Opis značilnosti, razporeditev pinov in primeri povezovalnih shem linearnega regulatorja napetosti LM317

Pri načrtovanju električnih tokokrogov je pogosto potrebna uporaba napetostnih regulatorjev majhne ali srednje moči (do 1,5 A) ali vire referenčne napetosti. Primerno je, če je takšno vozlišče na voljo v integrirani zasnovi, v obliki enega samega čipa. Razpon 9 nazivnih napetosti enosmerne napetosti od 5 do 24 V pokriva serijo stabilizatorjev 78XX. Niša delovanja LM317 so višje napetosti (do 37 V) in spodaj (do 1,2 V) tega območja, vmesne vrednosti napetosti, regulirani stabilizatorji.

Kaj je mikrovezje LM317

To je linearni regulator napetosti, katerega izhodno vrednost je mogoče nastaviti v določenih mejah ali regulirati sproti. Na voljo v več paketih s tremi žebljički. Območje izhodne napetosti vseh variant je enako, vendar se lahko največji tok spreminja.

Osnovne specifikacije linearnega regulatorja napetosti LM317

Podatkovni listi za napetostni regulator LM317 vsebujejo popolne tehnične informacije, ki jih lahko preberete tako, da pregledate podatkovni list. V nadaljevanju so navedeni parametri, katerih neupoštevanje je najbolj kritično in če se nepravilno uporabljajo, lahko mikrovezje odpove. Najprej je to največji delovni tok. Podano je v prejšnjem razdelku za različne različice. Dodati je treba, da je za doseganje največjega toka 1,5 A mikrovezje treba namestiti na hladilno telo.

Največja napetost na izhodu regulatorja na osnovi LM317 je lahko do 40 V. Če to ni dovolj, morate izbrati visokonapetostni analog regulatorja.

Najmanjša izhodna napetost je 1,25 V. S to zasnovo vezja lahko dobite manj, vendar se bo zaščita pred preobremenitvijo sprožila. To ni dobra možnost - taka zaščita bi morala delovati pred prekomernim tokom, kot deluje v drugih integriranih regulatorjih. Torej v praksi ni mogoče dobiti regulatorja, ki bi deloval od nič, ko je negativna prednapetost uporabljena na zatiču Adjust.

Najmanjša vrednost vhodne napetosti ni navedena v podatkovnem listu, vendar jo je mogoče določiti iz naslednjih premislekov:

• Najmanjša izhodna napetost je 1,25 V;
• najmanjši padec napetosti za Uizhod=37V je tri volte, logično je domnevati, da za minimalni izhod ne sme biti manjši;

Na podlagi teh dveh predpostavk mora biti vhod vsaj 3,5 V, da dobimo najmanjšo izhodno vrednost. Tudi za stabilno delovanje mora biti tok skozi delilnik vsaj 5 mA - da parazitski tok ADJ pina ne povzroči bistvenega napetostnega premika (v praksi lahko doseže do 0,5 mA).

To se nanaša na podatke iz klasičnih podatkovnih listov znanih proizvajalcev (Texas Instruments itd.).V podatkovnih listih novega tipa podjetij iz jugovzhodne Azije (Tiger Electronics itd.) je ta parameter določen, vendar implicitno, kot razlika med vhodno in izhodno napetostjo. Za vse napetosti mora biti vsaj 3 volte, kar ni v nasprotju s prejšnjim sklepanjem.

Največja vhodna napetost ne sme preseči projektirane izhodne napetosti za več kot 40 V. To je treba upoštevati tudi pri načrtovanju vezij.

Pomembno! Navedene parametre lahko uporabimo kot referenco, če je čip izdelan pri znanem proizvajalcu. Izdelki neznanih podjetij imajo običajno nižje lastnosti

Dodelitev pinov in delovanje

Omenjeno je bilo, da LM317 spada v razred linearnih stabilizatorjev. To pomeni, da se izhodna napetost stabilizira s prerazporeditvijo energije med bremenom in regulacijskim elementom.

Tranzistor in breme tvorita a delilnik vhodne napetosti. Če se nastavljena napetost pri obremenitvi zmanjša (zaradi sprememb toka itd.), Se tranzistor nekoliko odpre. Če se poveča - se zapre, spremeni se razmerje delitve in napetost na bremenu ostane stabilna. Slabosti tega vezja so znane:

• potrebno je, da vhodna napetost presega izhodno napetost;
• Regulacijski tranzistor razprši veliko moči;
• Učinkovitost niti teoretično ne more preseči razmerja Uout/Uin.

Vendar obstajajo resne prednosti (glede na impulzna vezja):

• relativno preprosto in poceni mikrovezje;
• zahteva najmanj zunanjih cevovodov;
• in glavna prednost je, da je izhodna napetost brez visokofrekvenčnih parazitskih komponent (motnje v moči so minimalne).

Standardno vezje mikrovezja:

• vhodna napetost se uporablja za vhodni pin;
• na izhodnem zatiču - izhodna napetost;
• on Ajust - referenčna napetost, od katere je odvisna izhodna napetost.

Upori R1 in R2 nastavijo izhodno napetost. Izračuna se po formuli:

U izhod=1,25⋅ (1+R2/R1) +Iadj⋅R2.

Iadj je parazitni tok nastavitvenega izhoda, po navedbah proizvajalca je lahko v območju 5 μA. Praksa kaže, da lahko doseže vrednosti za red ali dva višje.

Kondenzator C1 ima lahko kapaciteto od sto do nekaj tisoč mikrofaradov. V večini primerov služi kot izhodni kondenzator usmernika. Na mikrovezje mora biti priključen z žicami, ki niso daljše od 7 cm. Če tega pogoja za usmerniški kondenzator ni mogoče izpolniti, je treba v neposredni bližini vhodne sponke priključiti dodaten kondenzator s približno 100 µF. Kapacitivnost kondenzatorja C3 ne sme biti večja od 100-200 µF iz dveh razlogov:

• Da preprečite, da bi stabilizator prešel v način samodejnega nihanja;
• za odpravo trenutnega skoka polnjenja, ko je priključen napajalnik.

V drugem primeru se lahko sproži zaščita pred preobremenitvijo.

Ne smemo pozabiti, da ko tok teče skozi upori, se segrejejo (to je možno tudi, če temperatura okolja naraste). Upori R1 in R2 se spreminjajo in ni zagotovila, da se bodo sorazmerno spremenili. Zato se lahko izhodna napetost spreminja s segrevanjem ali ohlajanjem. Če je to kritično, se lahko uporabijo upori z normaliziranim temperaturnim koeficientom upora. Razlikujemo jih po prisotnosti šestih črt na ohišju. Toda takšni elementi so dražji in jih je težje kupiti. Druga možnost bi bila uporaba stolitrona za ustrezno napetost namesto R2.

Kateri analogi obstajajo

Obstajajo podobna mikrovezja, ki so jih razvila druga podjetja v drugih državah. Popolni analogi so:

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

Na voljo so tudi stabilizatorji z višjimi električnimi lastnostmi. Višji tokovi lahko zagotovijo:

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

Če je potreben reguliran vir napetosti z zgornjo mejo 60 V, je treba uporabiti stabilizatorja LM317HV, LM117HV.Indeks HV pomeni visoko napetost.

Popoln analog domačega mikrovezja je KR142EN12, vendar je na voljo samo v paketu TO-220. To je treba upoštevati pri načrtovanju tiskanih vezij.

Primeri preklopnih vezij regulatorja LM317

Tipični diagrami vezja mikrovezja so podani v podatkovnem listu. Standardna uporaba - fiksni regulator napetosti - je obravnavana zgoraj.

Če je namesto R2 nameščen spremenljivi upor, je mogoče takoj prilagoditi izhodno napetost regulatorja. Upoštevati je treba, da bo potenciometer šibka točka v vezju. Tudi s kakovostnimi spremenljivimi upori bo točka stika drsnika s prevodno plastjo imela nekaj nestabilnosti povezave. V praksi bo to povzročilo dodatno nestabilnost izhodne napetosti.

Za zaščito proizvajalec priporoča vključitev dveh diode D1 in D2. Prva dioda naj ščiti pred situacijo, ko bo izhodna napetost višja od vhodne. V praksi je ta situacija zelo redka in se lahko pojavi le, če so na izhodni strani drugi viri napetosti. Proizvajalec ugotavlja, da ta dioda ščiti tudi pred kratkim stikom na vhodu - kondenzator C1 bo v tem primeru ustvaril razelektritveni tok nasprotne polarnosti, kar bo povzročilo okvaro čipa. Toda znotraj čipa vzporedno s to diodo obstaja veriga stabilizacijskih diod in uporov, ki bodo delovali popolnoma enako. Zato je potreba po tej diodi vprašljiva. In D2 bo v tej situaciji zaščitil vhod stabilizatorja pred tokom kondenzatorja C2.

Če postavite vzporedno R2 tranzistor, je mogoče nadzorovati delovanje stabilizatorja. Ko je napetost dovedena na osnovo tranzistorja, se odpre in preklopi R2. Izhodna napetost se zmanjša na 1,25V.Tukaj morate paziti, da razlika med vhodno in izhodno napetostjo ne presega 40V.

Škodljiv učinek kontakta potenciometra na stabilnost izhodne napetosti lahko zmanjšamo s priključitvijo kondenzatorja vzporedno na spremenljivi upor. V tem primeru zaščitna dioda D1 ne moti.

Če izhodni tok stabilizatorja ni dovolj, ga je mogoče povečati z zunanjim tranzistorjem.

Iz napetostnega regulatorja lahko dobite tokovni regulator tako, da v to vezje vključite LM317. Izhodni tok se izračuna po formuli I=1,25⋅R1. Podobna vključitev se pogosto uporablja kot gonilnik za LED - LED je vklopljen kot obremenitev.

Končno, nenavadna vključitev linearnega stabilizatorja - ustvarjeno je vezje, ki temelji na njem stikalno napajanje. Pozitivno povratno informacijo za nihanje daje vezje C3R6.

Čip LM317 ima veliko slabosti. Toda umetnost ustvarjanja vezij je uporabiti prednosti stabilizatorja in zaobiti slabosti. Ugotovljene so vse slabosti čipa, podani so nasveti, kako jih nevtralizirati. Zato je LM317 priljubljen pri ustvarjalcih profesionalne in amaterske radijske opreme.

Povezani članki: