Opis značilnosti, razporeditev kontaktov in primeri stikalnih vezij linearnega regulatorja napetosti LM317

Pri razvoju električnih vezij je pogosto potrebno uporabiti napetostne stabilizatorje nizke ali srednje moči (do 1,5 A) ali viri referenčne napetosti. Primerno je, če je takšno vozlišče na voljo v integrirani izvedbi v obliki enega samega mikrovezja. Razpon 9 ocen enosmerne napetosti v razponu od 5V do 24V zapira serijske regulatorje 78XX. Nišno delo LM317 - napetosti so višje (do 37 V) in spodaj (do 1,2 V) tega območja, vmesne vrednosti napetosti, nastavljivi stabilizatorji.

Kaj je čip LM317

Mikrovezje je linearni regulator napetosti, katerega izhodno vrednost je mogoče nastaviti v določenih mejah ali hitro prilagoditi. Na voljo v več možnostih ohišja s tremi vodniki.Razpon izhodne napetosti za vse možnosti je enak, največji tok pa se lahko razlikuje.

Glavne značilnosti linearnega regulatorja napetosti LM317

Podatkovni listi za stabilizator LM317 vsebujejo popolne tehnične informacije, ki jih lahko najdete s preučevanjem specifikacij. Spodaj so parametri, katerih neupoštevanje je najbolj kritično in če se nepravilno uporablja, lahko mikrovezje odpove. Najprej je to največji delovni tok. Podan je v prejšnjem razdelku za različne vrste izvedbe. Dodati je treba, da je treba za doseganje največjega toka 1,5 A mikrovezje namestiti na hladilno telo.

Največja napetost na izhodu regulatorja, zgrajenega na osnovi LM317, ne sme biti večja od 40 V. Če to ni dovolj, morate izbrati visokonapetostni analog stabilizatorja.

Najmanjša izhodna napetost je 1,25 V. S to zasnovo vezja lahko dobite manj, vendar bo zaščita pred preobremenitvijo delovala. To ni najboljša možnost - taka zaščita bi morala delovati proti prekoračitvi izhodnega toka, kot deluje v drugih integriranih stabilizatorjih. Zato je v praksi nemogoče dobiti regulator, ki deluje od nič, ko se na zatič Adjust uporabi negativna pristranskost.

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

• najmanjša izhodna napetost - 1,25 V;
• najmanjši padec napetosti za Uout = 37 V je enak trem voltom, logično je domnevati, da za najmanjši izhod ne sme biti nič manjši;

Na podlagi teh dveh predpostavk je treba na vhod uporabiti najmanj 3,5 V, da dobimo najmanjšo izhodno vrednost. Tudi za stabilno delovanje mora biti tok skozi delilnik najmanj 5 mA - tako da parazitski tok na izhodu ADJ ne uvede bistvenega napetostnega premika (v praksi lahko doseže do 0,5 mA).

To velja za informacije iz klasičnih podatkovnih listov znanih proizvajalcev (Texas Instruments itd.). V podatkovnih listih novega vzorca podjetij iz jugovzhodne Azije (Tiger Electronics itd.) je ta parameter naveden, vendar v implicitni obliki, kot razlika med vhodno in izhodno napetostjo. Za vse napetosti mora biti najmanj 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 razvoju vezij.

Pomembno! Lahko vas vodijo deklarirani parametri, če mikrovezje izda kateri koli znani proizvajalec. Izdelki neznanih podjetij imajo običajno nižje lastnosti

Namen sklepov in načelo delovanja

Omenjeno je bilo, da LM317 spada v razred linearnih stabilizatorjev. To pomeni, da se stabilizacija izhodne napetosti izvede zaradi prerazporeditve energije med obremenitvijo in regulacijskim elementom.

Sestava tranzistorja in obremenitve delilnik vhodne napetosti. Če se napetost, nastavljena na bremenu, zmanjša (zaradi spremembe toka itd.), se tranzistor rahlo odpre. Če se poveča, se zapre, delitveni faktor se spremeni in napetost pri obremenitvi ostane stabilna. Pomanjkljivosti takšne sheme so znane:

• potrebno je, da vhodna napetost presega izhodno;
• na regulacijskem tranzistorju se razprši velika moč;
• Učinkovitost, tudi teoretično, ne more preseči razmerja Uout / Uin.

Toda obstajajo resne prednosti (glede na impulzna vezja):

• relativno preprost in poceni čip;
• zahteva minimalno zunanje cevovode;
• in glavna prednost je, da izhodna napetost ne vsebuje visokofrekvenčnih parazitskih komponent (motnje napajalnika so minimalne).

Standardna shema za vklop mikrovezja:

• vhodna napetost se nanese na vhodni pin;
• to output Output - izhod;
• on Ajust - referenčna napetost, od katere je odvisen izhod.

Upora R1 in R2 nastavita izhodno napetost. Izračuna se po formuli:

Uout=1,25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.

Iadj je parazitski tok nastavitvenega zatiča, po navedbah proizvajalca je lahko znotraj 5 µA. Praksa kaže, da lahko doseže vrednosti za red ali dva višje.

Kondenzator C1 ima lahko zmogljivost od sto do nekaj tisoč mikrofaradov. V večini primerov je to izhodni kondenzator usmernika. Priključen mora biti na mikrovezje z vodniki, ki niso daljši od 7 cm.Če tega pogoja ni mogoče izpolniti za usmerniški kondenzator, je treba v neposredni bližini vhodnega terminala priključiti dodatno kapacitivnost približno 100 mikrofaradov. Kondenzator C3 ne sme imeti kapacitivnosti več kot 100-200 mikrofarad iz dveh razlogov:

• preprečiti prehod stabilizatorja v način samonihanja;
• za odpravo zagonskega toka za polnjenje, ko je priključeno napajanje.

V drugem primeru lahko deluje zaščita pred preobremenitvijo.

Ne pozabite na to, ko tok teče skozi upori, segrejejo (to je možno tudi pri dvigu temperature okolice).Upornost R1 in R2 se spreminjata in ni zagotovila, da se bosta spremenila sorazmerno. Zato se lahko napetost na izhodu s segrevanjem ali ohlajanjem spremeni. Če je to kritično, se lahko uporabijo upori z normaliziranim temperaturnim koeficientom upora. Razlikujemo jih po prisotnosti šestih črt na telesu. Toda takšni predmeti so dražji in jih je težje kupiti. Druga možnost je uporaba zener diode za ustrezno napetost namesto R2.

Kakšni so analogi

Podobna mikrovezja so razvita v drugih podjetjih v drugih državah. Popolni analogi so:

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

Proizvajajo se tudi stabilizatorji s povečanimi električnimi lastnostmi. Več aktualnega lahko podate:

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

Če je potreben nastavljiv vir napetosti z zgornjo mejo 60 V, je treba uporabiti stabilizatorje LM317HV, LM117HV. Indeks HV pomeni visoka napetost - visoka napetost.

Od domačih mikrovezij je KR142EN12 popoln analog, vendar se proizvaja le v paketu TO-220. To je treba upoštevati pri načrtovanju tiskanih vezij.

Primeri stikalnih vezij za stabilizator LM317

Tipične sheme za vklop mikrovezja so podane v podatkovnem listu. Tipična uporaba je stabilizator fiksne napetosti, o katerem smo razpravljali zgoraj.

Če namesto R2 namestite spremenljivi upor, lahko hitro prilagodite izhodno napetost regulatorja. Upoštevati je treba, da bo potenciometer šibka točka v vezju. Tudi pri kakovostnih spremenljivih uporih bo kontaktna točka motorja s prevodno plastjo imela nekaj nestabilnosti povezave. V praksi bo to povzročilo dodatno nestabilnost izhodne napetosti.

Za zaščito proizvajalec priporoča, da omogočite dva dioda D1 in D2.Prva dioda mora ščititi pred situacijo, ko je izhodna napetost višja od vhodne. V praksi je ta situacija izjemno 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 mikrovezja. Toda znotraj mikrovezja, vzporedno s to diodo, je veriga zener diode in upori, ki bodo delovali enako. Zato je potreba po namestitvi te diode dvomljiva. In D2 bo v takšni situaciji zaščitil vhod stabilizatorja pred tokom kondenzatorja C2.

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

Škodljiv učinek kontakta potenciometra na stabilnost izhodne napetosti je mogoče zmanjšati s priključitvijo kondenzatorja vzporedno s spremenljivim uporom. V tem primeru zaščitna dioda D1 ne bo motila.

Če izhodni tok stabilizatorja ni dovolj, ga lahko povečate z zunanjim tranzistorjem.

Tokovni stabilizator lahko dobite iz regulatorja napetosti tako, da vklopite LM317 po tej shemi. Izhodni tok se izračuna po formuli I=1,25⋅R1. Takšna vključitev se pogosto uporablja kot gonilnik za LED - LED se vklopi kot obremenitev.

Končno je bila nenavadna vključitev linearnega stabilizatorja - na njegovi podlagi je bilo ustvarjeno vezje stikalno napajanje. Pozitivne povratne informacije za pojav nihanja nastavi vezje C3R6.

Čip LM317 ima veliko pomanjkljivosti. Toda umetnost ustvarjanja vezij je uporaba prednosti stabilizatorja, da se zaobidejo slabosti. Razkriti so vse slabosti mikrovezja, podani so nasveti, kako jih nevtralizirati. Zato je LM317 priljubljen pri ustvarjalcih profesionalne in amaterske radijske opreme.

Podobni članki: