Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Berätta om dina pågående projekt.
husmusen
Inlägg: 6
Blev medlem: 28 juni 2014, 10:55:29

Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av husmusen »

Hej!

Jag håller på att bygga ett litet mini "labb"-nätagg med en LM317 och en analog ampmätare och har lite funderingar och frågor. Målet är ett alternativ till de små kit som man pluggar direkt i kopplingsdäcket med 3,3V/5V och som dessutom ger ett hum om hur mycket ström mina kretsar drar. Som ni kanske förstår är någorlunda grön på detta område.

Det jag främst undrar är om mitt val av kondensatorer och hur amp-mätaren påverkar kretsen. Jag hade den först direkt efter voltregulatorn men då verkade spänningen variera stort med belastningen så nu sitter den istället efter "lasten", dvs efter GND kontakten och det verkar fungera bättre.

Som sagt skulle jag vara mycket tacksam om någon ville ge sina synpunkter!
circuit.jpg
ampmeter.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26635
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av Icecap »

Om du har A-metret sittande mellan LM317 utgången och R1 lär spänningstapet kompenseras automatisk.

Sedan är din omkoppling mellan 5V och 3,3V farlig. Orsak: när det växlas finns det en kort tid där ingen av spänningsdelarna har anslutning till GND. Därmed finns det inget som "stoppar" LM317 från att dra på fullt vilket ger en spänningstopp vid växling.

Man gör sånt vid att ha ett fast (ej växlingsbart) motstånd för ena spänningen (3,3V) och man kan sedan växla in ytterligare ett motstånd parallellt med brytaren för 5V.

Sedan kan man ta en snack om huruvida en LM317 är bäst för detta, med 9V drivning får jag en känsla av att det rör sig om batteri och då kanske det finns en likvärd regulator med lägre tomgångsström? Kanske en LDO?
husmusen
Inlägg: 6
Blev medlem: 28 juni 2014, 10:55:29

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av husmusen »

Tack för ditt svar!

Jag ska prova att sätta mätaren direkt på utgången på regulatorn, före R1. När jag prövade tidigare så hade jag den nog innan 3,3/5V "utgången".

Att jag tog en lm317 var för att jag hade ett par hemma och det ska köras på 9V väggvårta. Att det inte blir något mästerverk i effektivitet är ok för min del men skulle du säga att det anmärkningsvärt dåligt? Som man kan gissa tänker jag att den ska leverera absolut max 500mA vilket jag får till (9,2V - 3,3V) * 0,5A = 2,95W bortslösad energi i ett "worst case"-scenario. (Jag antar att man inte bör försöka driva 500mA genom en PTC på 500mA och jag tror inte heller att jag kommer att ha behov av att dra så mycket)

Jag övervägde faktiskt att sätta R2 pottarna med den ena parallellt med en brytare som du beskriver men eftersom den då skulle påverkas av den första tänkte jag att det var trevligare att göra så här. Vid "mellanläget" i brytaren så har den en spänning på 8-någonting volt vill jag minnas men å andra sidan har jag ju brutit kretsen så jag tänkte att det inte var någon fara. Är det kondingarna som då laddas upp och sen ger en spik vid kontakt med brytaren eller är det regulatorn som behöver lite tid på sig vid tillslaget? (Eller något annat som jag inte har en aning om?)

Kondensatorerna är ju enligt databladet (tror jag, se nedan) förutom den på 100uF som jag tidigare alltid haft när jag använt 7805or på mina brödbord enligt SparkFuns nybörjarguide, jag tänker att den behövs väl även här? Ett grovfilter så att säga?

I databladet står det:
Although the LM317 is stable with no output capacitance, like any feedback circuit, certain values of external capacitance can cause excessive ringing. An output capacitance (CO) in the form of a 1.0 uF tantalum or 25 uF aluminum electrolytic capacitor on the output swamps this effect and insures stability.
Varför är det så stor skillnad beroende på typ? Jag har satt in en 1,0uF keramisk.

Sen undrar jag också om dioderna (D1,D2) är helt onödiga? Så här står det i databladet:
When external capacitors are used with any IC regulator it is sometimes necessary to add protection diodes to prevent the capacitors from discharging through low current points into the regulator.
Figure 18 shows the LM317 with the recommended protection diodes for output voltages in excess of 25 V or high capacitance values (CO > 25 uF, CAdj > 10 uF). Diode D1 prevents CO from discharging thru the IC during an input short circuit. Diode D2 protects against capacitor CAdj discharging through the IC during an output short circuit. The combination of diodes D1 and D2 prevents CAdj from discharging through the IC during an input short circuit.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26635
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av Icecap »

D1 bör finnas - men bör vara en Schottky-version om möjligt. Den gör att backspänning inte eldar upp regulatorn.

C3 är av ondo och ska tas bort, den sänker reguleringsresponsen. Möjligen kan man ha en 100nF - om någon alls.
Därmed faller behovet av D2 bort.
limpan4all
Inlägg: 8445
Blev medlem: 15 april 2006, 18:57:29
Ort: Typ Nyköping

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av limpan4all »

Med 1uF som "last" så kan du ta bort D1 också det klarar en LM317 utan problem. Och med 100uF på ingången så är det omöjligt att LM317 utgången har en högre potential än ingången i din applikation.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26635
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av Icecap »

D1 behövs inte med de kapaciteter som anges - men om det skulle hända att det sker en baklänges matning kommer D1 att rädda LM317! Alltså är det en komponent som aldrig behövs - men OM den behövs kommer den att rädda regulatorn.

Och då priset är så lågt är den värd pengarna och platsen.
husmusen
Inlägg: 6
Blev medlem: 28 juni 2014, 10:55:29

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av husmusen »

Jag tackar och bockar för er hjälp!

Provade att sätta mätaren direkt innan R1 men fick fortfarande ett drop i spänningen på ca 0,1V när jag kopplade in en radda lysdioder som drog ca 70mah. Sätter jag den i "slutet" av kretsen verkar dock spänning stabil.

Min plan var ju att ha olika uttag för 3,3V och 5V så att man inte skulle kunna råka slå på 5V till en 3,3V krets, men vad jag kan se så går det inte om man ska parallellkoppla de två trimpottarna (R2) med en brytare till ena. Det går väl inte heller att peta in ett extra motstånd parallellt som ger en lägre spänning när man är i mellanlägget på switchen eftersom det då måste ha lägre resistans och således kommer kommer strömmen alltid gå genom det?

Har nu några alternativ att välja på:

1. Sätta spänningsomkopplaren svåråtkomligt på baksidan så man inte råkar slå på 5V till något som bara tål 3,3.

2. Skita i att två "förvalda" spänningar och bara ha en trimpot för att ändra spänningen.

3. Ha två separata LM317 och få två individuella uttag, men skulle det då gå att koppla in mätaren på båda med en switch för vilken man vill mäta?

Det lutar nog lite åt alternativ två för enkelhetens skull. Jag kommer säkert ändå bygga något mer avancerat inom en snar framtid.

Nu ska jag ta och rita om kretsen och återkommer.

EDIT/PS:
Angående D1 så har jag inga schottkydioder hemma men ska införskaffa några, är detta ett lämpligt val:
UF4007 DO-41 1000V 1A ultra-fast
http://www.electrokit.com/uf4007-do41-1 ... fast.45672
Användarvisningsbild
Andy
Inlägg: 5893
Blev medlem: 26 september 2004, 18:24:52
Ort: Södern

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av Andy »

Du ska kanske ha en tydlig spänningsindikering så att det syns tydligt vilken spännings som valts.
Eller 2 regulatorer så att båda spänningarna finns tillgängliga simultant vilket dessutom är ganska användbart.
Ta inte bort D2 den kostar så lite, UF4007 som du länkar till fungerar utmärkt till D1 & D2.
husmusen
Inlägg: 6
Blev medlem: 28 juni 2014, 10:55:29

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av husmusen »

Jag tänkte ju ha ett par vippströmbrytare på fronten, en av/på och en 3,3/5V. Min oro var mer at man skulle slå till den av misstag, dumt med vippar då kanske :doh: men jag tycker ju att de är så snygga..

Att ha två reggar är ju ett alternativ som sagt, men hur skulle man kunna koppla in ampmätaren så att man med en brytare kan välja vilken av reggarna man vill mäta på? Utan att det blir allt för krångligt dessutom.
Användarvisningsbild
Andy
Inlägg: 5893
Blev medlem: 26 september 2004, 18:24:52
Ort: Södern

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av Andy »

Koppla mA metern på negativ som är gemensam för båda utgångarna.
husmusen
Inlägg: 6
Blev medlem: 28 juni 2014, 10:55:29

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av husmusen »

Varning för känsliga läsare!
Bilderna nedan innehåller lödningar som kan vara stötande.

Om man kopplar in mätaren efter både 5V och 3,3V får man summan av de bådas ström antar jag. Då kan man väl iofs ha en switch för varje där man väljer om den ska gå genom mätaren eller ej. Tål att tänkas på!

Nu vart jag dock lite otålig igår kväll och lödde ihop följande krets:
circuit2.jpg
Kontakterna går till på/av, belysning, amp-mätaren och +V/GND utgången
board2.jpg
Ser för jävligt ut, jag vet...
soldering.jpg
Jag kommer dock göra frontpanelen med två uttag iaf så kan jag trycka in ett nytt kort om jag skulle vilja. Nånting sånt här tänkte jag mig från början:
frontpanel.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26635
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av Icecap »

Hur du än löser det slutgiltigt vill jag kraftigt rekommendera att GND är direktkopplad mellan de två spänningar!

Som det är kopplat just nu kommer instrumentet att även visa regulatorns egenström. Det kan mycket väl vara att det inte är ett problem - men nu vet du att det är så.

Sedan anser jag att du måste ha kopplat fel om ut-spänningen ändrade sig då du hade A-metret mellan LM317 och R1, det kan inte vara möjligt helt enkelt! Kopplat där kommer det också att visa reglerslingans strömförbrukning (genom R1 & R2) men inte strömmen som LM317 förbrukar.

Men annars ser det ganska OK ut.
ghu
Inlägg: 701
Blev medlem: 6 juni 2010, 14:28:18

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av ghu »

Icecap skrev: Sedan anser jag att du måste ha kopplat fel om ut-spänningen ändrade sig då du hade A-metret mellan LM317 och R1, det kan inte vara möjligt helt enkelt!
Jag tror du har missuppfattat hur LM317 fungerar.
Funktionen hos LM317 är att kretsen försöker hålla spänningen mellan pinnarna Vout och ADJ till ca 1.25V.
Om man då inför en resistans mellan pinne Vout och R1 så kommer det att få till följd att utspänningen sjunker mycket mer då man tar ut ström än om samma resistans införs efter R1. Se texten nedan som är från Texas datablad:

Load Regulation
The LM117 is capable of providing extremely good load regulation but a few precautions are needed to obtain
maximum performance. The current set resistor connected between the adjustment terminal and the output
terminal (usually 240Ω) should be tied directly to the output (case) of the regulator rather than near the load. This
eliminates line drops from appearing effectively in series with the reference and degrading regulation. For
example, a 15V regulator with 0.05Ω resistance between the regulator and load will have a load regulation due to
line resistance of 0.05Ω × IL. If the set resistor is connected near the load the effective line resistance will be
0.05Ω (1 + R2/R1) or in this case, 11.5 times worse.


Eftersom LM317:s försöker hålla spänningen mellan pinnarna Vout och ADJ till ca 1.25V kommer inte heller en kondensator mellan ADJ och jord att göra regleringen slöare, snarare tvärtom. Man kan tänka så här:
Antag att kapacitansen är så stor att potentialen på ADJ är i princip konstant. Om nu utspänningen sjunker på grund av ökat strömuttag så kommer hela spänningssänkningen att hamna mellan Vout och ADJ och LM317 ökar utspänningen tills spänningen mellan Vout och ADJ åter blir 1.25V. Utan kondensator kommer inte hela spänningssänkningen att hamna mellan Vout och ADJ vilket gör att regleringen blir något slöare.

OBS. R1 bör väljas till 120 ohm då man använder LM317 eftersom min utström enligt databladet är 10mA worst case.
För LM117 är min utström 5mA worst case vilket gör att R1=240 ohm är lämpligt.
husmusen
Inlägg: 6
Blev medlem: 28 juni 2014, 10:55:29

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av husmusen »

Jag har läst 120ohm på ett annat ställe faktiskt men i databladet och på så många andra ställen står det ju 240ohm så jag gick på det, men då kan jag bara sätta en till 240 parallellt antar jag. De är de enda 1% motstånden jag har nämligen, inköpta till detta projekt. Om jag sedan stoppar in 50ohm till i serie med trimpotten (1k) får jag en utspänning mellan 1,77 och 12,19 volt. Inte för att jag vet vad jag ska med 12V till men så kan man ju inte tänka (Hur skulle man då motivera allt skräp man samlar på sig "i fall att det skulle komma till nytta" :wink: )

Då stoppar jag in Cadj och D2 också, lämnade faktiskt lite plats för dem på kortet. Är en 10uF elektrolyt eller 1uF keramisk bäst? Jag har även ett par röda fykantiga i plast på 1uF, vet inte vad de är för sort.

Dags att böja karva på chassit nu.
opampen
Inlägg: 1829
Blev medlem: 16 november 2013, 18:59:54
Ort: Stockholm

Re: Mini "Labbaggregat" med LM317 (Önskar kommentarer)

Inlägg av opampen »

Du har ett fint exempel på ett symmetriskt labbaggregat med den negativa motsvarigheten LM337. Du kan titta på sidan 6 i PDF filen. Koppla LM317 enligt schemat så kommer det att fungera kanon. Finns även exempel på hur du kan bygga ut den för högre strömmar mm. "Adjustable Lab Voltage Regulator" s.6.

https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/asse ... data_e.pdf

Du kan använda en tantalelektrolyt på 10µF. Eller en polypropylen. T.ex. denna:
https://www.elfa.se/elfa3~se_sv/elfa/in ... &toc=18929
Skriv svar