LM317 lineārā sprieguma regulatora raksturlielumu apraksts, pieslēgums un paraugshēmas

Projektējot elektriskās ķēdes, bieži ir nepieciešams izmantot mazas vai vidējas jaudas sprieguma regulētājus (līdz 1,5 A) vai standarta sprieguma avoti. Ir ērti, ja šāds mezgls ir pieejams integrētā dizainā, vienas mikroshēmas veidā. 9 līdzstrāvas spriegumu diapazons no 5 līdz 24 V aptver virkni. 78XX. LM317 darbības niša ir augstāks spriegums (līdz 37 V) un zemāk (līdz 1,2 V) šajā diapazonā, starpspriegumi, regulējami regulatori.

Kas ir LM317

Tas ir lineārs sprieguma regulators, kura izejas vērtību var iestatīt noteiktās robežās vai noregulēt. Tas ir pieejams vairākos trīs kontaktu iepakojumos. Visu variantu izejas sprieguma diapazons ir vienāds, bet maksimālā strāva var atšķirties.

LM317 lineārā sprieguma regulatora galvenās iezīmes

LM317 datu lapas satur pilnīgu tehnisko informāciju, ko var atrast, izlasot datu lapu. Tālāk ir norādīti parametri, kuru neievērošana ir viskritiskākā, un, ja tos izmanto nepareizi, mikroshēma var nedarboties. Pirmkārt, tā ir maksimālā darba strāva. Tas ir dots iepriekšējā sadaļā dažādām versijām. Jāpiebilst, ka, lai iegūtu maksimālo strāvu 1,5 A, integrālā shēma jāuzstāda uz radiatora.

Maksimālais spriegums LM317 regulatora izejā var būt līdz 40 V. Ja ar to nepietiek, izvēlieties augstsprieguma analogo regulatoru.

Minimālais izejas spriegums ir 1,25 V. Ar šo ķēdes konstrukciju var iegūt mazāk, taču pārslodzes aizsardzība ieslēgsies. Tas nav labs risinājums - šādai aizsardzībai vajadzētu darboties pret izejas strāvas pārspīlēšanu, kā tas ir citos integrētajos regulatoros. Tāpēc praksē nav iespējams iegūt regulatoru, kas darbojas no nulles, kad Adjust pin ir pielikts negatīvs novirze.

Minimālā ieejas sprieguma vērtība nav norādīta datu lapā, bet to var noteikt, ņemot vērā turpmāk minētos apsvērumus:

• Minimālais izejas spriegums ir 1,25 V;
• minimālais sprieguma kritums Uout=37V ir trīs volti, ir loģiski pieņemt, ka minimālajam izvadam tas nedrīkst būt mazāks;

Pamatojoties uz šiem diviem pieņēmumiem, lai iegūtu minimālo izejas vērtību, ievadei jāpievieno vismaz 3,5 V. Arī stabilai darbībai strāvai caur dalītāju jābūt vismaz 5 mA, lai ADJ kontakta parazītiskā strāva neradītu ievērojamu sprieguma nobīdi (praksē tā var būt līdz 0,5 mA).

Tas attiecas uz informāciju no pazīstamu ražotāju (Texas Instruments u.c.) klasiskajām datu lapām. Jaunākajās Dienvidaustrumāzijas uzņēmumu (Tiger Electronics u.c.) datu lapās šis parametrs ir norādīts, bet netieši kā starpība starp ieejas un izejas spriegumu. Visiem spriegumiem jābūt vismaz 3 volti, kas nav pretrunā iepriekšējiem apsvērumiem.

Maksimālais ieejas spriegums nedrīkst pārsniegt projektēto izejas spriegumu par vairāk nekā 40 V. Tas jāņem vērā arī, projektējot shēmas.

Svarīgi! Norādītos parametrus var izmantot tikai kā atsauci, ja mikroshēma ir no cienījama ražotāja. Nezināmu ražotāju produktiem parasti ir zemākas īpašības

Pin piešķiršana un darbības princips

Tika minēts, ka LM317 ir lineārais regulators. Tas nozīmē, ka izejas spriegums tiek stabilizēts, pārdalot enerģiju starp slodzi un regulatoru.

Tranzistors un slodze veido ieejas sprieguma dalītājs. Ja slodzei iestatītais spriegums samazinās (strāvas izmaiņu u. c. dēļ), tranzistors nedaudz atveras. Ja tas palielinās, tas aizveras, dalījuma attiecība mainās un spriegums slodzē paliek stabils. Šīs shēmas trūkumi ir labi zināmi:

• ir nepieciešams, lai ieejas spriegums pārsniegtu izejas spriegumu;
• Regulējošajam tranzistoram ir jāizkliedē daudz enerģijas;
• Efektivitāte pat teorētiski nevar pārsniegt Uin/Uin attiecību.

Taču ir nopietnas priekšrocības (salīdzinājumā ar impulsu ķēdēm):

• salīdzinoši vienkārša un lēta mikroshēma;
• Nepieciešams minimāls ārējo cauruļvadu daudzums;
• un galvenā priekšrocība ir tā, ka izejas spriegumā nav augstfrekvences parazītisko komponentu (barošanas avota traucējumi ir minimāli).

Mikroshēmas standarta shēma ir šāda:

• ieejas spriegums tiek pieslēgts ieejas kontaktligzdai;
• Izejas - izeja;
• Ajust - atskaites spriegums, no kura atkarīgs izejas spriegums.

Rezistori R1 un R2 nosaka izejas spriegumu. To aprēķina pēc šādas formulas:

U out=1,25⋅ (1+R2/R1) +Iadj⋅R2.

Iadj ir iestatīšanas izejas parazītiskā strāva, saskaņā ar ražotāja datiem tā var būt 5 μA robežās. Prakse rāda, ka tā var sasniegt pat par kārtu vai divām lielākas vērtības.

Kondensatora C1 ietilpība var būt no simtiem līdz vairākiem tūkstošiem mikrofaradu. Vairumā gadījumu tas ir taisngrieža izejas kondensators. Tas jāpievieno mikrokontekstam ar maksimālo garumu 7 cm. Ja šo nosacījumu attiecībā uz taisngrieža kondensatoru nav iespējams izpildīt, ieejas spailes tiešā tuvumā jāpievieno papildu kondensators ar aptuveni 100 µF. Kondensatora C3 kapacitāte nedrīkst būt lielāka par 100-200 µF divu iemeslu dēļ:

• Lai novērstu stabilizatora pāreju automātiskās svārstības režīmā;
• Lai izvairītos no strāvas pārsprieguma uzlādes laikā, kad tiek pievadīts strāvas avots.

Otrajā gadījumā var ieslēgties pārslodzes aizsardzība.

Jāatceras, ka tad, kad strāva plūst caur rezistori, tie kļūs silti (tas ir iespējams arī tad, ja paaugstinās apkārtējās vides temperatūra). R1 un R2 pretestība mainās, un nav garantijas, ka tā mainīsies proporcionāli. Tāpēc izejas spriegums var mainīties līdz ar sasilšanu vai atdzišanu. Ja tas ir kritiski svarīgi, var izmantot rezistorus ar normalizētu temperatūras pretestības koeficientu. Tos var atšķirt pēc sešām svītrām uz korpusa. Taču šie elementi ir dārgāki un grūtāk iegādājami. Vēl viena iespēja ir R2 vietā izmantot atbilstošu sprieguma regulatoru.

Kādi ir analogi

Līdzīgas shēmas ir izstrādājuši arī citi uzņēmumi citās valstīs. Pilnīgi analogi ir:

• GL317;
• SG317;
• UPC317;
• ECG1900.

Ir pieejami arī stabilizatori ar augstākām elektriskajām īpašībām. Var piegādāt lielāku strāvu:

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

Ja nepieciešams regulējams sprieguma avots ar augšējo robežu 60 V, jāizmanto stabilizatori LM317HV, LM117HV. Indekss HV apzīmē augstu spriegumu.

Vietējais ekvivalents ir KR142EN12, taču tas ir pieejams tikai TO-220 iepakojumā. Tas jāņem vērā, projektējot iespiedshēmas plates.

LM317 regulatora LM317 komutācijas ķēžu piemēri

Mikroshēmas tipiskās shēmas ir dotas datu lapā. Iepriekš ir aplūkots standarta pielietojums - fiksēts sprieguma regulators.

Ja R2 vietā ir uzstādīts mainīgs rezistors, regulatora izejas spriegumu var ātri regulēt. Ņemiet vērā, ka potenciometrs būs ķēdes vājais punkts. Pat ar labas kvalitātes mainīgajiem rezistoriem saskares punktā starp slīdni un vadošo slāni būs zināma savienojuma nestabilitāte. Praksē tas radīs papildu izejas sprieguma nestabilitāti.

Aizsardzības nolūkā ražotājs iesaka iekļaut divus diodes D1 un D2. Pirmajam diodam jāaizsargā pret situāciju, kad izejas spriegums ir lielāks par ieejas spriegumu. Praksē šāda situācija ir ļoti reta un var rasties tikai tad, ja izejas pusē ir citi sprieguma avoti. Ražotājs norāda, ka šis diods aizsargā arī pret īssavienojumu pie ieejas - tad kondensators C1 radītu pretējas polaritātes izlādes strāvu, kas izraisītu mikroshēmas bojājumus. Bet mikroshēmas iekšpusē paralēli šai diodei ir virkne stabilizatoru un rezistoriem, kas darbosies tieši tāpat. Tāpēc šīs diodes nepieciešamība ir apšaubāma. Un D2 šajā situācijā aizsargās regulatora ieeju no kondensatora C2 strāvas.

Ja es novietoju tranzistoru paralēli R2 tranzistors, var kontrolēt AVR darbību. Kad tranzistora bāzei tiek pielikts spriegums, tā atveras un nobloķē R2. Izejas spriegums tiek samazināts līdz 1,25 V. Šeit jāuzmanās, lai nodrošinātu, ka starpība starp ieejas spriegumu un izejas spriegumu nepārsniedz 40 V.

Potenciometra kontakta kaitīgo ietekmi uz izejas sprieguma stabilitāti var samazināt, paralēli mainīgajai pretestībai pieslēdzot kondensatoru. Šajā gadījumā aizsardzības diode D1 netraucē.

Ja AVR izejas strāva ir nepietiekama, to var uzlādēt ar ārējo tranzistoru.

Sprieguma regulatoru var pārveidot par strāvas regulatoru, šajā shēmā iekļaujot LM317. Izejas strāvu aprēķina pēc formulas I=1,25⋅R1. Šāda veida iekļaušanu bieži izmanto kā LED draiveri - LED tiek ieslēgta kā slodze.

Visbeidzot, neparasta lineārā regulatora iekļaušana - shēma, kas balstīta uz komutācijas barošanas avots. C3R6 shēma nodrošina pozitīvu atgriezenisko saiti, lai varētu notikt svārstības.

LM317 mikroshēmai ir daudz trūkumu. Taču shēmas projektēšanas māksla ir izmantot regulatora stiprās puses, lai apietu vājās puses. Ir norādīti visi mikroshēmas trūkumi un sniegti padomi, kā tos neitralizēt. Tāpēc LM317 ir populārs profesionālu un amatieru radioiekārtu ražotāju vidū.

Saistītie raksti: