Trong bài viết này, Điện Tử Việt sẽ hướng dẫn các bạn thi công một mạch nguồn điều chỉnh điện áp đơn giản bằng cách sử dụng IC LM317. Mạch này có sẵn một bộ chỉnh lưu cầu, vì vậy chúng có thể cấp trực tiếp nguồn AC 220V ở đầu vào của mạch LM317.

Xem thêm bài viết: Mạch nguồn ổn áp một chiều điện áp ra cố định 5V và 12V

Giới thiệu IC LM317

LM317 là một IC ổn áp dương điều chỉnh được điện áp ra, có khả năng cung cấp dòng điện lớn hơn 1,5A trên dải điện áp ra từ 1,25V đến 37V. Nếu IC họ 78xx có ưu điểm là dễ lắp ráp và thiết kế mạch thì IC LM317 lại có ưu điểm là có thể điều chỉnh điện áp ra nhờ các điện trở mắc bên ngoài mạch.

IC LM317 bao gồm các chức năng: hạn chế dòng điện ngắn mạch bên trong, bảo vệ quá tải nhiệt, và bảo vệ khu vực hoạt động an toàn. Bảo vệ quá tải vẫn hoạt động ngay cả khi chân Adj bị ngắt kết nối. Ngoài các tính năng đã nêu, số lượng linh kiên cần thiết để thiết lập điện áp ngõ ra rất ít. Vì vậy, IC điều chỉnh điện áp LM317 rất dễ sử dụng và lắp ráp trong mạch.

Xem datasheet của IC LM317 tại đây.

Sơ đồ chân của IC LM317

Như bạn có thể thấy từ sơ đồ chân của LM317 trong hình trên, IC này có 3 chân. Bảng bên dưới mô tả chức năng 3 chân của IC:

Chân điện áp vào nhận điện áp cung cấp tối đa 40VDC và chân đầu ra cung cấp điện áp đầu ra được điều chỉnh trong phạm vi từ 1,25V đến 37V. 

Chân điều chỉnh (Adjust) được kết nối với một bộ chia điện trở sử dụng hai điện trở bên ngoài, R1 và R2 (xem hình bên dưới), để đặt điện áp đầu ra mong muốn.

Làm thế nào để điều chỉnh điện áp ra của bộ điều chỉnh điện áp LM317?

LM317 rất dễ sử dụng và chúng ta có thể thay đổi điện áp ngõ ra bằng cách bố trí bộ chia điện áp đơn giản bao gồm hai điện trở R1 và R2, như thể hiện trong sơ đồ mạch LM317 bên trên.

Công thức tính điện áp đầu ra của LM317 là:

Trong đó:

• V_ref – chênh lệch điện áp giữa chân ra và chân điều chỉnh của LM317. Điện áp này có giá trị không đổi là 1,25 V.
• I_Adj – dòng điện chạy qua chân Adj. Giá trị điển hình của I_Adj là 50μA và có thể bỏ qua khi tính toán.

Do đó, chúng ta có thể viết dạng đơn giản cho phương trình trên bằng cách sử dụng công thức phân áp:

Công thức trên cho thấy, để mạch có thể cung cấp điện áp ở ngõ ra từ 1,25 V đến 37 V, chúng ta sẽ chọn các điện trở có giá trị thích hợp.

Ví dụ, với R1 = 240 Ω và R2 = 1200 Ω. Nhập các giá trị của R1 và R2 vào công thức tính Vout ở trên thì được giá trị điện áp ra là 7,5V.

Các thông số của LM317 

• Điện áp vào V_in ≤ 40V
• Dòng điện đầu ra tối đa là 1,5A.
• Công suất tiêu thụ lớn nhất là 15W.
• Điện áp ra có thể thay đổi trong khoảng từ 1,25V đến 37V
• Điện áp vào phải lớn hơn điện áp ra là 3V.

LM317 được sử dụng để làm gì?

LM317 thường được sử dụng như:

• Một bộ ổn định điện áp trong các thiết bị điện tử để cung cấp điện áp đầu ra ổn định.
• Một bộ ổn định dòng điện chính xác để cung cấp dòng điện không đổi.
• Trong thiết kế mạch sạc ắc quy và bộ nguồn điều chỉnh được.

Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn điều chỉnh điện áp dùng LM317

Mạch nguồn điều chỉnh điện áp này rất đơn giản. Đầu tiên, máy biến áp giảm áp giảm điện áp xoay chiều từ 220V xuống 24 VAC. Sau đó mạch cầu chỉnh lưu biến đổi điện áp xoay chiều 24 VAC sang điện áp một chiều. Các tụ C1 và C2 được sử dụng để làm phẳng dạng sóng điện áp ở ngõ ra của mạch chỉnh lưu và tiếp tục đưa vào chân V_in của IC điều chỉnh điện áp LM317. Chân điều chỉnh của ID được được kết nối với điện trở và được kết nối với chân V_out của IC.

Tại ngõ ra của mạch nguồn, Các tụ C3 và C4 để lọc điện áp ở ngõ ra nhận được từ chân V_out.

Điện áp ngõ ra của mạch nguồn có thể được điều chỉnh bằng cách xoay biến trở.

LED đơn được sử dụng để cho biết trạng thái hoạt động của mạch nguồn. Khi LED sáng cho biết có điện áp ra, mạch nguồn hoạt động bình thường và ngược lại.

Mạch in

Mạch 3D