Descrierea caracteristicilor, alocarea pinilor și exemple de circuite de comutare ale regulatorului liniar de tensiune LM317

Atunci când se dezvoltă circuite electrice, devine adesea necesar să se utilizeze stabilizatori de tensiune de putere mică sau medie (până la 1,5 A) sau surse de tensiune de referință. Este convenabil dacă un astfel de nod este disponibil într-un design integrat, sub forma unui singur microcircuit. O gamă de 9 tensiuni DC de la 5V la 24V închide regulatoarele din serie 78XX. Lucrări de nișă LM317 - tensiunile sunt mai mari (pana la 37 V) si sub (până la 1,2 V) din acest domeniu, valorile tensiunii intermediare, stabilizatori reglabili.

Ce este cipul LM317

Microcircuitul este un regulator liniar de tensiune, a cărui valoare de ieșire poate fi setată în anumite limite sau ajustată rapid. Disponibil în mai multe opțiuni de carcasă cu trei cabluri.Domeniul tensiunii de ieșire pentru toate opțiunile este același, iar curentul maxim poate varia.

Caracteristici cheie ale regulatorului liniar de tensiune LM317

Fișele tehnice pentru stabilizatorul LM317 conțin informații tehnice complete, care pot fi găsite studiind specificațiile. Mai jos sunt parametrii, a căror nerespectare este cea mai critică și dacă este utilizat incorect, microcircuitul poate eșua. În primul rând, acesta este curentul maxim de funcționare. Este dat în secțiunea anterioară pentru diferite tipuri de execuție. Trebuie adaugat ca pentru a obtine cel mai mare curent de 1,5 A microcircuitul trebuie instalat pe un radiator.

Tensiunea maximă la ieșirea regulatorului, construită pe baza LM317, nu poate fi mai mare de 40 V. Dacă acest lucru nu este suficient, trebuie să alegeți un analog de înaltă tensiune al stabilizatorului.

Tensiunea minimă de ieșire este de 1,25 V. Cu acest design de circuit, puteți obține mai puțin, dar protecția la suprasarcină va funcționa. Aceasta nu este cea mai bună opțiune - o astfel de protecție ar trebui să funcționeze împotriva depășirii curentului de ieșire, deoarece funcționează în alți stabilizatori integrati. Prin urmare, în practică, este imposibil să obțineți un regulator care funcționează de la zero atunci când se aplică o polarizare negativă pinului de reglare.

Valoarea minimă a tensiunii de intrare nu este indicată în fișa de date, dar poate fi determinată din următoarele considerente:

• tensiune minima de iesire - 1,25 V;
• căderea minimă de tensiune pentru Uout = 37 V este egală cu trei volți, este logic să presupunem că pentru ieșirea minimă nu ar trebui să fie mai mică;

Pe baza acestor două premise, la intrare trebuie aplicat cel puțin 3,5 V pentru a obține valoarea minimă de ieșire. De asemenea, pentru o funcționare stabilă, curentul prin divizor trebuie să fie de cel puțin 5 mA - astfel încât curentul parazit al ieșirii ADJ să nu introducă o schimbare semnificativă a tensiunii (în practică, poate ajunge până la 0,5 mA).

Acest lucru se aplică informațiilor din fișele tehnice clasice de la producători cunoscuți (Texas Instruments, etc.). În fișele de date ale noului eșantion de la companiile din Asia de Sud-Est (Tiger Electronics etc.), acest parametru este indicat, dar sub formă implicită, ca diferență între tensiunea de intrare și de ieșire. Ar trebui să fie de cel puțin 3 volți pentru toate tensiunile, ceea ce nu contrazice raționamentul anterior.

Tensiunea maximă de intrare nu trebuie să depășească tensiunea de ieșire proiectată cu mai mult de 40 V. Acest lucru trebuie luat în considerare și la dezvoltarea circuitelor.

Important! Vă puteți ghida după parametrii declarați dacă microcircuitul este eliberat de orice producător cunoscut. Produsele firmelor necunoscute au de obicei caracteristici mai mici

Scopul concluziilor și principiul de funcționare

S-a menționat că LM317 aparține clasei stabilizatorilor liniari. Aceasta înseamnă că stabilizarea tensiunii de ieșire se realizează datorită redistribuirii energiei între sarcină și elementul de reglare.

Tranzistorul și sarcina alcătuiesc divizor de tensiune de intrare. Dacă tensiunea setată pe sarcină scade (din cauza unei modificări a curentului etc.), tranzistorul se deschide ușor. Dacă crește, se închide, factorul de divizare se modifică și tensiunea la sarcină rămâne stabilă. Dezavantajele unei astfel de scheme sunt cunoscute:

• este necesar ca tensiunea de intrare să depășească cea de ieșire;
• o putere mare este disipată pe tranzistorul de reglare;
• Eficiența, chiar și teoretic, nu poate depăși raportul Uout / Uin.

Dar există avantaje serioase (în raport cu circuitele de impulsuri):

• cip relativ simplu și ieftin;
• necesită conducte externe minime;
• iar principalul avantaj este că tensiunea de ieșire nu conține componente parazite de înaltă frecvență (interferența sursei de alimentare este minimă).

Schema standard pentru pornirea unui microcircuit:

• tensiunea de intrare este aplicată pinului de intrare;
• to output Output - output;
• on Ajust - tensiunea de referință de care depinde ieșirea.

Rezistoarele R1 și R2 stabilesc tensiunea de ieșire. Se calculează prin formula:

Uout=1,25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.

Iadj este curentul parazit al pinului de reglaj, conform producătorului acesta poate fi în limita a 5 µA. Practica arată că poate atinge valori cu un ordin de mărime sau două mai mari.

Condensatorul C1 poate avea o capacitate de la sute la câteva mii de microfarad. În cele mai multe cazuri, este condensatorul de ieșire al redresorului. Trebuie conectat la microcircuit cu conductoare de cel mult 7 cm.Dacă această condiție nu poate fi îndeplinită pentru condensatorul redresor, atunci o capacitate suplimentară de aproximativ 100 de microfarad trebuie conectată în imediata apropiere a terminalului de intrare. Condensatorul C3 nu ar trebui să aibă o capacitate mai mare de 100-200 microfarad din două motive:

• pentru a evita trecerea stabilizatorului la modul de auto-oscilare;
• pentru a elimina curentul de pornire de încărcat atunci când este aplicată puterea.

În al doilea caz, protecția la suprasarcină poate funcționa.

Nu uitați că atunci când trece curentul rezistențe, se încălzesc (acest lucru este posibil și atunci când temperatura ambientală crește).Rezistența R1 și R2 se schimbă și nu există nicio garanție că se vor schimba proporțional. Prin urmare, tensiunea la ieșire cu încălzire sau răcire se poate modifica. Dacă acest lucru este critic, pot fi utilizate rezistențe cu un coeficient de rezistență normalizat de temperatură. Se pot distinge prin prezența a șase dungi pe corp. Dar astfel de articole sunt mai scumpe și este mai dificil să le cumperi. O altă opțiune este să folosiți o diodă Zener pentru o tensiune adecvată în loc de R2.

Care sunt analogii

Există microcircuite similare dezvoltate în alte companii din alte țări. Analogii completi sunt:

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

Se produc și stabilizatori cu caracteristici electrice sporite. Se poate da mai mult curent:

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

Dacă este necesară o sursă de tensiune reglabilă cu o limită superioară de 60 V, trebuie utilizați stabilizatorii LM317HV, LM117HV. Index HV înseamnă High Voltage - înaltă tensiune.

Dintre microcircuitele interne, KR142EN12 este un analog complet, dar este produs numai în pachetul TO-220. Acest lucru trebuie luat în considerare la proiectarea plăcilor de circuite imprimate.

Exemple de circuite de comutare pentru stabilizatorul LM317

Schemele tipice pentru pornirea microcircuitului sunt prezentate în fișa tehnică. O aplicație tipică este un stabilizator de tensiune fix, discutat mai sus.

Dacă instalați un rezistor variabil în loc de R2, atunci tensiunea de ieșire a regulatorului poate fi ajustată rapid. Trebuie avut în vedere că potențiometrul va fi un punct slab al circuitului. Chiar și cu rezistențe variabile de bună calitate, punctul de contact al motorului cu stratul conductor va avea o oarecare instabilitate a conexiunii. În practică, acest lucru va duce la o instabilitate suplimentară a tensiunii de ieșire.

Pentru protecție, producătorul recomandă activarea a două diodă D1 și D2.Prima diodă ar trebui să protejeze împotriva unei situații în care tensiunea de ieșire este mai mare decât cea de intrare. În practică, această situație este extrem de rară și poate apărea numai dacă există alte surse de tensiune din partea de ieșire. Producătorul observă că această diodă protejează și împotriva unui scurtcircuit la intrare - condensatorul C1 în acest caz va crea un curent de descărcare de polaritate opusă, ceea ce va duce la defectarea microcircuitului. Dar în interiorul microcircuitului, paralel cu această diodă, există un lanț de diode zener și rezistențe, care vor funcționa la fel. Prin urmare, necesitatea instalării acestei diode este îndoielnică. Și D2 într-o astfel de situație va proteja intrarea stabilizatorului de curentul condensatorului C2.

Dacă paralel cu R2 pune tranzistor, atunci funcționarea stabilizatorului poate fi controlată. Când se aplică tensiune la baza tranzistorului, acesta se deschide și oprește R2. Tensiunea de ieșire scade la 1,25 V. Aici este necesar să vă asigurați că diferența dintre tensiunea de intrare și de ieșire nu depășește 40 V.

Efectul dăunător al contactului potențiometrului asupra stabilității tensiunii de ieșire poate fi redus prin conectarea unui condensator în paralel cu rezistența variabilă. În acest caz, dioda de protecție D1 nu va interfera.

Dacă curentul de ieșire al stabilizatorului nu este suficient, acesta poate fi amplificat cu un tranzistor extern.

Puteți obține un stabilizator de curent de la un regulator de tensiune pornind LM317 conform acestei scheme. Curentul de ieșire se calculează prin formula I=1,25⋅R1. O astfel de includere este adesea folosită ca driver pentru LED-uri - LED-ul este pornit ca sarcină.

În cele din urmă, o includere neobișnuită a unui stabilizator liniar - pe baza acestuia a fost creat un circuit comutarea sursei de alimentare. Feedback-ul pozitiv pentru apariția oscilațiilor setează circuitul C3R6.

Cipul LM317 are un număr semnificativ de slăbiciuni. Dar arta de a crea circuite este de a folosi avantajele stabilizatorului pentru a ocoli dezavantajele. Sunt dezvăluite toate minusurile microcircuitului, se oferă sfaturi despre cum să le neutralizezi. Prin urmare, LM317 este popular printre creatorii de echipamente radio profesionale și amatori.

Articole similare: