Projektuojant elektros grandines dažnai tenka naudoti mažos arba vidutinės galios įtampos reguliatorius (iki 1,5 A) arba etaloninių įtampos šaltinių. Patogu, jei toks mazgas yra integruotos konstrukcijos, vieno lusto pavidalo. Serijoje yra 9 nuolatinės įtampos nuo 5 iki 24 V intervalai. 78XX. LM317 veikimo nišoje yra aukštesnės įtampos (iki 37 V) ir žemiau (iki 1,2 V), tarpinės įtampos, reguliuojami reguliatoriai.
Turinys
Kas yra LM317
Tai tiesinis įtampos reguliatorius, kurio išėjimo vertę galima nustatyti tam tikrose ribose arba reguliuoti. Jį galima įsigyti keliuose trijų kontaktų paketuose. Visų variantų išėjimo įtampos diapazonas yra vienodas, tačiau didžiausia srovė gali skirtis.
| Pavadinimas | Maksimali srovė, A | Byla |
|---|---|---|
| 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 |
Pagrindinės linijinio įtampos reguliatoriaus LM317 savybės
LM317 duomenų lapuose pateikiama išsami techninė informacija, kurią galima rasti perskaičius duomenų lapą. Toliau pateikiami parametrai, kurių nesilaikymas yra svarbiausias ir kuriuos netinkamai naudojant mikroschema gali sugesti. Pirmiausia tai yra didžiausia darbinė srovė. Ankstesniame skirsnyje pateikiama įvairių versijų informacija. Reikėtų pridurti, kad norint pasiekti didžiausią 1,5 A srovę, integrinis grandynas turi būti sumontuotas ant radiatoriaus.
Maksimali įtampa LM317 reguliatoriaus išėjime gali būti iki 40 V. Jei to nepakanka, pasirinkite aukštos įtampos analoginį reguliatorių.
Mažiausia išėjimo įtampa yra 1,25 V. Naudodami šią grandinę galite gauti mažiau, tačiau apsauga nuo perkrovos suveiks. Tai nėra geras pasirinkimas - tokia apsauga turėtų veikti nuo išėjimo srovės viršijimo, kaip ir kituose integruotuose reguliatoriuose. Todėl praktiškai neįmanoma gauti reguliatoriaus, kuris veiktų nuo nulio, kai į reguliavimo kaištį įjungiamas neigiamas šališkumas.
Mažiausia įėjimo įtampos vertė duomenų lape nenurodyta, tačiau ją galima nustatyti remiantis toliau pateiktais duomenimis:
- Mažiausia išėjimo įtampa yra 1,25 V;
- mažiausias įtampos kritimas Uout=37V yra trys voltai, todėl logiška manyti, kad minimalus išėjimo įtampos kritimas turėtų būti ne mažesnis;
Remiantis šiomis dviem prielaidomis, norint gauti mažiausią išėjimo vertę, į įėjimą turi būti tiekiama bent 3,5 V įtampa. Be to, stabiliam veikimui srovė per daliklį turi būti ne mažesnė kaip 5 mA, kad ADJ kaiščio parazitinė srovė nesukeltų žymaus įtampos poslinkio (praktiškai ji gali būti iki 0,5 mA).
Tai yra informacija iš klasikinių žinomų gamintojų (Texas Instruments ir kt.) duomenų lapų. Naujesniuose Pietryčių Azijos įmonių (Tiger Electronics ir kt.) duomenų lapuose šis parametras nurodomas, tačiau netiesiogiai kaip skirtumas tarp įėjimo įtampos ir išėjimo įtampos. Visoms įtampoms ji turėtų būti ne mažesnė kaip 3 voltai, o tai neprieštarauja ankstesniems samprotavimams.
Didžiausia įėjimo įtampa neturi viršyti suprojektuotos išėjimo įtampos daugiau kaip 40 V. Į tai taip pat reikėtų atsižvelgti projektuojant grandines.
Svarbu! Nurodytus parametrus galima naudoti kaip atskaitos tašką tik tuo atveju, jei lustas yra patikimo gamintojo. Nežinomų gamintojų produktai paprastai pasižymi prastesnėmis savybėmis
Kaiščių priskyrimas ir veikimo principas
Minėta, kad LM317 yra tiesinis reguliatorius. Tai reiškia, kad išėjimo įtampa stabilizuojama perskirstant energiją tarp apkrovos ir reguliatoriaus.
Tranzistorius ir apkrova sudaro įėjimo įtampos daliklis. Jei įtampa, nustatyta apkrovai, sumažėja (dėl srovės pokyčių ir pan.), tranzistorius šiek tiek atsidaro. Jei jis didėja, jis užsidaro, dalijimo santykis keičiasi, o įtampa ant apkrovos išlieka stabili. Šios grandinės trūkumai yra gerai žinomi:
- būtina, kad įėjimo įtampa viršytų išėjimo įtampą;
- Reguliavimo tranzistorius turi išsklaidyti daug energijos;
- Efektyvumas net teoriškai negali viršyti Uin/Uin santykio.
Tačiau yra rimtų privalumų (palyginti su impulsinėmis grandinėmis):
- palyginti paprasta ir nebrangi mikroschema;
- Reikalingas minimalus išorinių vamzdynų kiekis;
- o pagrindinis privalumas yra tas, kad išėjimo įtampoje nėra aukšto dažnio parazitinių komponentų (maitinimo šaltinio trikdžiai yra minimalūs).
Standartinė mikroschemos schema yra tokia:
- įvesties įtampa tiekiama į įvesties kaištį;
- Išvestis - išvestis;
- Ajust - atskaitos įtampa, nuo kurios priklauso išėjimo įtampa.
Rezistoriai R1 ir R2 nustato išėjimo įtampą. Jis apskaičiuojamas pagal formulę:
U out=1,25⋅ (1+R2/R1) +Iadj⋅R2.
Iadj yra parazitinė išėjimo nustatymo srovė, gamintojo duomenimis, ji gali būti 5 μA. Praktika rodo, kad jis gali pasiekti dar vienu ar dviem laipsniais didesnes vertes.
Kondensatoriaus C1 talpa gali būti nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių mikrofaradų. Dažniausiai tai būna lygintuvo išėjimo kondensatorius. Prie mikroschemos jis turi būti prijungtas ne ilgesnis kaip 7 cm. Jei šios lygintuvo kondensatoriaus sąlygos negalima įvykdyti, prie pat įėjimo gnybto reikia prijungti papildomą maždaug 100 µF kondensatorių. Kondensatoriaus C3 talpa neturėtų būti didesnė nei 100-200 µF dėl dviejų priežasčių:
- Kad stabilizatorius nepereitų į automatinio virpesių režimą;
- Siekiant išvengti srovės šuolio įkrovoje, kai įjungiamas maitinimo šaltinis.
Antruoju atveju gali suveikti apsauga nuo perkrovos.
Reikėtų nepamiršti, kad kai srovė teka per rezistoriai, jie įšils (tai taip pat gali atsitikti, jei pakils aplinkos temperatūra). Keičiasi R1 ir R2 varža, ir nėra garantijos, kad ji keisis proporcingai. Todėl išėjimo įtampa gali kisti šylant arba šylant. Jei tai labai svarbu, galima naudoti rezistorius su normalizuotu temperatūriniu varžos koeficientu. Juos galima atskirti pagal šešias juosteles ant korpuso. Tačiau šie elementai yra brangesni ir sunkiau įsigyjami. Kitas variantas - vietoj R2 naudoti tinkamą įtampos reguliatorių.
Kokie yra analogai
Panašias grandines yra sukūrusios ir kitos įmonės kitose šalyse. Visiški analogai yra:
- GL317;
- SG317;
- UPC317;
- ECG1900.
Taip pat galima įsigyti stabilizatorių su geresnėmis elektrinėmis charakteristikomis. Galima tiekti didesnes sroves:
- LM338 - 5A;
- LM138 - 5 A
- LM350 - 3 A.
Jei reikia reguliuojamos įtampos šaltinio, kurio viršutinė riba yra 60 V, reikia naudoti stabilizatorius LM317HV, LM117HV. Indeksas HV reiškia aukštą įtampą.
Vietinis atitikmuo yra KR142EN12, tačiau jis gaminamas tik TO-220 pakuotėje. Į tai reikėtų atsižvelgti projektuojant spausdintines plokštes.
LM317 reguliatoriaus perjungimo grandinių pavyzdžiai
Tipinės mikroschemos schemos pateiktos duomenų lape. Standartinis pritaikymas - fiksuotos įtampos reguliatorius - aptartas pirmiau.
Jei vietoj R2 įrengiamas kintamasis rezistorius, reguliatoriaus išėjimo įtampą galima greitai reguliuoti. Atkreipkite dėmesį, kad potenciometras bus silpnoji grandinės vieta. Net ir naudojant geros kokybės kintamuosius rezistorius, slankiklio ir laidžiojo sluoksnio sąlyčio taškas bus šiek tiek nestabilus. Praktikoje tai lemia papildomą išėjimo įtampos nestabilumą.
Apsaugai gamintojas rekomenduoja naudoti du diodai D1 ir D2. Pirmasis diodas turėtų apsaugoti nuo situacijos, kai išėjimo įtampa yra didesnė už įėjimo įtampą. Praktikoje tokia situacija pasitaiko labai retai ir tik tuo atveju, jei išėjimo pusėje yra kitų įtampos šaltinių. Gamintojas pažymi, kad šis diodas taip pat apsaugo nuo trumpojo jungimo įėjime - tuomet kondensatorius C1 sukurtų priešingo poliariškumo iškrovos srovę, dėl kurios mikroschema sugestų. Tačiau lusto viduje lygiagrečiai šiam diodui yra grandinė stabilizatorių ir rezistorių, kurie veiks lygiai taip pat. Taigi šio diodo poreikis yra abejotinas. Tokiu atveju D2 apsaugo stabilizatoriaus įėjimą nuo kondensatoriaus C2 srovės.
Jei lygiagrečiai R2 prijungčiau tranzistorių tranzistorius, galima valdyti AVR veikimą. Kai į tranzistoriaus bazę paduodama įtampa, jis atsidaro ir šuntuoja R2. Išėjimo įtampa sumažinama iki 1,25 V. Reikia stebėti, kad skirtumas tarp įėjimo ir išėjimo įtampos neviršytų 40 V.
Žalingą potenciometro kontakto poveikį išėjimo įtampos stabilumui galima sumažinti lygiagrečiai prie kintamosios varžos prijungus kondensatorių. Šiuo atveju apsauginis diodas D1 netrukdo.
Jei AVR išėjimo srovės nepakanka, ją galima padidinti išoriniu tranzistoriumi.
Įtampos reguliatorių galima paversti srovės reguliatoriumi, į šią grandinę įtraukus LM317. Išėjimo srovė apskaičiuojama pagal formulę I=1,25⋅R1. Tokio tipo integratorius dažnai naudojamas kaip šviesos diodų tvarkyklė - šviesos diodas įjungiamas kaip apkrova.
Galiausiai, neįprastas linijinio reguliatoriaus įtraukimas - grandinė, pagrįsta komutacinis maitinimo šaltinis. C3R6 grandinė užtikrina teigiamą grįžtamąjį ryšį, kad vyktų virpesiai.
LM317 lustas turi nemažai trūkumų. Tačiau grandinės projektavimo menas - išnaudoti stipriąsias reguliatoriaus puses ir apeiti silpnąsias. Nurodomi visi lusto trūkumai ir patariama, kaip juos neutralizuoti. Todėl LM317 yra populiarus tarp profesionalios ir mėgėjiškos radijo įrangos kūrėjų.
Susiję straipsniai:
