Elektriahelate projekteerimisel on sageli vaja kasutada väikese või keskmise võimsusega pingeregulaatoreid (kuni 1,5 A) või võrdluspingeallikatest. On mugav, kui selline sõlm on saadaval integreeritud disainina, ühe kiibi kujul. Stabilisaatorite seeriat hõlmab 9 alalisvoolu pingevahemikku 5 kuni 24 V 78XX. LM317 töö nišš on kõrgemad pinged (kuni 37 V) ja allpool (kuni 1,2 V) sellest vahemikust, pinge vaheväärtused, reguleeritud stabilisaatorid.
Sisu
Mis on LM317 mikroskeem
See on lineaarne pingeregulaator, mille väljundväärtust saab teatud piirides seada või käigu pealt reguleerida. Saadaval mitmes kolme tihvtiga pakendis. Kõigi variantide väljundpinge vahemik on sama, kuid maksimaalne vool võib varieeruda.
| Määramine | Maksimaalne vool, A | Juhtum |
|---|---|---|
| LM317T | 1,5 | TO-220 |
| LM317LZ | 0,1 | TO-92 |
| LM317P | 1,5 | ISOWAT-220 |
| LM317D2T | 1,5 | D2PAK |
| LM317K | 0,1 | TO-3 |
| LM317LD | 1,5 | SO-8 |
Lineaarpingeregulaatori LM317 põhispetsifikatsioonid
Pingeregulaatori LM317 andmelehed sisaldavad täielikku tehnilist teavet, mida saab lugeda andmelehte uurides. Järgnevalt on toodud parameetrid, mille mittejärgimine on kõige kriitilisem ja vale kasutamise korral võib mikroskeem ebaõnnestuda. Esiteks on see maksimaalne töövool. See on esitatud eelmises jaotises erinevate versioonide jaoks. Olgu lisatud, et maksimaalse 1,5 A voolu saamiseks tuleb mikroskeem paigaldada jahutusradiaatorile.
Maksimaalne pinge LM317-põhise regulaatori väljundis võib olla kuni 40 V. Kui sellest ei piisa, peate valima regulaatori kõrgepinge analoogi.
Minimaalne väljundpinge on 1,25 V. Sellise vooluahela konstruktsiooniga saate vähem, kuid ülekoormuskaitse rakendub. See ei ole hea valik – selline kaitse peaks töötama ülevoolu eest, nagu see töötab ka teistes integreeritud regulaatorites. Seega ei ole praktikas võimalik saada regulaatorit, mis töötaks nullist, kui Adjust pin on negatiivne nihe.
Minimaalne sisendpinge väärtus ei ole andmelehel toodud, kuid selle saab määrata järgmiste kaalutluste põhjal:
- Minimaalne väljundpinge on 1,25 V;
- minimaalne pingelang Uoutput=37V puhul on kolm volti, on loogiline eeldada, et minimaalse väljundi puhul ei tohiks see olla väiksem;
Nende kahe eelduse põhjal peaks minimaalse väljundi väärtuse saamiseks sisend olema vähemalt 3,5 V. Ka stabiilseks tööks peaks jagurit läbiv vool olema vähemalt 5 mA – nii et ADJ tihvti parasiitvool ei tekitaks olulist pingenihet (praktikas võib see ulatuda kuni 0,5 mA).
See viitab tuntud tootjate (Texas Instruments jne) klassikaliste andmelehtede teabele.Kagu-Aasia ettevõtete (Tiger Electronics jne) uut tüüpi andmelehtedel on see parameeter määratud, kuid kaudselt, sisend- ja väljundpinge erinevusena. Kõigi pingete puhul peaks see olema vähemalt 3 volti, mis ei ole vastuolus eelneva arutluskäiguga.
Maksimaalne sisendpinge ei tohiks ületada kavandatud väljundpinget rohkem kui 40 V. Seda tuleks arvestada ka vooluahelate kavandamisel.
Tähtis! Toodud parameetreid saab kasutada viitena, kui kiip on valmistatud tuntud tootja poolt. Tundmatute ettevõtete toodetel on tavaliselt madalamad omadused
Pin määramine ja toimimine
Mainiti, et LM317 kuulub lineaarsete stabilisaatorite klassi. See tähendab, et väljundpinget stabiliseerib energia ümberjaotus koormuse ja reguleeriva elemendi vahel.
Transistor ja koormus moodustavad a sisendpingejagur. Kui koormusel seatud pinge väheneb (voolu muutumise jms tõttu), avaneb transistor veidi. Kui see suureneb - see sulgub, jaotussuhe muutub ja koormuse pinge jääb stabiilseks. Selle vooluringi puudused on teada:
- on vajalik, et sisendpinge ületaks väljundpinget;
- Reguleeriv transistor hajutab palju võimsust;
- Tõhusus ei ületa isegi teoreetiliselt suhet Uout/Uin.
Kuid on tõsiseid eeliseid (võrreldes impulssahelatega):
- suhteliselt lihtne ja odav mikroskeem;
- nõuab minimaalset välist torustikku;
- ja peamine eelis on see, et väljundpinge ei sisalda kõrgsageduslikke parasiitkomponente (võimsuse häired on minimaalsed).
Mikrolülituse standardskeem:
- sisendviigule rakendatakse sisendpinget;
- väljundtihvtil - väljundpinge;
- on Ajust - võrdluspinge, millest sõltub väljundpinge.
Takistid R1 ja R2 määravad väljundpinge. See arvutatakse järgmise valemiga:
U out=1,25⋅ (1+R2/R1) +Iadj⋅R2.
Iadj on häälestusväljundi parasiitvool, tootja sõnul võib see olla vahemikus 5 μA. Praktika näitab, et see võib jõuda järgu või kaks kõrgemat väärtust.
Kondensaatori C1 maht võib olla sadu kuni mitu tuhat mikrofaradi. Enamikul juhtudel toimib see alaldi väljundkondensaatorina. See peab olema ühendatud mikroskeemiga kuni 7 cm pikkuste juhtmetega. Kui seda alaldi kondensaatori tingimust ei ole võimalik täita, tuleb sisendklemmi vahetusse lähedusse ühendada umbes 100 µF lisakondensaator. Kondensaatori C3 mahtuvus ei tohiks olla suurem kui 100-200 µF kahel põhjusel:
- Vältimaks stabilisaatori automaatse võnkerežiimi minekut;
- et kõrvaldada toiteallika kasutamisel tekkiv laadimisvool.
Teisel juhul võib ülekoormuskaitse rakenduda.
Ei tohiks unustada, et kui vool läbib takistid, need kuumenevad (see on võimalik ka siis, kui ümbritseva õhu temperatuur tõuseb). Takistid R1 ja R2 muutuvad ja pole mingit garantiid, et need muutuvad proportsionaalselt. Seetõttu võib väljundpinge soojenemisel või jahtumisel muutuda. Kui see on kriitiline, võib kasutada normaliseeritud temperatuuritakistusteguriga takisteid. Neid saab eristada kuue triibu olemasolust korpusel. Kuid sellised elemendid on kallimad ja neid on raskem osta. Teine võimalus oleks kasutada R2 asemel sobiva pinge jaoks stolitronit.
Millised analoogid on olemas
Sarnaseid mikroskeeme on välja töötanud ka teised ettevõtted teistes riikides. Täielikud analoogid on:
- GL317;
- SG317;
- UPC317;
- EKG1900.
Saadaval on ka kõrgemate elektriliste omadustega stabilisaatorid. Suuremad voolud võivad anda:
- LM338 - 5 A;
- LM138 – 5 A
- LM350 – 3 A.
Kui on vaja reguleeritud pingeallikat, mille ülempiir on 60 V, tuleb kasutada stabilisaatoreid LM317HV, LM117HV.Indeks HV tähistab kõrget pinget.
Koduse mikroskeemi täisanaloog on KR142EN12, kuid see on saadaval ainult pakendis TO-220. Seda tuleks trükkplaatide projekteerimisel arvestada.
LM317 regulaatori lülitusahelate näited
Tüüpilised mikrolülituse skeemid on toodud andmelehel. Eespool käsitletakse standardset rakendust - fikseeritud pingeregulaatorit.
Kui R2 asemel on paigaldatud muutuv takisti, saab regulaatori väljundpinget kiiresti reguleerida. Tuleb arvestada, et potentsiomeeter on ahela nõrk koht. Isegi hea kvaliteediga muutuvtakistite korral on liuguri kokkupuutepunktis juhtiva kihiga ühenduse ebastabiilsus. Praktikas toob see kaasa täiendava ebastabiilsuse väljundpinges.
Tootja soovitab kaitseks lisada kaks dioodid D1 ja D2. Esimene diood peaks kaitsma olukorra eest, kus väljundpinge on sisendpingest kõrgem. Praktikas on selline olukord väga haruldane ja võib tekkida ainult siis, kui väljundi poolel on muid pingeallikaid. Tootja märgib, et see diood kaitseb ka sisendi lühise eest - kondensaator C1 tekitab sel juhul vastupidise polaarsusega tühjendusvoolu, mis viib kiibi rikkeni. Kuid kiibi sees paralleelselt selle dioodiga on kett stabiliseerivad dioodid ja takistid, mis töötavad täpselt samamoodi. Seetõttu on selle dioodi vajadus küsitav. Ja D2 kaitseb selles olukorras stabilisaatori sisendit kondensaatori C2 voolu eest.
Kui panna paralleelselt R2 transistor, saab stabilisaatori tööd juhtida. Kui transistori alusele rakendatakse pinget, avaneb see ja šundib R2. Väljundpinget vähendatakse 1,25 V-ni.Siin tuleb jälgida, et sisendpinge ja väljundpinge vahe ei ületaks 40V.
Potentsiomeetri kontakti kahjulikku mõju väljundpinge stabiilsusele saab vähendada, ühendades muutuva takistusega paralleelselt kondensaatori. Sel juhul kaitsediood D1 ei sega.
Kui stabilisaatori väljundvoolust ei piisa, saab seda võimendada välise transistoriga.
Pingeregulaatorist saate vooluregulaatori, lisades sellesse vooluringi LM317. Väljundvool arvutatakse valemiga I=1,25⋅R1. Sarnast lisamist kasutatakse sageli LED-ide draiverina - LED lülitatakse sisse koormusena.
Lõpuks ebatavaline lineaarse stabilisaatori lisamine - sellel põhinev vooluahel luuakse lülitustoiteallikas. Võnkumisele annab positiivse tagasiside C3R6 ahel.
LM317 kiibil on märkimisväärne hulk nõrkusi. Kuid vooluahelate loomise kunst on stabilisaatori eeliste kasutamine, puudustest mööda hiilimine. Tuvastatakse kõik kiibi puudused, antakse näpunäiteid nende neutraliseerimiseks. Seetõttu on LM317 populaarne professionaalsete ja amatöörraadioseadmete loojate seas.
Seotud artiklid:
