Deskripsi karakteristik, penetapan pin, dan contoh diagram koneksi regulator tegangan linier LM317

Saat mendesain sirkuit listrik, sering kali perlu menggunakan pengatur tegangan daya rendah atau sedang (hingga 1,5 A) atau sumber tegangan referensi. Akan lebih mudah jika node seperti itu tersedia dalam desain terintegrasi, dalam bentuk chip tunggal. Kisaran 9 peringkat tegangan DC dari 5 hingga 24 V mencakup seri stabilizer 78XX. Ceruk operasi LM317 adalah tegangan yang lebih tinggi (hingga 37 V) dan di bawah (hingga 1,2 V) dari kisaran ini, nilai tegangan menengah, stabilisator yang diatur.

Apa itu Microcircuit LM317?

Ini adalah regulator tegangan linier, yang nilai keluarannya dapat diatur dalam batas-batas tertentu atau diatur secara on-the-fly. Tersedia dalam beberapa paket tiga pin. Rentang tegangan keluaran semua varian sama, tetapi arus maksimum dapat bervariasi.

Spesifikasi dasar regulator tegangan linier LM317

Lembar data untuk regulator tegangan LM317 berisi informasi teknis lengkap, yang dapat dibaca dengan memeriksa lembar data. Berikut ini adalah parameter, ketidakpatuhan yang paling kritis dan jika digunakan secara tidak benar, sirkuit mikro dapat gagal. Pertama-tama, ini adalah arus operasi maksimum. Itu diberikan di bagian sebelumnya untuk versi yang berbeda. Perlu ditambahkan, bahwa untuk mendapatkan arus maksimum 1,5 A, rangkaian mikro harus dipasang pada unit pendingin.

Tegangan maksimum pada output regulator berbasis LM317 bisa mencapai 40V. Jika ini tidak cukup, Anda harus memilih analog regulator tegangan tinggi.

Tegangan output minimum adalah 1,25 V. Dengan desain sirkuit ini Anda bisa mendapatkan lebih sedikit, tetapi perlindungan kelebihan beban akan dipicu. Ini bukan pilihan yang baik - perlindungan tersebut harus bekerja dari keluaran arus lebih, seperti yang bekerja di regulator terintegrasi lainnya. Jadi dalam prakteknya tidak mungkin untuk mendapatkan regulator yang beroperasi dari nol ketika bias negatif diterapkan pada pin Adjust.

Nilai tegangan input minimum tidak diberikan dalam lembar data, tetapi dapat ditentukan dari pertimbangan berikut:

• Tegangan keluaran minimum adalah 1,25 V;
• penurunan tegangan minimum untuk Uoutput=37V adalah tiga volt, logis untuk mengasumsikan bahwa untuk output minimum tidak boleh kurang;

Berdasarkan dua asumsi ini, input harus minimal 3,5V untuk mendapatkan nilai output minimum. Juga untuk operasi yang stabil, arus yang melalui pembagi harus setidaknya 5 mA - sehingga arus parasit dari pin ADJ tidak menimbulkan pergeseran tegangan yang signifikan (dalam praktiknya dapat mencapai hingga 0,5 mA).

Ini mengacu pada informasi dari lembar data klasik dari produsen terkenal (Texas Instruments, dll.).Dalam lembar data tipe baru dari perusahaan Asia Tenggara (Tiger Electronics, dll.) parameter ini ditentukan, tetapi secara implisit, sebagai perbedaan antara tegangan input dan tegangan output. Itu harus setidaknya 3 volt untuk semua voltase, yang tidak bertentangan dengan alasan sebelumnya.

Tegangan input maksimum tidak boleh melebihi tegangan output yang dirancang lebih dari 40V. Ini juga harus diperhitungkan saat merancang sirkuit.

Penting! Parameter yang disebutkan dapat digunakan sebagai referensi jika chip dibuat oleh produsen terkenal. Produk dari perusahaan yang tidak dikenal biasanya memiliki karakteristik yang lebih rendah

Penugasan dan pengoperasian pin

Disebutkan bahwa LM317 termasuk dalam kelas stabilisator linier. Ini berarti bahwa tegangan keluaran distabilkan oleh redistribusi energi antara beban dan elemen pengatur.

Transistor dan bentuk beban a pembagi tegangan masukan. Jika tegangan yang diatur pada beban berkurang (karena perubahan arus, dll.), transistor terbuka sedikit. Jika meningkat - menutup, rasio pembagian berubah dan tegangan pada beban tetap stabil. Kerugian dari sirkuit ini diketahui:

• tegangan input harus melebihi tegangan output;
• Transistor pengatur membuang banyak daya;
• Efisiensi bahkan secara teoritis tidak bisa melebihi rasio Uout/Uin.

Tetapi ada keuntungan serius (relatif terhadap sirkuit pulsa):

• sirkuit mikro yang relatif sederhana dan murah;
• membutuhkan minimum perpipaan eksternal;
• dan keuntungan utamanya adalah tegangan keluaran bebas dari komponen parasit frekuensi tinggi (gangguan daya minimal).

Sirkuit standar sirkuit mikro:

• tegangan input diterapkan ke pin Input;
• pada pin keluaran - tegangan keluaran;
• pada Ajust - tegangan referensi, di mana tegangan output bergantung.

Resistor R1 dan R2 mengatur tegangan keluaran. Itu dihitung dengan rumus:

U keluar=1,25⋅ (1+R2/R1) +Iadj⋅R2.

Iadj adalah arus parasit dari output tuning, menurut pabrikannya bisa di kisaran 5 A. Latihan menunjukkan bahwa ia dapat mencapai nilai satu atau dua tingkat lebih tinggi.

Kapasitor C1 dapat memiliki kapasitas ratusan hingga beberapa ribu mikrofarad. Dalam kebanyakan kasus, ini berfungsi sebagai kapasitor keluaran penyearah. Itu harus terhubung ke sirkuit mikro dengan kabel tidak lebih dari 7 cm. Jika kondisi kapasitor penyearah ini tidak dapat dipenuhi, kapasitor tambahan sekitar 100 F harus dihubungkan di sekitar terminal input. Kapasitor C3 tidak boleh memiliki kapasitansi lebih dari 100-200 F karena dua alasan:

• Untuk menghindari stabilizer masuk ke mode osilasi otomatis;
• untuk menghilangkan lonjakan arus pada muatan saat catu daya diterapkan.

Dalam kasus kedua, perlindungan kelebihan beban dapat dipicu.

Tidak boleh dilupakan bahwa ketika arus mengalir melalui resistor, mereka memanas (ini juga mungkin jika suhu sekitar naik). Resistor R1 dan R2 berubah, dan tidak ada jaminan bahwa mereka akan berubah secara proporsional. Oleh karena itu tegangan keluaran dapat berubah dengan pemanasan atau pendinginan. Jika ini kritis, resistor dengan koefisien resistansi suhu yang dinormalisasi dapat digunakan. Mereka dapat dibedakan dengan adanya enam garis di perumahan. Tetapi elemen seperti itu lebih mahal dan lebih sulit untuk dibeli. Pilihan lain adalah menggunakan stolitron untuk voltase yang sesuai, bukan R2.

Analog apa yang ada?

Ada sirkuit mikro serupa yang dikembangkan oleh perusahaan lain di negara lain. Analog lengkapnya adalah:

• GL317;
• SG317;
• UPC317;
• EKG1900.

Stabilisator dengan karakteristik listrik yang lebih tinggi juga tersedia. Arus yang lebih tinggi dapat memberikan:

• LM338 - 5 A;
• LM138 - 5 A
• LM350 - 3 A

Jika sumber tegangan yang diatur dengan batas atas 60V diperlukan, stabilisator LM317HV, LM117HV harus digunakan.Indeks HV adalah singkatan dari High Voltage.

Analog lengkap dari sirkuit mikro domestik adalah KR142EN12, tetapi hanya tersedia dalam paket TO-220. Ini harus dipertimbangkan ketika merancang papan sirkuit tercetak.

Contoh rangkaian switching regulator LM317

Diagram sirkuit khas dari sirkuit mikro diberikan dalam lembar data. Aplikasi standar - pengatur tegangan tetap - dipertimbangkan di atas.

Jika resistor variabel dipasang sebagai pengganti R2, tegangan keluaran regulator dapat segera disesuaikan. Harus dipertimbangkan bahwa potensiometer akan menjadi titik lemah dalam rangkaian. Bahkan dengan resistor variabel berkualitas baik titik kontak slider dengan lapisan konduktif akan memiliki beberapa ketidakstabilan koneksi. Dalam praktiknya, ini akan menghasilkan ketidakstabilan tambahan pada tegangan output.

Untuk perlindungan, pabrikan merekomendasikan untuk menyertakan dua: dioda D1 dan D2. Dioda pertama harus melindungi terhadap situasi di mana tegangan output akan lebih tinggi dari tegangan input. Pada prakteknya keadaan ini sangat jarang terjadi dan hanya dapat terjadi jika terdapat sumber tegangan lain pada sisi keluaran. Pabrikan mencatat bahwa dioda ini juga melindungi terhadap korsleting pada input - kapasitor C1 dalam hal ini akan membuat arus pelepasan dengan polaritas yang berlawanan, yang akan menyebabkan chip gagal. Tetapi di dalam chip yang paralel dengan dioda ini ada rantai menstabilkan dioda dan resistor, yang akan bekerja dengan cara yang persis sama. Oleh karena itu kebutuhan akan dioda ini dipertanyakan. Dan D2 dalam situasi ini akan melindungi input stabilizer dari arus kapasitor C2.

Jika Anda menempatkan R2 paralel transistor, pengoperasian stabilizer dapat dikontrol. Ketika tegangan diterapkan ke basis transistor, transistor terbuka dan shunt R2. Tegangan output dikurangi menjadi 1,25V.Di sini Anda harus memastikan bahwa perbedaan antara tegangan input dan tegangan output tidak melebihi 40V.

Efek merugikan dari kontak potensiometer pada stabilitas tegangan output dapat dikurangi dengan menghubungkan kapasitor secara paralel dengan resistansi variabel. Dalam hal ini dioda proteksi D1 tidak mengganggu.

Jika arus keluaran stabilizer tidak cukup, dapat ditingkatkan dengan transistor eksternal.

Dari regulator tegangan Anda bisa mendapatkan regulator arus dengan memasukkan LM317 di sirkuit ini. Arus keluaran dihitung dengan rumus I=1,25⋅R1. Inklusi serupa sering digunakan sebagai driver untuk LED - LED dinyalakan sebagai beban.

Akhirnya, penyertaan stabilizer linier yang tidak biasa - sirkuit berdasarkan itu dibuat beralih catu daya. Umpan balik positif untuk osilasi diberikan oleh rangkaian C3R6.

Chip LM317 memiliki sejumlah kelemahan yang signifikan. Tetapi seni membuat sirkuit dan menggunakan kelebihan stabilizer, melewati kekurangannya. Semua kerugian chip diidentifikasi, tips tentang cara menetralisirnya diberikan. Oleh karena itu, LM317 populer di kalangan pencipta peralatan radio profesional dan amatir.

Artikel terkait: