 необходимо следить, чтобы ток светодиодов не превысил максимально допустимый.
Максимальная рассеиваемая мощность микросхемы не должна превышать 1365 мВт. И если предположить, что подводимое максимальное напряжение составит 14.4В, то максимально возможный ток составит I = P/V = 1.365/14.4 = 94.8мА. Т.о. ток, каждого сегмента индикатора не должен превышать 94.8/10=9.5мА. В схеме, сопротивление резистора R3 (4.7 кОм) задает максимальный ток светодиодов. Ток светодиода примерно в 10 раз больше тока, который проходит через данный резистор I R3 = 1.25 / 4700 = 266 мкА. Т.о. ток на каждый светодиод ограничен значением 2.6 мА, что намного меньше допустимого.
Входной каскад: для снятия показаний входного напряжения (и им же питается схема) в схеме применен делитель напряжения 1:2, подсоединенный к выводу 5 микросхемы. Делитель состоит из двух резисторов номиналом 10 кОм и т.о. напряжение, снимаемое с делителя находится в диапазоне от 5В до 6.75В, в то время как входное напряжение будет от 10В до 13.5В. Эти же значения будут использоваться для калибровки LM3914.
Принципиальная схема индикатора
Схема состоит из двух элементов: отдельно схемы контроля и отдельно плата индикатора. Между собой они соединяются при помощи 11-ти контактного разъема.
Основные задающие элементы схемы:
R1 и R2 - делитель напряжения
R3 и R4 - ограничение тока светодиодов и установка верхней границы напряжения
R5 - установка нижней границы напряжения
Про R1, R2 и R3 я рассказывал выше. Теперь разберем R4, который устанавливает верхний порог (вывод 6 м/с):
На выводах микросхемы 6 и 7 необходимо установить напряжение на уровне 6.75В (что является входным напряжением 13.5В после делителя, в том случае, если аккумулятор заряжен полностью). Зная значение тока проходящего через R3, а также прибавив сюда ток "error current" с 8 вывода микросхемы (120мкА), мы можем рассчитать сопротивление R4:
6.75В = 1.25В + R4(120мкА+266мкА) <=>
R4 = (6.75 - 1.25)/(386мкА) <=>
R4 = 14.2кОм и больше (мы выбираем подстроечный резистор 22кОм)
С подстроечным резистором 22 кОм мы можем регулировать напряжение на выводе 7 в диапазоне от 1.25В до 9.74В, что дает возможность задавать верхнюю границу напряжения от 2.5В до 19.5В.
Сопротивлением R5 устанавливается нижняя граница напряжения:
Подставив в формулу V O = V I * R B /(R A + R B) следующие значения:
R A = 10 * 1К внутренние резисторы LM3914
R B = R5
V I = верхняя граница напряжения 6.75В
V O = нижняя граница напряжения 5В
получим:
5 = 6.75 * R5/(R5 + 10K)
R5 = 28.5K и больше (мы выбираем подстроечный резистор 100кОм)
Печатная плата
Как уже было сказано выше, устройство состоит из двух компонентов, соответственно используется 2 разных печатных платы. Это дает возможность использовать выносную индикацию, например на панели авто.
В печатной плате получилась только одна перемычка (отмечена красным цветом).
Скачать проект в и печатные платы вы можете ниже
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | LED драйвер | LM3914 | 1 | В блокнот | ||
| С1 | Электролитический конденсатор | 2.2 мкФ 25 В | 1 | В блокнот | ||
| R1, R2 | Резистор | 10 кОм | 2 | В блокнот | ||
| R3 | Резистор | 4.7 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R4 | Переменный резистор | 22 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R5 | Переменный резистор | 100 кОм | 1 | В блокнот | ||
| BAR1 | Индикатор | HDSP-4832 | 10 |
Качественный стереофонический усилитель для дома, который мы здесь рассмотрим, основывается на паре микросхем LM3876 (или LM3886). Даташит . Кроме самих усилителей мощности, был в отдельном корпусе собран блок питания. Он обеспечивает двухполярное напряжение 35В и более низкое 15В - для питания предусилителя на OPA2134. В принципе острой необходимости в отдельном предусилителе нет. С ним и уровень шума будет чуть выше, и фоновый шум может быть слышен в очень тихом месте, поэтому если конструкцию планируется использовать с источником достаточно мощного сигнала линейного выхода (около 1В) - от преампа можно отказаться.
Выходная мощность предлагаемой схемы зависит от подаваемого напряжения питания. График показан ниже.
Функция Mute . Микросхема LM3876 позволяет пользователю отключить музыку в УМЗЧ путём переключения током 0,5 мА состояния вывода 8. В данной схеме задержка на включение звука выполнена простейшей RC цепочкой R1 C6, которая в первый момент после старта не пропускает напряжение запуска микросхемы, чтоб из динамиков не доносился щелчёк.
Предварительный усилитель несколько повышает чувствительность и позволяет с помощью переключателя сформировать необходимую АЧХ. Часто бывает нужно немного приподнять низа или ВЧ, что цепь коррекции успешно и выполняет. Дополнительная его функция - коммутация входов (DVD плеер, тюнер, телевизор, компьютер).
Блок питания должен обеспечить два двухполярных напряжения: +-35 вольт 3 ампера для самой микросхемы LM3876 и +-15 вольт 0,05 ампер для драйвера на ОУ.
С целью свести практически к нулю возможные наводки и помехи от трансформатора и силовых цепей выпрямителя напряжения, БП был собран в отдельной алюминиевой коробке, с применением тороидального трансформатора, который, как вы знаете, обладает минимальным полем. Отдельный небольшой трансформатор на 9 вольт питает систему "мягкий запуск", но если не хотите усложнять конструкцию - исключите этот модуль.
Корпус усилителя
Корпус самодельного усилителя выполнен также из алюминия, эффективно экранируя детали схемы от возможных электромагнитных помех. На передней панели только пара регуляторов (громкость и баланс) и кнопка питания 220В, с зелёным светодиодом. Сзади УНЧ есть 4 стереовхода аудио, клеммы для подключения аккустических систем и гнездо под питающий кабель от блока питания.
В принципе микросхема показала себя очень достойно. Никаких шумов нет вообще - даже прислонив ухо к динамикам невозможно расслышать фон. При громкости до 50 ватт звук не имеет никаких заметных искажений, к тому же на такой мощности они и не слышны. Ведь при комфортных 10 ватт Кни составляет всего 0,01% во всём спектре звуковых частот. А для тех, кто не сможет достать эту микросхему, рекомендуем собрать домашний УМЗЧ исключительно .
На основе интегральной микросхемы LM3914 производителя National Semiconductors можно конструировать различные светодиодные индикаторы, имеющие линейную шкалу. Основой LM3914 является 10 компараторов.
Входной сигнал через операционный усилитель подается на инверсные входы компараторов LM3914, а прямые входы их подключены к напряжения. Десять выходов являются выходами компараторов, к которым подключаются светодиоды.
Выбор работы индикации: либо режим «столбик», это когда с изменением уровня входного сигнала меняется количество светящихся светодиодов, либо режим «точка», то есть с изменением уровня сигнала, перемещаясь по линейке светится только один светодиод.
Назначение выводов LM3914:
- 1, 10…18 — выходы.
- 2 — минус питания.
- 3 — плюс источника питания от 3…18 вольт.
- 4 — на данный вывод подается напряжение, величина которого определяет нижний уровень индикации. Допустимый уровень от Uн.min. = 0 до Uн.max. = (Uпит. – 1,5В.)
- 5 — на данный вывод подается входной сигнал.
- 6 — на данный вывод подается напряжение, величина которого определяет верхний уровень индикации. Допустимый уровень от Uв.min. = 0 до Uв.max. = (Uпит. – 1,5В.)
- 7, 8 — выводы для регулирования тока, протекающего через светодиоды.
- 9 — вывод отвечает за режим работы индикации («точка» или «столбик»)
Шаг переключения от одного светодиода к другому автоматически высчитывается микросхемой. Шаг будет равен (Uв. – Uн.)/10.
Алгоритм работы индикатора на микросхеме LM3914
До тех пор, пока на ножке Uвх. сигнал ниже по сравнению с напряжением на выводе Uн., светодиоды не горят. Как только входной сигнал сравняется с Uн. – загорится светодиод HL1. При последующем увеличение сигнала на величину (Uв. – Uн.)/10, в режиме «точка» выключается HL1 и одновременно загорается HL2. В том случае если LM3914 функционирует в режиме «столбик», то при включении HL2, HL1 не гаснет.
Микросхема LM3914 спроектирована для создания светодиодных индикаторов с линейной шкалой, и поэтому резисторы в составе делителя обладают одинаковым сопротивлением. Микросхема имеет источник опорного напряжения в 1,25 вольт. С помощью подключения дополнительно 2-х резисторов можно добиться увеличения опорного напряжения (не более Uпит. — 2 вольта; максимум 12 вольт).
Расчет опорного напряжения можно выполнить по следующей формуле:
Uоп = (R2/R1+1)*1,25В + Iв*R2, где
- R1 — резистор, подключаемый к ножкам 7 и 8 микросхемы LM3914.
- R2 — резистор, подключаемый между ножками 8 и минусом питания схемы.
- Iв – сила тока на ножке 8 микросхемы (около 100 мкА)
Для выбора одного из двух режимов работы нужно сделать следующее:
- Режим «точка» — вывод 9 подключить к минусу питания или оставить неподключенным.
- Режим «столбик» — вывод 9 подсоединить к плюсу питания микросхемы.
Технические характеристики микросхемы LM3914
Стандартная схема подключения входного напряжения на микросхему LM3914
В зависимости от величины входного напряжения Uвх, необходимо подобрать сопротивление R1, при котором будет светиться верхний по шкале светодиод. Данное сопротивление можно вычислить по формуле: R1 = R2(Uвх/1,25 — 1).
Посредством включения резистора R3 можно добиться регулирования тока протекающего через светодиоды.
(1,6 Mb, скачано: 4 020)
"Документация" - техническая информация по применению электронных компонентов , особенностях построения различных радиотехнических и электронных схем , а также документация по особенностям работы с инженерным программным обеспечением и нормативные документы (ГОСТ).
Микросхема LM338T представляет собой регулируемый интегральный стабилизатор напряжения, способный работать с показателями от 3 до 40 В, при силе тока до 5 А.
ИМС достаточно популярная, разрабатывается и продаётся TEXAS INSTRUMENTS, National Semiconductor и STMicroelectronics с 1998 года по настоящее время.
Микросхемы работают только с положительным напряжением ("positive voltage regulators").
Внешний вид
Стабилизатор выпускается в двух типах корпусов:
- TO-220,
- TO-3.
Внешний вид корпуса обоих обозначен на изображении ниже.
Рис. 1. Внешний вид корпусов стабилизаторов
Габариты зависят от типа корпуса и имеют следующие числовые значения.
Цоколевка обозначена выше:
- Первый контакт – управление,
- Второй – выход (на корпусе TO-3 это внешний кожух),
- Третий – вход.
Ещё изображение для наглядности.
Рис. 2. Изображение стабилизаторов
Типовые схемы включения
Рис. 3. Схема включения LM338T
В зависимости от выбранных значений R1 и R2, а также входного напряжения, можно рассчитать выходное по следующей формуле.
Чтобы лучше понять логику работы устройства, можно изучить его функциональную блок-схему.
Рис. 4. Функциональная блок-схема устройства
Рис. 5. Схема включения стабилизатора LM338T
При этом выходное напряжение будет рассчитываться по формуле.
При условии, что R1 = 240 Ω. Максимальное выходное напряжение в том случае будет не выше 25 В.
Еще один вариант включения стабилизатора – с защитными диодами.
Рис. 6. Схема включения стабилизатора с защитными диодами
Диоды в этом случае нужны для защиты от скачков напряжения с конденсаторов (C1 и C2).
Уровень напряжения на выходе здесь рассчитывается по формуле.
Использование LM338 в регуляторе температуры
Рис. 7. Схема включения стабилизатора в регуляторе температуры
Вариант медленного пятнадцативольтового стабилизатора напряжения
Рис. 8. Вариант стабилизатора напряжения
Все номиналы обозначены на схеме.
Рис. 9. Десятивольтовый регулятор с высокой стабильностью
Рис. 10. Стабилизатор с цифровым управлением
R2 определяет максимальное значение выходного напряжения.
Рис. 11. Стабилизатор на 15 А
Схема должна включаться с минимальной нагрузкой в 100 мА.
Использование LM338 в зарядном устройстве для 12 В аккумуляторов
Схема достаточно проста.
Рис. 12. Схема на LM338 в зарядном устройстве
Питается обозначенный стабилизатор напряжением не менее 18 В.
Рис. 13. Усилитель мощности на LM338
В качестве аннотаций:
- AV = 1, RF = 10k, CF = 100 pF,
- AV = 10, RF = 100k, CF = 10 pF,
- Полоса пропускания ≥ 100 кГц,
- Искажение ≤ 0,1%.
Технические параметры
Напряжение на входе может быть в диапазоне от –0.3 до +40 В.
На выходе – от +1,2 до +32В.
Микросхема рассчитана на работу при температуре не выше 125°С. Но допускается кратковременный нагрев до 300 градусов (не дольше 10 секунд) в корпусе TO-3 и до 260 градусов (не более 4 секунд) в корпусе TO-220. Поэтому рекомендуется установка на радиатор (с пассивным или активным охлаждением).
Ток не должен превышать 5 А (кратковременно допускаются скачки до 7 А).
Аналоги
Полным аналогом микросхемы можно назвать ECG935. В качестве принципиальной замены можно рассмотреть IP338.
Даташит
Скачать даташиты на микросхему от различных производителей можно и (на английском языке). В них вы найдёте подробные технические параметры и рекомендуемые схемы включения стабилизатора LM338.
Дата публикации: 11.05.2018
Мнения читателей
- Ник ников
/ 27.03.2019 - 19:00
А лм 338 не работает от импульсного БП - 4149
/ 16.03.2019 - 21:03
В самой первой формуле опечатка - (R2/R2). - Ололошка
/ 20.02.2019 - 21:20
Ну что же вы, Семён семёныч.. Не справочник, а техническая спецификация производителя! Ну или просто даташит - Семён Семёнович
/ 19.12.2018 - 06:39
Что же, как обезьяны тащите всё с английского языка. Свой ещё не выучили. Зачем слово "доташиты", неужели по русски написать слово "справочники" нельзя? Честное слово - противно!"
