Régulateur de tension variable linéaire 1-20 V : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Un régulateur de tension linéaire maintient une tension constante à la sortie si la tension d'entrée est supérieure à la sortie tout en dissipant la différence de tension multipliée par les watts actuels de puissance sous forme de chaleur.

Vous pouvez même fabriquer un régulateur de tension brut à l'aide d'une diode Zener, de régulateurs de la série 78xx et d'autres composants complémentaires, mais cela ne pourra pas fournir des courants élevés comme 2-3A.

L'efficacité globale des régulateurs linéaires est très inférieure à celle des alimentations à découpage, des convertisseurs buck, boost, car elle dissipe l'énergie inutilisée sous forme de chaleur et doit être retirée constamment, sinon le régulateur se grippe.

Cette conception d'alimentation en vaut la peine si vous n'avez aucun problème d'efficacité énergétique ou si vous n'alimentez pas un circuit portable à partir d'une batterie.

L'ensemble du circuit est composé de trois blocs, 1. Régulateur variable principal (1.9 - 20 V)

2. régulateur secondaire

3. Comparateur, pilote de moteur de ventilateur (MOSFET)

Un LM317 est un excellent régulateur de tension pour les débutants lorsqu'il est utilisé correctement. Il ne nécessite qu'un diviseur de tension donné à sa broche de réglage pour obtenir une tension variable en sortie. La tension de sortie dépend de la tension à la broche de réglage, généralement maintenue à 1,25 V.

la sortie et le réglage de la tension des broches sont liés comme suit: Vout = 1,25 (R2/R1+1)

Le courant sur la charge reste presque le même que le courant i/p à n'importe quel réglage de tension. Supposons que si la charge à O/p consomme un courant de 2A à 10V, la tension restante de 10V avec un courant restant de 1A est convertie sous forme de chaleur de 10W!!!!!!

C'est donc une bonne idée d'y attacher un dissipateur de chaleur………pourquoi pas un VENTILATEUR !!!!??????

J'avais ce mini ventilateur qui traînait un moment, mais le problème était qu'il ne pouvait prendre que 12 V pour un régime maximum mais la tension I/p est de 20 V, j'ai donc dû créer un régulateur séparé (en utilisant le LM317 lui-même) pour le ventilateur, mais si je garder le ventilateur allumé tout le temps c'est juste un gaspillage d'énergie, donc ajouté un comparateur pour allumer le ventilateur uniquement lorsque la température du dissipateur thermique du régulateur principal atteint une valeur prédéfinie.

Commençons!!!

Étape 1: Rassembler les composants

Nous avons besoin, 1. LM317 (2)

2. Dissipateurs thermiques (2)

3. quelques résistances (vérifiez les schémas pour les valeurs)

4. condensateurs électrolytiques (vérifier les schémas pour les valeurs)

5. perf Board (projet PCB)

6. MOSFET IRF540n

7. VENTILATEUR

8. quelques connecteurs

9. Potentiomètres (10k)

10. Thermistance

Étape 2: Rassembler tous

Choisissez la taille de la carte PCB avec laquelle vous êtes à l'aise.

Je l'ai un peu rendu compact de 6 cm sur 6 cm, si vous êtes doué pour la soudure, vous pouvez opter pour une taille encore plus petite;)

en gardant le connecteur Vin à gauche et Vout à droite, le comparateur IC au centre et les régulateurs en haut avec le ventilateur en haut le rend facile à manipuler et à utiliser.

Suivez simplement les schémas, continuez à vérifier le contrôle de continuité de temps en temps pour les courts-circuits et les connexions appropriées.

Étape 3: Placement de la rétroaction de la thermistance

Placez la thermistance en contact avec le dissipateur thermique, je l'ai gardée dans les arêtes du dissipateur thermique.

puisque la thermistance est en série avec une autre résistance de 10K, c'est un diviseur de tension d'exactement 10 à 10V, lorsque la température augmente la résistance de la thermistance diminue mais la tension continue d'augmenter vers 20V.

Cette tension est donnée à la borne non_inversante de l'amplificateur opérationnel 741 et la borne inverseuse est maintenue à 11 V. Ainsi, lorsque la tension de la thermistance dépasse 11 V, l'amplificateur opérationnel sort HAUT à la broche 6.

Étape 4: Cela devrait ressembler à quelque chose comme ça…

Testons-le !!!

donnant une entrée 20V de mon transformateur via FOOOLLBRIDGE RECIFIER !! et en ajustant l'O/p à environ 15V, j'ai connecté une résistance de 5W 22ohm à O/p qui tirait environ 2,5A.

Le dissipateur thermique a commencé à chauffer et s'est approché de 56 °C, la tension de la thermistance a augmenté au-delà de 11 V, de sorte que le comparateur l'a détecté et a allumé le Mosfet dans la région de saturation en allumant le ventilateur pour refroidir le dissipateur de chaleur.

Annnd c'est ça !!! vous venez de fabriquer un régulateur de tension variable que vous pouvez utiliser comme alimentation de banc LAB, pour charger des batteries, pour fournir de la tension à des circuits prototypes et la liste est longue…

si vous avez des questions liées au projet, n'hésitez pas !!!

à plus!