Простой и мощный источник питания на 1,3-12В до 20А (LM317, КТ819)
Схема простого и мощного самодельного блока питания с выходным напряжением от 1,3В до 12В, построен на основе LM317, КТ819. В различных цехах, лабораториях мастерских и даже некоторых офисах для питания осветительных приборов используется внутренняя 12-вольтовая сеть.
Переменное напряжение 12V сейчас обычно получают от так называемых «электронных трансформаторов», либо с помощью обычного силового «железного» трансформатора. В любом случае, сеть рассчитана на достаточно большой ток потребления и может питать не только осветительные приборы, но и паяльники, рассчитанные на напряжение 12V.
Я предлагаю использовать такую 12-вольтовую местную сеть и для получения регулируемого постоянного напряжения, которое может понадобиться, например, при ремонте автомобильной или батарейной аппаратуры. Для этого необходим достаточно мощный выпрямитель и такой же мощный стабилизатор. Наиболее простое и дешевое решение показано на рисунке выше.
Принципиальная схема
Рис. 1. Принципиальная схема умощнения микросхемы LM317 при помощи транзисторов, ток до 20А.
Переменное напряжение поступает на выпрямительный мост VD1. Далее, как обычно, сглаживающий пульсации конденсатор С1. Стабилизатор выполнен на ИМС LM317 с умощнением выхода составным эмиттерным повторителем на транзисторах VT1-VT3.
Детали
Транзисторы и микросхема нуждаются в радиаторе. Выходной ток блока питания - до 20А.
Схема с дополнениями
Дополнения к схеме автора:
- В цепь эмиттеров транзисторов добавлены резисторы для выравнивания токов;
- Добавлены конденсаторы С3 и С4 (0,1мкФ керамика).
Рис. 2. Принципиальная схема простого регулируемого блока питания на LM317 и транзисторах КТ819.
Емкость С1 лучше составить из нескольких электролитических конденсаторов, если нужен большой ток то рекомендуется 2 шт по 4700мкФ и более.
Резисторы R3, R4, R5 - мощностью не менее 5Ватт, можно установить проволочные или цементные. Транзисторы КТ819 можно заменить зарубежными MJ3001 или другими.
Пересмехов А. И. РК-2015-08.
Даташит на микросхему LM317 - Скачать (1MB).
Комментарии (40):
R2-какого типа,сп...или.Схема не плохая!СПАСИБО!!!
Резистор R2 - переменного сопротивления, любого типа, мощностью 0,5Вт и более. Если нет подходящего с сопротивлением 3,3К то можно установить 6,8К или другой (до 10кОм).
Спасибо за уроки очень полезные.
Как насчет защиты от перегрузки/КЗ ?
В приведенной схеме нет защиты от КЗ и перегрузки по току. Без совершенствования схемы на ее выходе не помешает установить плавкий предохранитель.
собрал схему но что-то падает ток на выходе.транс 300щ 40а подаю 31 вольт а на выходе при нагрузке 6 вольтной 3волта. может что-то не так собрал.транзисторы менял лм тоже - не помогает.
Внимательно проверьте весь монтаж, в особенности правильность подключения микросхемы и транзисторов.
Цоколевка микросхемы LM317:
По транзисторам в пластиковом и металлическом корпусах - КТ819 - характеристики и цоколевка.
все проверено много раз. микросхема правильно подключена транзистор тоже. еще и менял микросхему, транзисторы. ничего не помогает даже не знаю что еще можно сделать.
Благодарю #root за смешанную внутреннюю схему микросхемы: везде искал, но безуспешно. У 12-й КРЕНки она будет аналогичной.
Насчет внутренней схемы LM317: как заменить источник тока: наверняка двумя (или более) кремниевыми диодами? Можно ли заменить транзисторы на внутренней схеме на один составной марки, скажем, КТ827ВМ? Чем заменить операционный усилитель? Как построить защиту по току? - И пока писал вопросы, сразу нашёлся ответ: использовать полевой транзистор.
Александр, ниже приведена принципиальная схема кристалла микросхемы LM117, LM317-N из даташита (сайт ti.com - Texas Instruments):
Спасибо: очень напоминает схему КР142ЕН из [1, Терещук Р.М. и др. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справ. радиолюбителя/Р.М. Терещук, К.М. Терещук, С.А. Седов. - 4-е изд., стер.-Киев: Наук.думка,1989.-800 с.-С.342,рисунок V.12,описание С.: 331-340,таблица V.5]. Но там нет номиналов.
Можно ли в схеме применить транзисторы кт827а?
Пользователю #Игорь: Наверняка это возможно, правда, после операционника (см. пост #8) в цепь базы перед схемой защиты нужно, вероятно, включить гасящий резистор, номинал которого зависит от питающего напряжения: главное, чтобы на базе относительно эмиттера было не более пяти вольт. Узел токовой защиты Current Protection, вероятно, можно заменить на стабилитрон КС147А.
Здравствуйте,первый раз собираю блок питания-нашёл в гараже старый трансформатор.Пробую сделать по этой схеме.Подскажите пожалуйста какая ножка переменного резистора куда идет.
1. Мне нужно на выходе получить не 12 а 15 в. Могу ли я получить его (не меняя номиналов резисторов) подав на вход 16-18 вольт. 2. Можно ли транзисторы КТ819Б заменить на транзисторы J13009 (не меняя номиналов резисторов) по параметрам они похожи на КТ819 (Iк - 12а, Uэб - 9 в., Uкэ-400в.) Пожалуйста кто может ответ те. Замену хочу сделать исходя из наличия деталей.
Здравствуйте, Владимир. 1 - да, сопротивление переменного резистора R2 желательно немного увеличить, например 6,8К. 2 - соберите схему навесным монтажом с одним J13009, убедитесь что она работает, а тогда приступайте к сборке конструкции целиком с нужным количеством транзисторов на выходе.
root - огромное спасибо за подробный и оперативный ответ.
Уважаемый root подскажи пожалуйста ещё.- 1. Если пульсация на выходе мне не критична ( схема используется для зарядки мощного AGM аккумулятора) могу ли я исключить из схемы электролиты (после моста и на выходе) не повлияет ли это на работу LM317. 2. Как я понимаю если их можно исключить. то напряжение на входе надо увеличить примерно на 30-40% -верно ли это?
Желательно не исключать эти конденсаторы. На выходе можно оставить емкость 10-100мкФ, а после диодного моста не меньше 1000мкФ.
Здравствуйте. Собрал блок питания по подобной схеме на LM317 и одном КТ819Г. Схема заявляется как имеющая встроенную защиту от короткого замыкания. Схема работает,но при проверке на короткое замыкание силовой транзистор КТ819Г моментально сгорел. Подскажите пожалуйста, в чем может быть проблема?Бракованная LM? Заранее благодарен.
Андрей читайте внимательно выше пост #6 root писал: в этой схеме нет защиты от КЗ и советовал ставить на выходе предохранитель. Как я понимаю защита есть в микросхеме LM которая я думаю осталась цела.
Подскажите еще такой момент. В другой, но очень похожей схеме, вот она:
обратно параллельно цепи коллектор-эмиттер силового КТ819Г добавлен диод 1N5400. Каково его назначение, и насколько он необходим? Заранее благодарен за ответ.
В схемах интегральных стабилизаторов между выводами Вход и Выход ставят дополнительный диод, он нужен для защиты микросхемы от повреждения, в случае если напряжение на выходе схемы стабилизатора превысит напряжение на ее входе.
Такая разница напряжений может возникнуть в случаях:
На сайте есть небольшая статья на эту тему: Защитный диод в схеме стабилизатора
В приведенной вами схеме и схеме на рис.1 такой диод не нужен, выход микросхемы не подключен напрямую к выходу стабилизатора.
... В любом случае, сеть рассчитана на достаточно большой ток потребления и может питать не только осветительные приборы, но и паяльники, рассчитанные на напряжение 12V. - Это мне напомнило про мой низковольтный паяльник ЭПСН-40-40. В данном случае что надо делать? - Перематывать ?
Подскажите пожалуйста как в этом стабилизатор подключить транзисторы р-н-р например кт818, зараннее благодарен.
Здравствуйте.
Если вам достаточно тока 3-5А то можете собрать схему из публикации: Мощный блок питания на микросхеме LM317 и транзисторе КТ818 (2-30V)
В ней для умощнения LM317 применяется транзистор P-N-P структуры.
Т.e. если данную схему использовать для зарядки АКБ диод между К и Э все же нужен ( хочу умощнить двумя КТ 819 - значит по диоду на транзистор ?
Какой не сложной схемой защиты можно обезопасить транзисторы КТ 819 ( ток до 10А) ?
Спасибо!
Привет. Схема рабочая. Только транзисторы сильно греются. Уже при токе 1,75А температура поднимается выше 80 грС, это при том, что они установлены на радиаторе площадью около 80 см2, по справочнику рабочий ток КТ819Г составлает 10А. А вот ЛМ - ка почти не греется. Где я не дорабатываю? Может еще парочку транзюков воткнуть?
Здравствуйте.
Тут приведена схема линейного стабилизатора напряжения. Чем больше ток на его выходе, а также разница между входным и выходным напряжениями - тем больше тепловой мощности будет рассеяно на выходных транзисторах.
Например: после выпрямителя имеем 20В, а на выходе стабилизатора 12В куда подключена нагрузка с током потребления 2А. На транзисторах будет падать напряжение 8В (20В-12В), а при токе 2А рассеиваемая мощность = 16Вт (8В*2А).
В вашем случае, попробуйте установить вентилятор.
У меня есть трансформатор ТП-125-12 (19,5 Вт 220В 16В 1,22А ) могу ли я его применить в данной схеме и нужны ли какие-нибудь изменения?
Здравствуйте.
Трпансформатор ТП-125-12 - маломощный, всего 20Вт, большой ток на выходе не получить. В этой схеме применить можно, но смысла в этом нет - достаточно схемы стабилизатора на микросхеме LM317, установленной на радиатор без дополнительных транзисторов, ток на выходе будет до 1,5А.
На выходе трансформатора 16В переменного напряжения, после выпрямителя и конденсаторов получится приблизительно +22В. С увеличением нагрузки напряжение будет проседать, получится регулируемый блок питания от 1,25В до 19-20В.
Спасибо за консультацию.
Добрый день!
Повторил полностью вашу схему. Выпрямитель - транс 300 Вт, 2Х20 000 мкФ, на выходе выпрямленное 22 В.
Возникла непонятка: на х.х. устанавливаю выходное напряжение (допустим, 12 В). Подключаю резистивную нагрузку. Ток нагрузки, допустим, 5 А. Напряжение на выходе стабилизатора падает до 11.09 В (почти на 1 В). На выходе выпрямителя - 19.8 В (т.е. выпрямитель "держит"). Измеряю напряжение на выходе LM (= на базе транзисторов) - 12 В!
Повышаю нагрузку до 10 А. На выходе стабилизатора - 10.2 В вместо установленных 12 В! На выходе выпрямителя - 18.4 В (т.е. к выпрямителю вопросов нет).
Возникает падение напряжения на транзисторах, зависящее от тока нагрузки. В чём причина? Почему эту проблему не указывают те, кто повторял эту схему - или это только у меня так или кто ещё с этим столкнулся?
Заранее благодарю за разъяснение :) !
Добрый день!
Это очень простая схема и в ней нет цепочки обратной связи для поддержания точно заданного напряжения на выходе. Микросхема LM317 управляет выходными транзисторами, у каждого из которых в открытом состоянии между переходами есть некоторое сопротивление.
При большем токе часть напряжения теряется на переходах транзисторов, а также на выравнивающих резисторах, которые были добавлены в схему позже.
Чтобы уменьшить общее падение напряжения на выходе можно добавить дополнительные пары транзистор + резистор.
Еще можете попробовать уменьшить сопротивление резисторов которые 0,1 Ом, в оригинальной схеме автора он вообще их не устанавливал.
Резисторы нужны для равномерного распределения выходного тока через транзисторы. Это позволит не перегрузить какой-то из транзисторов, заводские параметры которого немного отличаются от остальных.
P.S. вернули в статью оригинальную схему автора без резисторов на 0,1 Ом, измененную схему привели в виде дополнения.
Добрый день!
Большое спасибо за разъяснение!
У меня было такое же мнение, как и у вас. Но меня смутило, что никто не обращал внимания на указанные мной вопросы. Поэтому и решил уточнить у вас.
Ещё раз благодарю :) !
Повторил вашу схему. Все работает, но при выходном напряжении 1,5 - 2 вольта, при мощной нагрузке (галогенка) очень сильно греется первый транзистор после ЛМ317, остальные чуть теплые. Менял транзистор - ничего не меняется Транзисторы на радиаторе от процесора компа. Напряжение регулируется от 5 до 12.5 вольт. Поставил резистор с емитеров на 1-ю ногу ЛМ 330 ом, напряжение стало регулироваться от 0,7 вольта до 20! Но первый транзистор все равно греется сильнее других После моста напруга 22 вольта! Что не правильно делаю? Спасибо!
Здравствуйте.
Все выходные транзисторы включены параллельно и по задумке должны распределять на себе выходной ток на равные части. Но найти три идеально одинаковых по параметрам транзистора очень сложно, поэтому может быть как в вашем случае - один из транзисторов берет на себя больше нагрузки чем остальные.
Попробуйте подбирать те транзисторы, которые греются меньше всего. Нагрузив блок питания и включив в разрыв коллектора или эмиттера транзистора амперметр вы сможете узнать какую часть тока пропускает через себя этот транзистор по сравнению с другими.
Для равномерного распределения тока можно подключить выравнивающие резисторы, как на Рис. 2. Но в таком случае при большом токе выходное напряжение будет немного проседать.
При входном напряжении 22В и выходном 12В на транзисторах будет падать 22В-12В=10В. Если нагрузка будет потреблять ток 5А, то на транзисторах будет выделяться 10В*5А=50Вт тепла!
Чтобы уменьшить потери можно использовать трансформатор с несколькими вторичными обмотками, например: 10В, 17В, 22В. Переключая эти обмотки можно будет менять входное напряжение для стабилизатора и тем самым подстроить его под нужное напряжение на выходе, для уменьшения потерь на транзисторах.
Вот поэтому КПД такого линейного стабилизатора при его простоте и универсальности невысокий.
Добрый день, мне нужно напряжение на выходе 15.....25В, возможно ли такое? Вроде LM317 может
стабилизировать до 30В. Что при этом нужно изменить в схеме? Спасибо
Добрый день. Для получения на выходе регулируемого напряжения от 1,25В (1,3В) до 25В нужно чтобы переменное напряжение на вторичной обмотке трансформатора, подаваемое на диодный мост VD1, было в пределах ~24В. Электролитический конденсатор С1 поднимет его приблизительно в 1,4 раза и на входе стабилизатора получится с хорошим запасом +33В.