Περιγραφή χαρακτηριστικών, αντιστοιχίσεις ακίδων και παραδείγματα κυκλωμάτων μεταγωγής του γραμμικού ρυθμιστή τάσης LM317

Κατά την ανάπτυξη ηλεκτρικών κυκλωμάτων, συχνά καθίσταται απαραίτητη η χρήση σταθεροποιητών τάσης χαμηλής ή μέσης ισχύος (έως 1,5 Α) ή πηγές τάσης αναφοράς. Είναι βολικό εάν ένας τέτοιος κόμβος είναι διαθέσιμος σε ενσωματωμένο σχέδιο, με τη μορφή ενός μόνο μικροκυκλώματος. Μια σειρά από 9 τιμές τάσης DC που κυμαίνονται από 5V έως 24V κλείνουν τους ρυθμιστές σειράς 78ΧΧ. Niche work LM317 - οι τάσεις είναι υψηλότερες (έως 37 V) και παρακάτω (έως 1,2 V) αυτού του εύρους, ενδιάμεσες τιμές τάσης, ρυθμιζόμενοι σταθεροποιητές.

Τι είναι το τσιπ LM317

Το μικροκύκλωμα είναι ένας γραμμικός ρυθμιστής τάσης, η τιμή εξόδου του οποίου μπορεί να ρυθμιστεί εντός ορισμένων ορίων ή να ρυθμιστεί γρήγορα. Διατίθεται σε πολλές επιλογές στέγασης με τρεις απαγωγές.Το εύρος της τάσης εξόδου για όλες τις επιλογές είναι το ίδιο και το μέγιστο ρεύμα μπορεί να διαφέρει.

Βασικά χαρακτηριστικά του γραμμικού ρυθμιστή τάσης LM317

Τα φύλλα δεδομένων για τον σταθεροποιητή LM317 περιέχουν πλήρεις τεχνικές πληροφορίες, τις οποίες μπορείτε να βρείτε μελετώντας τις προδιαγραφές. Παρακάτω αναφέρονται οι παράμετροι, η μη τήρηση των οποίων είναι η πιο κρίσιμη και εάν χρησιμοποιηθούν λανθασμένα, το μικροκύκλωμα μπορεί να αποτύχει. Πρώτα απ 'όλα, αυτό είναι το μέγιστο ρεύμα λειτουργίας. Δίνεται στην προηγούμενη ενότητα για διαφορετικούς τύπους εκτέλεσης. Πρέπει να προστεθεί ότι για να επιτευχθεί το υψηλότερο ρεύμα 1,5 A, το μικροκύκλωμα πρέπει να εγκατασταθεί σε ψύκτρα.

Η μέγιστη τάση στην έξοδο του ρυθμιστή, που έχει κατασκευαστεί με βάση το LM317, δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 40 V. Εάν αυτό δεν είναι αρκετό, πρέπει να επιλέξετε ένα ανάλογο υψηλής τάσης του σταθεροποιητή.

Η ελάχιστη τάση εξόδου είναι 1,25 V. Με αυτόν τον σχεδιασμό κυκλώματος, μπορείτε να πάρετε λιγότερα, αλλά η προστασία υπερφόρτωσης θα λειτουργήσει. Αυτή δεν είναι η καλύτερη επιλογή - μια τέτοια προστασία θα πρέπει να λειτουργεί έναντι της υπέρβασης του ρεύματος εξόδου, καθώς λειτουργεί σε άλλους ενσωματωμένους σταθεροποιητές. Επομένως, στην πράξη, είναι αδύνατο να αποκτήσετε έναν ρυθμιστή που να λειτουργεί από το μηδέν όταν εφαρμόζεται αρνητική προκατάληψη στον ακροδέκτη Adjust.

Η ελάχιστη τιμή της τάσης εισόδου δεν υποδεικνύεται στο φύλλο δεδομένων, αλλά μπορεί να προσδιοριστεί από τα ακόλουθα στοιχεία:

• ελάχιστη τάση εξόδου - 1,25 V;
• η ελάχιστη πτώση τάσης για Uout = 37 V είναι ίση με τρία βολτ, είναι λογικό να υποθέσουμε ότι για την ελάχιστη έξοδο δεν πρέπει να είναι μικρότερη.

Με βάση αυτές τις δύο προϋποθέσεις, πρέπει να εφαρμοστούν τουλάχιστον 3,5 V στην είσοδο για να ληφθεί η ελάχιστη τιμή εξόδου. Επίσης, για σταθερή λειτουργία, το ρεύμα μέσω του διαιρέτη πρέπει να είναι τουλάχιστον 5 mA - έτσι ώστε το παρασιτικό ρεύμα της εξόδου ADJ να μην εισάγει σημαντική μετατόπιση τάσης (στην πράξη μπορεί να φτάσει έως και 0,5 mA).

Αυτό ισχύει για πληροφορίες από κλασικά φύλλα δεδομένων από γνωστούς κατασκευαστές (Texas Instruments, κ.λπ.). Στα δελτία δεδομένων του νέου δείγματος από εταιρείες της Νοτιοανατολικής Ασίας (Tiger Electronics κ.λπ.), η παράμετρος αυτή αναγράφεται, αλλά σε σιωπηρή μορφή, ως διαφορά μεταξύ της τάσης εισόδου και εξόδου. Θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 3 βολτ για όλες τις τάσεις, κάτι που δεν έρχεται σε αντίθεση με το προηγούμενο σκεπτικό.

Η μέγιστη τάση εισόδου δεν πρέπει να υπερβαίνει τη σχεδιασμένη τάση εξόδου κατά περισσότερο από 40 V. Αυτό πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη κατά την ανάπτυξη κυκλωμάτων.

Σπουδαίος! Μπορείτε να καθοδηγηθείτε από τις δηλωμένες παραμέτρους εάν το μικροκύκλωμα απελευθερωθεί από οποιονδήποτε γνωστό κατασκευαστή. Τα προϊόντα άγνωστων εταιρειών έχουν συνήθως χαμηλότερα χαρακτηριστικά

Σκοπός συμπερασμάτων και αρχή λειτουργίας

Αναφέρθηκε ότι το LM317 ανήκει στην κατηγορία των γραμμικών σταθεροποιητών. Αυτό σημαίνει ότι η σταθεροποίηση της τάσης εξόδου πραγματοποιείται λόγω της ανακατανομής της ενέργειας μεταξύ του φορτίου και του ρυθμιστικού στοιχείου.

Τρανζίστορ και συνθέτουν φορτίο διαιρέτης τάσης εισόδου. Εάν η τάση που έχει ρυθμιστεί στο φορτίο μειωθεί (λόγω αλλαγής ρεύματος κ.λπ.), το τρανζίστορ ανοίγει ελαφρώς. Αν αυξηθεί, κλείνει, ο συντελεστής διαίρεσης αλλάζει και η τάση στο φορτίο παραμένει σταθερή. Τα μειονεκτήματα ενός τέτοιου συστήματος είναι γνωστά:

• είναι απαραίτητο η τάση εισόδου να υπερβαίνει την έξοδο.
• μια μεγάλη ισχύς διαχέεται στο ρυθμιστικό τρανζίστορ.
• Η απόδοση, ακόμη και θεωρητικά, δεν μπορεί να υπερβαίνει την αναλογία Uout / Uin.

Υπάρχουν όμως σοβαρά πλεονεκτήματα (σε σχέση με τα παλμικά κυκλώματα):

• σχετικά απλό και φθηνό τσιπ.
• απαιτεί ελάχιστες εξωτερικές σωληνώσεις.
• και το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι η τάση εξόδου είναι απαλλαγμένη από παρασιτικά συστατικά υψηλής συχνότητας (οι παρεμβολές τροφοδοσίας είναι ελάχιστες).

Τυπικό σχέδιο για την ενεργοποίηση μικροκυκλώματος:

• Η τάση εισόδου εφαρμόζεται στον ακροδέκτη εισόδου.
• για έξοδο Έξοδος - έξοδος;
• on Ajust - η τάση αναφοράς από την οποία εξαρτάται η έξοδος.

Οι αντιστάσεις R1 και R2 ρυθμίζουν την τάση εξόδου. Υπολογίζεται με τον τύπο:

Uout=1,25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.

Το Iadj είναι το παρασιτικό ρεύμα του ακροδέκτη συντονισμού, σύμφωνα με τον κατασκευαστή μπορεί να είναι εντός 5 μΑ. Η πρακτική δείχνει ότι μπορεί να φτάσει τιμές τάξης μεγέθους ή δύο υψηλότερες.

Ο πυκνωτής C1 μπορεί να έχει χωρητικότητα από εκατοντάδες έως αρκετές χιλιάδες microfarads. Στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι ο πυκνωτής εξόδου του ανορθωτή. Πρέπει να συνδεθεί στο μικροκύκλωμα με αγωγούς όχι μεγαλύτερους από 7 εκ. Εάν αυτή η προϋπόθεση δεν πληρούται για τον πυκνωτή ανορθωτή, τότε θα πρέπει να συνδεθεί μια πρόσθετη χωρητικότητα περίπου 100 microfarads σε άμεση γειτνίαση με τον ακροδέκτη εισόδου. Ο πυκνωτής C3 δεν πρέπει να έχει χωρητικότητα μεγαλύτερη από 100-200 microfarads για δύο λόγους:

• για να αποφευχθεί η μετάβαση του σταθεροποιητή στη λειτουργία αυτοταλάντωσης.
• για την εξάλειψη του ρεύματος εισόδου για φόρτιση όταν εφαρμόζεται ρεύμα.

Στη δεύτερη περίπτωση, η προστασία υπερφόρτωσης μπορεί να λειτουργήσει.

Μην ξεχνάτε ότι όταν περνάει ρεύμα αντιστάσεις, θερμαίνονται (αυτό είναι δυνατό και όταν αυξάνεται η θερμοκρασία περιβάλλοντος).Οι αντιστάσεις R1 και R2 αλλάζουν και δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι θα αλλάξουν αναλογικά. Επομένως, η τάση στην έξοδο με προθέρμανση ή ψύξη μπορεί να αλλάξει. Εάν αυτό είναι κρίσιμο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντιστάσεις με κανονικοποιημένο συντελεστή αντίστασης θερμοκρασίας. Διακρίνονται από την παρουσία έξι λωρίδων στο σώμα. Αλλά τέτοια είδη είναι πιο ακριβά και είναι πιο δύσκολο να τα αγοράσετε. Μια άλλη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε μια δίοδο zener για μια κατάλληλη τάση αντί για R2.

Ποια είναι τα ανάλογα

Υπάρχουν παρόμοια μικροκυκλώματα που έχουν αναπτυχθεί σε άλλες εταιρείες σε άλλες χώρες. Τα πλήρη ανάλογα είναι:

• GL317;
• SG317;
• UPC317;
• ΗΚΓ 1900.

Παράγονται επίσης σταθεροποιητές με αυξημένα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά. Μπορεί να δοθεί περισσότερη τρέχουσα:

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

Εάν απαιτείται ρυθμιζόμενη πηγή τάσης με ανώτατο όριο 60 V, πρέπει να χρησιμοποιηθούν σταθεροποιητές LM317HV, LM117HV. Δείκτης HV σημαίνει Υψηλή Τάση - υψηλή τάση.

Από τα οικιακά μικροκυκλώματα, το KR142EN12 είναι ένα πλήρες ανάλογο, αλλά παράγεται μόνο στη συσκευασία TO-220. Αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων.

Παραδείγματα κυκλωμάτων μεταγωγής για τον σταθεροποιητή LM317

Τυπικά σχήματα για την ενεργοποίηση του μικροκυκλώματος δίνονται στο φύλλο δεδομένων. Μια τυπική εφαρμογή είναι ένας σταθεροποιητής σταθερής τάσης, που συζητήθηκε παραπάνω.

Εάν εγκαταστήσετε μια μεταβλητή αντίσταση αντί για R2, τότε η τάση εξόδου του ρυθμιστή μπορεί να ρυθμιστεί γρήγορα. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το ποτενσιόμετρο θα είναι ένα αδύναμο σημείο στο κύκλωμα. Ακόμη και με καλής ποιότητας μεταβλητές αντιστάσεις, το σημείο επαφής του κινητήρα με το αγώγιμο στρώμα θα έχει κάποια αστάθεια σύνδεσης. Στην πράξη, αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα πρόσθετη αστάθεια της τάσης εξόδου.

Για προστασία, ο κατασκευαστής συνιστά να ενεργοποιήσετε δύο δίοδος Δ1 και Δ2.Η πρώτη δίοδος θα πρέπει να προστατεύει από μια κατάσταση όπου η τάση εξόδου είναι υψηλότερη από την είσοδο. Στην πράξη, αυτή η κατάσταση είναι εξαιρετικά σπάνια και μπορεί να συμβεί μόνο εάν υπάρχουν άλλες πηγές τάσης από την πλευρά εξόδου. Ο κατασκευαστής σημειώνει ότι αυτή η δίοδος προστατεύει επίσης από την περίπτωση βραχυκυκλώματος στην είσοδο - ο πυκνωτής C1 σε αυτή την περίπτωση θα δημιουργήσει ρεύμα εκφόρτισης αντίθετης πολικότητας, το οποίο θα οδηγήσει σε αστοχία του μικροκυκλώματος. Αλλά μέσα στο μικροκύκλωμα, παράλληλα με αυτή τη δίοδο, υπάρχει μια αλυσίδα από δίοδοι zener και αντιστάσεις, οι οποίες θα λειτουργούν ακριβώς το ίδιο. Επομένως, η ανάγκη εγκατάστασης αυτής της διόδου είναι αμφίβολη. Και το D2 σε μια τέτοια κατάσταση θα προστατεύσει την είσοδο του σταθεροποιητή από το ρεύμα του πυκνωτή C2.

Αν είναι παράλληλη με το R2 βάλε τρανζίστορ, τότε η λειτουργία του σταθεροποιητή μπορεί να ελεγχθεί. Όταν εφαρμόζεται τάση στη βάση του τρανζίστορ, ανοίγει και μετατρέπει το R2. Η τάση εξόδου μειώνεται στα 1,25 V. Εδώ είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι η διαφορά μεταξύ της τάσης εισόδου και εξόδου δεν υπερβαίνει τα 40 V.

Η επιβλαβής επίδραση της επαφής του ποτενσιόμετρου στη σταθερότητα της τάσης εξόδου μπορεί να μειωθεί συνδέοντας έναν πυκνωτή παράλληλα με τη μεταβλητή αντίσταση. Σε αυτήν την περίπτωση, η προστατευτική δίοδος D1 δεν θα παρεμβαίνει.

Εάν το ρεύμα εξόδου του σταθεροποιητή δεν είναι αρκετό, μπορεί να ενισχυθεί με εξωτερικό τρανζίστορ.

Μπορείτε να πάρετε έναν σταθεροποιητή ρεύματος από έναν ρυθμιστή τάσης ενεργοποιώντας το LM317 σύμφωνα με αυτό το σχήμα. Το ρεύμα εξόδου υπολογίζεται με τον τύπο I=1,25⋅R1. Μια τέτοια συμπερίληψη χρησιμοποιείται συχνά ως οδηγός για LED - η λυχνία LED είναι ενεργοποιημένη ως φορτίο.

Τέλος, μια ασυνήθιστη συμπερίληψη ενός γραμμικού σταθεροποιητή - ένα κύκλωμα δημιουργήθηκε στη βάση του τροφοδοτικό μεταγωγής. Η θετική ανάδραση για την εμφάνιση ταλαντώσεων θέτει το κύκλωμα C3R6.

Το τσιπ LM317 έχει σημαντικό αριθμό αδυναμιών. Αλλά η τέχνη της δημιουργίας κυκλωμάτων είναι να χρησιμοποιείς τα πλεονεκτήματα του σταθεροποιητή για να παρακάμψεις τα μειονεκτήματα. Όλα τα μειονεκτήματα του μικροκυκλώματος αποκαλύπτονται, δίνονται συμβουλές για το πώς να τα εξουδετερώσετε. Ως εκ τούτου, το LM317 είναι δημοφιλές στους δημιουργούς επαγγελματικού και ερασιτεχνικού ραδιοφωνικού εξοπλισμού.

Παρόμοια άρθρα: