O LM317 é um regulador de tensão linear ajustável desenvolvido por Robert C. Dobkin em 1976. O circuito integrado é capaz de fornecer mais de 1,5 Amperes e tem um range de tensão entre 1,25 e 37 Volts. Além de regulador de tensão pode ser facilmente adaptado a fim de se transformar em uma fonte constante de corrente sendo bastante versátil e eficiente, dessa forma sendo empregado em uma grande gama de projetos.
Datasheet do LM317: http://www.ti.com/lit/ds/slvs044x/slvs044x.pdf
Lista de Materiais
| 6 | Diodo | 1N4007 |
| 1 | Capacitor | 10uF |
| 1 | Capacitor | 1uF |
| 2 | Capacitor | 0,1uF |
| 1 | Capacitor | 2200uF |
| 1 | Circuito Integrado | LM317 |
| 1 | Resistor | 1KΩ |
| 1 | Resistor | 220Ω |
| 1 | Potenciômetro | 5KΩ |
| 1 | Transformador | 110/24 2A |
| 2 | Conector | KRE (2) |
| 1 | Fusível | 250V/1A |
| 1 | Led | 2,5mm |
Mãos a Obra
Como ponto de partida a fonte foi baseada em um exemplo encontrado no próprio datasheet do fabricante o qual leva em consideração um capacitor de ajuste (Cadj) a fim de ter uma melhor rejeição do ripple. Entretanto alguns componentes foram acrescentados e outros adaptados de acordo com as especificações do projeto.
- Resistores R1 e R2
Esses resistores são os responsáveis pela tensão de referência do lm317, e podem ser calculados pela seguinte fórmula:
No datasheet o circuito conta com um valor já pré-determinado para R1, porém como optou-se pela utilização de um potenciômetro de 5K Ohm para R2, o projeto foi adaptado e seu valor alterado para 330 Ohm, o que limita a saída de tensão da fonte em 20 Volts.
- Cadj (C2)
O capacitor Cadj é opcional, porém segundo o datasheet o mesmo auxilia no controle do ripple e portanto é extremamente aconselhável que seja colocado no projeto. Seu valor de 10uF foi obtido através do datasheet do componente.
- Led de Sinalização
Sobre o led temos uma tensão de aproximadamente 30 Volts, logo considerando que seja um led de alto brilho com corrente de trabalho de aproximadamente 30mA, temos segundo a lei de ohm que a sua resistência será de 1K Ohm.
Cálculos
Abaixo segue a lista com as fórmulas que foram utilizadas na parametrização do projeto:
Com tais fórmulas podemos então calcular todos os principais parâmetros da fonte, como tensão de saída, ripple e tensão média:
Software CAD
O esquemático foi desenvolvido no Multisim versão 13.0. A sua escolha se deve ao fato de contar com um excelente ambiente de simulações, o que resulta em uma maior qualidade e confiabilidade do projeto.
Link para Download: https://www.ni.com/pt-br/support/downloads/software-products/download.multisim.html#312060
Esquemático
Fonte-Ajustável-com-LM317Simulações
Inicialmente temos a simulação e análise da tensão de entrada antes de ser retificada. Como podemos ver temos uma tensão média de aproximadamente 20 Volts.
Após ser retificada, devido ao capacitor de filtro de 2200uF, temos que a tensão média aumenta para algo próximo dos 31 volts, o que é perfeitamente coerente com os cálculos que foram realizados previamente.
Também podemos observar que a frequência está com o dobro do valor da entrada, devido a etapa de retificação em onda completa.
Após ser retificada, devido ao capacitor de filtro de 2200uF, temos que a tensão média aumenta para algo próximo dos 31 volts, o que é perfeitamente coerente com os cálculos que foram realizados previamente.
Observe que a frequência está com o dobro do valor da entrada, devido a etapa de retificação em onda completa.
Por fim, na última etapa após passar pelo LM317 podemos conferir a tensão máxima que a fonte pode chegar, e assim como no caso anterior este valor confere com os cálculos realizados na escolha dos resistores R1 e R2.
A próxima simulação se refere ao processo de filtragem e controle do ripple, para isso fizemos uso da ferramenta osciloscópio disponível no Multisim.
Síntese Final
Softwares de análise e simulação são essenciais para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos. Fontes de tensão por sua vez formam a base do conhecimento de todo estudante de eletrônica, e devem ser bem entendidas pois todo e qualquer projeto irá necessitar de uma.
Logo este projeto teve como objetivo a construção de uma fonte ajustável com o LM317, porém antes de sua construção física foram realizadas simulações e testes que busquem pré validar os cálculos que foram realizados e os resultados esperados.
Como pode se observar, A simulação aproximou-se perfeitamente dos cálculos que foram realizados e posteriormente com a fonte já construída esses dados foram validados.
