विद्युत परिपथों को डिजाइन करते समय अक्सर निम्न या मध्यम शक्ति के वोल्टेज नियामकों का उपयोग करना आवश्यक होता है (1.5 ए . तक) या संदर्भ वोल्टेज स्रोत। यह सुविधाजनक है यदि ऐसा नोड एकल चिप के रूप में एक एकीकृत डिजाइन में उपलब्ध है। 5 से 24 वी तक 9 डीसी वोल्टेज रेटिंग की एक श्रृंखला स्टेबलाइज़र श्रृंखला को कवर करती है 78XX. LM317 ऑपरेशन का आला वोल्टेज अधिक है (37 वी . तक) और नीचे (1.2 वी . तक) इस श्रेणी के, मध्यवर्ती वोल्टेज मान, विनियमित स्टेबलाइजर्स।
अंतर्वस्तु
LM317 माइक्रोक्रेसीट क्या है
यह एक रैखिक वोल्टेज नियामक है, जिसका आउटपुट मान कुछ सीमाओं के भीतर सेट किया जा सकता है या ऑन-द-फ्लाई नियंत्रित किया जा सकता है। कई तीन पिन पैकेज में उपलब्ध है। सभी वेरिएंट की आउटपुट वोल्टेज रेंज समान है, लेकिन अधिकतम करंट अलग-अलग हो सकता है।
| पद | अधिकतम वर्तमान, ए | मामला |
|---|---|---|
| LM317T | 1,5 | को-220 |
| LM317LZ | 0,1 | को-92 |
| LM317P | 1,5 | ISOWAT-220 |
| LM317D2T | 1,5 | D2PAK |
| LM317K | 0,1 | करने के लिए -3 |
| LM317LD | 1,5 | अतः-8 |
LM317 रैखिक वोल्टेज नियामक के बुनियादी विनिर्देश
LM317 वोल्टेज नियामक के लिए डेटाशीट में पूरी तकनीकी जानकारी होती है, जिसे डेटाशीट की जांच करके पढ़ा जा सकता है। निम्नलिखित पैरामीटर हैं, जिनका अनुपालन न करना सबसे महत्वपूर्ण है और यदि गलत तरीके से उपयोग किया जाता है, तो माइक्रोक्रिकिट विफल हो सकता है। सबसे पहले, यह अधिकतम ऑपरेटिंग करंट है। यह पिछले अनुभाग में विभिन्न संस्करणों के लिए दिया गया है। यह जोड़ा जाना चाहिए, कि 1.5 ए की अधिकतम धारा प्राप्त करने के लिए माइक्रोक्रिकिट को हीट सिंक पर लगाया जाना चाहिए।
LM317-आधारित नियामक के आउटपुट पर अधिकतम वोल्टेज 40V तक हो सकता है। यदि यह पर्याप्त नहीं है, तो आपको नियामक का एक उच्च वोल्टेज एनालॉग चुनना होगा।
न्यूनतम आउटपुट वोल्टेज 1.25 वी है। इस सर्किट डिजाइन के साथ आप कम प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन अधिभार संरक्षण शुरू हो जाएगा। यह एक अच्छा विकल्प नहीं है - इस तरह की सुरक्षा को वर्तमान आउटपुट से अधिक काम करना चाहिए, क्योंकि यह अन्य एकीकृत नियामकों में काम करता है। तो व्यवहार में एक नियामक प्राप्त करना संभव नहीं है जो शून्य से संचालित होता है जब समायोजन पिन पर नकारात्मक पूर्वाग्रह लागू होता है।
न्यूनतम इनपुट वोल्टेज मान डेटाशीट में नहीं दिया गया है, लेकिन निम्नलिखित विचारों से निर्धारित किया जा सकता है:
- न्यूनतम आउटपुट वोल्टेज 1.25 वी है;
- Uoutput=37V के लिए न्यूनतम वोल्टेज ड्रॉप तीन वोल्ट है, यह मान लेना तर्कसंगत है कि न्यूनतम आउटपुट के लिए यह कम नहीं होना चाहिए;
इन दो मान्यताओं के आधार पर, न्यूनतम आउटपुट मान प्राप्त करने के लिए इनपुट कम से कम 3.5V होना चाहिए। इसके अलावा स्थिर संचालन के लिए विभक्त के माध्यम से करंट कम से कम 5 mA होना चाहिए - ताकि ADJ पिन का परजीवी करंट एक महत्वपूर्ण वोल्टेज शिफ्ट का परिचय न दे (व्यवहार में यह 0.5 mA तक पहुंच सकता है)।
यह प्रसिद्ध निर्माताओं (टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स, आदि) की क्लासिक डेटाशीट से जानकारी को संदर्भित करता है।दक्षिण-पूर्व एशियाई फर्मों (टाइगर इलेक्ट्रॉनिक्स, आदि) से नए प्रकार के डेटाशीट में यह पैरामीटर निर्दिष्ट है, लेकिन निहित रूप से, इनपुट वोल्टेज और आउटपुट वोल्टेज के बीच अंतर के रूप में। यह सभी वोल्टेज के लिए कम से कम 3 वोल्ट होना चाहिए, जो पिछले तर्क का खंडन नहीं करता है।
अधिकतम इनपुट वोल्टेज 40V से अधिक डिज़ाइन किए गए आउटपुट वोल्टेज से अधिक नहीं होना चाहिए। सर्किट डिजाइन करते समय इसे भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।
महत्वपूर्ण! बताए गए मापदंडों का उपयोग संदर्भ के रूप में किया जा सकता है यदि चिप एक प्रसिद्ध निर्माता द्वारा बनाई गई हो। अज्ञात फर्मों के उत्पादों में आमतौर पर कम विशेषताएं होती हैं
पिन असाइनमेंट और ऑपरेशन
यह उल्लेख किया गया था कि LM317 रैखिक स्टेबलाइजर्स के वर्ग से संबंधित है। इसका मतलब है कि आउटपुट वोल्टेज को लोड और रेगुलेटिंग एलिमेंट के बीच ऊर्जा के पुनर्वितरण द्वारा स्थिर किया जाता है।
ट्रांजिस्टर और लोड फॉर्म a इनपुट वोल्टेज विभक्त. यदि लोड पर सेट वोल्टेज कम हो जाता है (वर्तमान में परिवर्तन आदि के कारण), तो ट्रांजिस्टर थोड़ा खुल जाता है। यदि यह बढ़ता है - यह बंद हो जाता है, विभाजन अनुपात बदल जाता है और लोड पर वोल्टेज स्थिर रहता है। इस सर्किट के नुकसान ज्ञात हैं:
- यह आवश्यक है कि इनपुट वोल्टेज आउटपुट वोल्टेज से अधिक हो;
- नियामक ट्रांजिस्टर बहुत अधिक शक्ति को नष्ट कर देता है;
- दक्षता सैद्धांतिक रूप से भी Uout/Uin के अनुपात से अधिक नहीं हो सकती है।
लेकिन गंभीर फायदे हैं (पल्स सर्किट के सापेक्ष):
- अपेक्षाकृत सरल और सस्ती माइक्रोक्रिकिट;
- न्यूनतम बाहरी पाइपलाइनिंग की आवश्यकता है;
- और मुख्य लाभ यह है कि आउटपुट वोल्टेज उच्च-आवृत्ति परजीवी घटकों से मुक्त है (शक्ति हस्तक्षेप न्यूनतम है)।
माइक्रोक्रिकिट का मानक सर्किट:
- इनपुट वोल्टेज इनपुट पिन पर लागू होता है;
- आउटपुट पिन पर - आउटपुट वोल्टेज;
- अन्याय पर - संदर्भ वोल्टेज, जिस पर आउटपुट वोल्टेज निर्भर करता है।
प्रतिरोधक R1 और R2 आउटपुट वोल्टेज सेट करते हैं। इसकी गणना सूत्र द्वारा की जाती है:
यू आउट=1,25⋅ (1+R2/R1) +Iadj⋅R2।
Iadj ट्यूनिंग आउटपुट का परजीवी करंट है, निर्माता के अनुसार यह 5 μA की सीमा में हो सकता है। अभ्यास से पता चलता है कि यह एक ऑर्डर या दो उच्चतर मूल्यों तक पहुंच सकता है।
कैपेसिटर C1 में सैकड़ों से कई हजार माइक्रोफ़ारड की क्षमता हो सकती है। ज्यादातर मामलों में, यह रेक्टिफायर के आउटपुट कैपेसिटर के रूप में कार्य करता है। इसे 7 सेमी से अधिक लंबे तारों के साथ माइक्रोक्रिकिट से जोड़ा जाना चाहिए। यदि रेक्टिफायर कैपेसिटर के लिए यह शर्त पूरी नहीं की जा सकती है, तो इनपुट टर्मिनल के तत्काल आसपास के क्षेत्र में लगभग 100 µF का एक अतिरिक्त कैपेसिटर जोड़ा जाना चाहिए। संधारित्र C3 में दो कारणों से 100-200 µF से अधिक की धारिता नहीं होनी चाहिए:
- स्टेबलाइजर को ऑटो-ऑसिलेशन मोड में जाने से बचाने के लिए;
- बिजली की आपूर्ति लागू होने पर चार्ज पर मौजूदा उछाल को खत्म करने के लिए।
दूसरे मामले में, अधिभार संरक्षण को ट्रिगर किया जा सकता है।
यह नहीं भूलना चाहिए कि जब करंट प्रवाहित होता है प्रतिरोधों, वे गर्म हो जाते हैं (यह तब भी संभव है जब परिवेश का तापमान बढ़ता है)। प्रतिरोधक R1 और R2 बदलते हैं, और इस बात की कोई गारंटी नहीं है कि वे आनुपातिक रूप से बदलेंगे। इसलिए आउटपुट वोल्टेज वार्मिंग या कूलिंग के साथ बदल सकता है। यदि यह महत्वपूर्ण है, तो प्रतिरोध के सामान्यीकृत तापमान गुणांक वाले प्रतिरोधों का उपयोग किया जा सकता है। उन्हें आवास पर छह धारियों की उपस्थिति से अलग किया जा सकता है। लेकिन ऐसे तत्व अधिक महंगे और खरीदने में कठिन होते हैं। एक अन्य विकल्प R2 के बजाय उपयुक्त वोल्टेज के लिए स्टोलिट्रॉन का उपयोग करना होगा।
क्या एनालॉग मौजूद हैं
अन्य देशों में अन्य फर्मों द्वारा विकसित इसी तरह के माइक्रो-सर्किट हैं। पूर्ण एनालॉग हैं:
- GL317;
- एसजी317;
- यूपीसी317;
- ईसीजी 1900।
उच्च विद्युत विशेषताओं वाले स्टेबलाइजर्स भी उपलब्ध हैं। उच्च धाराएं वितरित कर सकती हैं:
- LM338 - 5 ए;
- एलएम138 - 5 ए
- LM350 - 3 ए।
यदि 60V की ऊपरी सीमा के साथ एक विनियमित वोल्टेज स्रोत की आवश्यकता होती है, तो LM317HV, LM117HV स्टेबलाइजर्स का उपयोग किया जाना चाहिए।इंडेक्स एचवी का मतलब हाई वोल्टेज है।
घरेलू माइक्रोक्रिकिट का एक पूर्ण एनालॉग KR142EN12 है, लेकिन यह केवल TO-220 पैकेज में उपलब्ध है। मुद्रित सर्किट बोर्डों को डिजाइन करते समय इस पर विचार किया जाना चाहिए।
LM317 नियामक स्विचिंग सर्किट के उदाहरण
माइक्रोक्रिकिट के विशिष्ट सर्किट आरेख डेटाशीट में दिए गए हैं। मानक अनुप्रयोग - निश्चित वोल्टेज नियामक - ऊपर माना जाता है।
यदि R2 के बजाय एक चर रोकनेवाला स्थापित किया गया है, तो नियामक के आउटपुट वोल्टेज को तुरंत समायोजित किया जा सकता है। यह माना जाना चाहिए कि पोटेंशियोमीटर सर्किट में कमजोर बिंदु होगा। अच्छी गुणवत्ता वाले चर प्रतिरोधों के साथ भी प्रवाहकीय परत के साथ स्लाइडर के संपर्क के बिंदु में कुछ कनेक्शन अस्थिरता होगी। व्यवहार में, इसके परिणामस्वरूप आउटपुट वोल्टेज में अतिरिक्त अस्थिरता होगी।
सुरक्षा के लिए निर्माता दो को शामिल करने की अनुशंसा करता है डायोड डी1 और डी2. पहले डायोड को ऐसी स्थिति से बचाना चाहिए जहां आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज से अधिक होगा। व्यवहार में यह स्थिति बहुत दुर्लभ है और केवल तभी हो सकती है जब आउटपुट पक्ष पर अन्य वोल्टेज स्रोत हों। निर्माता नोट करता है कि यह डायोड इनपुट पर शॉर्ट सर्किट से भी बचाता है - कैपेसिटर C1 इस मामले में विपरीत ध्रुवता का एक डिस्चार्ज करंट बनाएगा, जो चिप को विफलता की ओर ले जाएगा। लेकिन इस डायोड के समानांतर चिप के अंदर की एक श्रृंखला होती है डायोड को स्थिर करने का और प्रतिरोधक, जो ठीक उसी तरह काम करेंगे। इसलिए इस डायोड की आवश्यकता संदिग्ध है। और D2 इस स्थिति में कैपेसिटर C2 के करंट से स्टेबलाइजर के इनपुट की रक्षा करेगा।
यदि आप समानांतर R2 . में डालते हैं ट्रांजिस्टर, स्टेबलाइजर के संचालन को नियंत्रित किया जा सकता है। जब वोल्टेज ट्रांजिस्टर के आधार पर लगाया जाता है, तो यह खुलता है और R2 को शंट करता है। आउटपुट वोल्टेज को घटाकर 1,25V कर दिया गया है।यहां आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि इनपुट वोल्टेज और आउटपुट वोल्टेज के बीच का अंतर 40V से अधिक न हो।
आउटपुट वोल्टेज की स्थिरता पर पोटेंशियोमीटर संपर्क के हानिकारक प्रभाव को एक संधारित्र को चर प्रतिरोध के समानांतर जोड़कर कम किया जा सकता है। इस मामले में सुरक्षा डायोड D1 हस्तक्षेप नहीं करता है।
यदि स्टेबलाइजर का आउटपुट करंट पर्याप्त नहीं है, तो इसे बाहरी ट्रांजिस्टर से बढ़ाया जा सकता है।
वोल्टेज रेगुलेटर से आप इस सर्किट में LM317 को शामिल करके करंट रेगुलेटर प्राप्त कर सकते हैं। आउटपुट करंट की गणना सूत्र I=1,25⋅R1 से की जाती है। एक समान समावेशन अक्सर एल ई डी के लिए ड्राइवर के रूप में उपयोग किया जाता है - एलईडी को लोड के रूप में चालू किया जाता है।
अंत में, एक रैखिक स्टेबलाइजर का एक असामान्य समावेश - इसके आधार पर एक सर्किट बनाया जाता है बिजली की आपूर्ति बदलना. दोलन के लिए सकारात्मक प्रतिक्रिया C3R6 सर्किट द्वारा दी जाती है।
LM317 चिप में कई कमजोरियां हैं। लेकिन सर्किट बनाने की कला है और स्टेबलाइजर के फायदे का उपयोग करना, नुकसान को दरकिनार करना। चिप के सभी नुकसानों की पहचान की जाती है, उन्हें बेअसर करने के टिप्स दिए जाते हैं। इसलिए, LM317 पेशेवर और शौकिया रेडियो उपकरणों के रचनाकारों के बीच लोकप्रिय है।
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