Az elektromos áramkörök fejlesztésekor gyakran szükségessé válik kis vagy közepes teljesítményű feszültségstabilizátorok használata (1,5 A-ig) vagy referencia feszültségforrások. Kényelmes, ha egy ilyen csomópont integrált kialakításban, egyetlen mikroáramkör formájában érhető el. 9 névleges egyenfeszültség tartomány 5 V és 24 V között zárja a sorozatszabályozókat 78XX. Niche munka LM317 - a feszültségek magasabbak (37 V-ig) és alatta (1,2 V-ig) ebből a tartományból, közbenső feszültségértékek, állítható stabilizátorok.
Tartalom
Mi az LM317 chip?
A mikroáramkör egy lineáris feszültségszabályozó, amelynek kimeneti értéke bizonyos határok között állítható vagy gyorsan beállítható. Többféle háztípusban kapható, három vezetékkel.A kimeneti feszültség tartománya minden opciónál azonos, és a maximális áramerősség változhat.
| Kijelölés | Maximális áramerősség, A | Keret |
|---|---|---|
| LM317T | 1,5 | TO-220 |
| LM317LZ | 0,1 | TO-92 |
| LM317P | 1,5 | ISOWAT-220 |
| LM317D2T | 1,5 | D2PAK |
| LM317K | 0,1 | TO-3 |
| LM317LD | 1,5 | SO-8 |
Az LM317 lineáris feszültségszabályozó főbb jellemzői
Az LM317 stabilizátor adatlapjai teljes műszaki információt tartalmaznak, amelyeket a specifikáció tanulmányozásával találhat meg. Az alábbiakban felsoroljuk azokat a paramétereket, amelyek be nem tartása a legkritikusabb, és helytelen használat esetén a mikroáramkör meghibásodhat. Először is ez a maximális üzemi áram. Az előző szakaszban a különböző végrehajtási típusokhoz került megadásra. Hozzá kell tenni, hogy a legnagyobb, 1,5 A-es áram eléréséhez a mikroáramkört hűtőbordára kell felszerelni.
Az LM317-re épülő szabályozó kimenetének maximális feszültsége nem haladhatja meg a 40 V-ot. Ha ez nem elég, akkor a stabilizátor nagyfeszültségű analógját kell választania.
A minimális kimeneti feszültség 1,25 V. Ezzel az áramköri kialakítással kevesebbet érhet el, de a túlterhelés elleni védelem működni fog. Ez nem a legjobb megoldás - az ilyen védelemnek működnie kell a kimeneti áram túllépése ellen, mivel más integrált stabilizátorokban működik. Ezért a gyakorlatban lehetetlen olyan szabályozót beszerezni, amely nulláról működik, ha negatív előfeszítést alkalmaznak az Adjust pinre.
A bemeneti feszültség minimális értéke nincs feltüntetve az adatlapon, de az alábbi szempontok alapján határozható meg:
- minimális kimeneti feszültség - 1,25 V;
- a minimális feszültségesés Uout = 37 V esetén három volt, logikus feltételezni, hogy a minimális kimenetnél nem lehet kevesebb;
E két premisszió alapján legalább 3,5 V feszültséget kell adni a bemenetre a minimális kimeneti érték eléréséhez. Ezenkívül a stabil működés érdekében az osztón áthaladó áramnak legalább 5 mA-nek kell lennie - hogy az ADJ kimenet parazitaárama ne hozzon létre jelentős feszültségeltolódást (a gyakorlatban ez elérheti a 0,5 mA-t is).
Ez a jól ismert gyártók (Texas Instruments stb.) klasszikus adatlapjain található információkra vonatkozik. A délkelet-ázsiai cégek (Tiger Electronics stb.) új mintájának adatlapjain ez a paraméter, de implicit formában, a bemeneti és a kimeneti feszültség különbségeként szerepel. Minden feszültségnél legalább 3 V-nak kell lennie, ami nem mond ellent az előző érvelésnek.
A maximális bemeneti feszültség nem haladhatja meg a tervezett kimeneti feszültséget 40 V-nál nagyobb mértékben. Ezt is figyelembe kell venni az áramkörök kialakításakor.
Fontos! A deklarált paraméterek vezérelhetők, ha a mikroáramkört bármely jól ismert gyártó kiadja. Az ismeretlen cégek termékei általában alacsonyabb tulajdonságokkal rendelkeznek
A következtetések célja és működési elve
Megemlítették, hogy az LM317 a lineáris stabilizátorok osztályába tartozik. Ez azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség stabilizálása a terhelés és a szabályozó elem közötti energia újraelosztása miatt történik.
A tranzisztor és a terhelés kompatibilis bemeneti feszültségosztó. Ha a terhelésre beállított feszültség csökken (áramváltozás stb. miatt), a tranzisztor kissé kinyílik. Ha növekszik, akkor zár, az osztási tényező megváltozik és a terhelésnél a feszültség stabil marad. Egy ilyen rendszer hátrányai ismertek:
- szükséges, hogy a bemeneti feszültség meghaladja a kimenetet;
- nagy teljesítmény disszipálódik a szabályozó tranzisztoron;
- A hatásfok még elméletileg sem haladhatja meg az Uout / Uin arányt.
De vannak komoly előnyei (az impulzusáramkörökhöz képest):
- viszonylag egyszerű és olcsó chip;
- minimális külső csővezetéket igényel;
- és a fő előnye, hogy a kimeneti feszültség mentes a nagyfrekvenciás parazita komponensektől (minimális a tápegység interferencia).
A mikroáramkör bekapcsolásának szabványos sémája:
- bemeneti feszültség kerül a bemeneti érintkezőre;
- kimenetre Kimenet - kimenet;
- on Ajust - a referenciafeszültség, amelytől a kimenet függ.
Az R1 és R2 ellenállások beállítják a kimeneti feszültséget. Kiszámítása a következő képlettel történik:
Uout=1,25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.
Az Iadj a hangolócsap parazitaárama, a gyártó szerint 5 µA-en belül lehet. A gyakorlat azt mutatja, hogy egy vagy két nagyságrenddel magasabb értékeket is elérhet.
A C1 kondenzátor kapacitása száztól több ezer mikrofaradig terjedhet. A legtöbb esetben ez az egyenirányító kimeneti kondenzátora. 7 cm-nél nem hosszabb vezetékekkel kell a mikroáramkörhöz kötni Ha ez a feltétel az egyenirányító kondenzátornál nem teljesül, akkor a bemeneti kapocs közvetlen közelében kb.100 mikrofarad további kapacitást kell bekötni. A C3 kondenzátor kapacitása nem lehet nagyobb 100-200 mikrofaradnál, két okból:
- a stabilizátor önoszcillációs üzemmódba való átállásának elkerülése;
- hogy megszüntesse a bekapcsolási áramot a töltéshez, amikor a tápfeszültség rá van kapcsolva.
A második esetben a túlterhelés elleni védelem működhet.
Ne felejtse el, amikor áram folyik rajta ellenállások, felmelegszenek (ez akkor is lehetséges, ha a környezeti hőmérséklet emelkedik).Az R1 és R2 ellenállás megváltozik, és nincs garancia arra, hogy arányosan változnak. Emiatt a kimeneti feszültség felmelegedéssel vagy lehűléssel változhat. Ha ez kritikus, akkor normalizált hőmérsékleti ellenállási együtthatójú ellenállások használhatók. Megkülönböztethetők hat csík jelenléte a testen. De az ilyen termékek drágábbak, és nehezebb megvenni őket. Egy másik lehetőség, hogy R2 helyett Zener-diódát használunk megfelelő feszültséghez.
Mik az analógok
Vannak hasonló mikroáramkörök, amelyeket más országok vállalatai fejlesztettek ki. A teljes analógok a következők:
- GL317;
- SG317;
- UPC317;
- EKG1900.
Megnövelt elektromos jellemzőkkel rendelkező stabilizátorokat is gyártanak. Aktuálisabb adható:
- LM338 - 5 A;
- LM138 - 5 A
- LM350 - 3 A.
Ha 60 V-os felső határértékkel állítható feszültségforrásra van szükség, akkor LM317HV, LM117HV stabilizátorokat kell használni. A HV index azt jelenti, hogy High Voltage – magas feszültség.
A hazai mikroáramkörök közül a KR142EN12 teljes analóg, de csak a TO-220 csomagban készül. Ezt figyelembe kell venni a nyomtatott áramköri lapok tervezésénél.
Példák az LM317 stabilizátor kapcsolóáramköreire
A mikroáramkör bekapcsolásának tipikus sémája az adatlapon található. Tipikus alkalmazási terület a fentebb tárgyalt rögzített feszültségstabilizátor.
Ha az R2 helyett változó ellenállást telepít, akkor a szabályozó kimeneti feszültsége gyorsan beállítható. Szem előtt kell tartani, hogy a potenciométer az áramkör gyenge pontja lesz. Még jó minőségű változtatható ellenállások esetén is, a motor érintkezési pontja a vezető réteggel kapcsolatban némi instabilitást mutat. A gyakorlatban ez a kimeneti feszültség további instabilitását eredményezi.
A védelem érdekében a gyártó kettő engedélyezését javasolja dióda D1 és D2.Az első diódának meg kell védenie az olyan helyzetektől, amikor a kimeneti feszültség magasabb, mint a bemeneti feszültség. A gyakorlatban ez a helyzet rendkívül ritka, és csak akkor fordulhat elő, ha a kimeneti oldalon más feszültségforrások is vannak. A gyártó megjegyzi, hogy ez a dióda a bemeneti rövidzárlat ellen is véd - a C1 kondenzátor ebben az esetben ellentétes polaritású kisülési áramot hoz létre, ami a mikroáramkör meghibásodásához vezet. De a mikroáramkör belsejében, ezzel a diódával párhuzamosan, van egy lánc zener diódák és ellenállások, amelyek ugyanúgy működnek. Ezért kétséges a dióda telepítésének szükségessége. És a D2 ilyen helyzetben megvédi a stabilizátor bemenetét a C2 kondenzátor áramától.
Ha párhuzamos az R2-vel, tegye tranzisztor, akkor a stabilizátor működése szabályozható. Ha feszültséget kapcsolunk a tranzisztor alapjára, az kinyílik, és söntöli az R2-t. A kimeneti feszültség 1,25 V-ra csökken. Itt ügyelni kell arra, hogy a bemeneti és a kimeneti feszültség közötti különbség ne haladja meg a 40 V-ot.
A potenciométer érintkezőjének a kimeneti feszültség stabilitására gyakorolt káros hatása csökkenthető, ha a változó ellenállással párhuzamosan kondenzátort csatlakoztatunk. Ebben az esetben a D1 védődióda nem zavarja.
Ha a stabilizátor kimenő árama nem elegendő, akkor külső tranzisztorral fokozható.
Áramstabilizátort kaphat egy feszültségszabályozóból, ha bekapcsolja az LM317-et ennek a sémának megfelelően. A kimeneti áramot az I=1,25⋅R1 képlet alapján számítjuk ki. Az ilyen beépítést gyakran használják LED-ek illesztőprogramjaként - a LED terhelésként be van kapcsolva.
Végül egy lineáris stabilizátor szokatlan beépítése - egy áramkör jött létre az alapján kapcsolóüzemű tápegység. A rezgések előfordulására vonatkozó pozitív visszacsatolás beállítja a C3R6 áramkört.
Az LM317 chipnek jelentős számú gyengesége van. Az áramkörök létrehozásának művészete azonban a stabilizátor előnyeinek felhasználása a hátrányok megkerülésére. Felfedik a mikroáramkör összes mínuszát, tanácsot adnak azok semlegesítésére. Ezért az LM317 népszerű a professzionális és amatőr rádióberendezések alkotói körében.
Hasonló cikkek:
