Beskrivning av egenskaper, stifttilldelningar och exempel på kopplingskretsar för den linjära spänningsregulatorn LM317

Vid utveckling av elektriska kretsar blir det ofta nödvändigt att använda spänningsstabilisatorer med låg eller medelhög effekt (upp till 1,5 A) eller referensspänningskällor. Det är bekvämt om en sådan nod är tillgänglig i en integrerad design, i form av en enda mikrokrets. En serie med 9 DC-spänningsklasser från 5V till 24V stänger serieregulatorerna 78XX. Nischarbete LM317 - spänningarna är högre (upp till 37 V) och under (upp till 1,2 V) av detta intervall, mellanspänningsvärden, justerbara stabilisatorer.

Vad är LM317-chipet

Mikrokretsen är en linjär spänningsregulator, vars utgångsvärde kan ställas in inom vissa gränser eller snabbt justeras. Finns i flera boendealternativ med tre ledningar.Utspänningsområdet för alla alternativ är detsamma, och den maximala strömmen kan variera.

Viktiga egenskaper hos LM317 linjär spänningsregulator

Databladen för stabilisatorn LM317 innehåller fullständig teknisk information, som kan hittas genom att studera specifikationen. Nedan är parametrarna, vars bristande efterlevnad är den mest kritiska och om den används felaktigt kan mikrokretsen misslyckas. Först och främst är detta den maximala driftsströmmen. Den ges i föregående avsnitt för olika typer av utförande. Det måste tilläggas att för att få högsta ström på 1,5 A måste mikrokretsen installeras på en kylfläns.

Den maximala spänningen vid regulatorns utgång, byggd på basis av LM317, kan inte vara mer än 40 V. Om detta inte räcker måste du välja en högspänningsanalog av stabilisatorn.

Minsta utspänning är 1,25 V. Med denna kretsdesign kan du få mindre, men överbelastningsskydd kommer att fungera. Detta är inte det bästa alternativet - ett sådant skydd bör fungera mot att överskrida utströmmen, eftersom det fungerar i andra integrerade stabilisatorer. Därför är det i praktiken omöjligt att få en regulator som fungerar från noll när en negativ förspänning appliceras på justeringsstiftet.

Minimivärdet för ingångsspänningen anges inte i databladet, men kan bestämmas utifrån följande överväganden:

• minsta utspänning - 1,25 V;
• det minsta spänningsfallet för Uout = 37 V är lika med tre volt, det är logiskt att anta att det för den minsta utgången inte bör vara mindre;

Baserat på dessa två premisser måste minst 3,5 V tillföras ingången för att erhålla det lägsta utgångsvärdet. Dessutom, för stabil drift, måste strömmen genom delaren vara minst 5 mA - så att den parasitära strömmen på ADJ-utgången inte introducerar en betydande spänningsförskjutning (i praktiken kan den nå upp till 0,5 mA).

Detta gäller information från klassiska datablad från välkända tillverkare (Texas Instruments, etc.). I databladen för det nya provet från sydostasiatiska företag (Tiger Electronics, etc.) anges denna parameter, men i en implicit form, som skillnaden mellan ingångs- och utspänningen. Det bör vara minst 3 volt för alla spänningar, vilket inte motsäger det tidigare resonemanget.

Den maximala inspänningen bör inte överstiga den designade utspänningen med mer än 40 V. Detta måste också beaktas vid utveckling av kretsar.

Viktig! Du kan vägledas av de deklarerade parametrarna om mikrokretsen släpps av någon välkänd tillverkare. Produkter från okända företag har vanligtvis lägre egenskaper

Syfte med slutsatser och funktionsprincip

Det nämndes att LM317 tillhör klassen linjära stabilisatorer. Detta innebär att stabiliseringen av utspänningen utförs på grund av omfördelningen av energi mellan lasten och reglerelementet.

Transistor och last gör upp ingångsspänningsdelare. Om spänningen som är inställd på lasten minskar (på grund av en förändring i ström, etc.), öppnar transistorn något. Om den ökar stängs den, divisionsfaktorn ändras och spänningen vid lasten förblir stabil. Nackdelarna med ett sådant schema är kända:

• det är nödvändigt att ingångsspänningen överstiger utgången;
• en stor effekt försvinner på reglertransistorn;
• Effektiviteten, även teoretiskt, kan inte överstiga Uout/Uin-förhållandet.

Men det finns allvarliga fördelar (i förhållande till pulskretsar):

• relativt enkelt och billigt chip;
• kräver minimal extern rörledning;
• och den största fördelen är att utspänningen är fri från högfrekventa parasitkomponenter (strömförsörjningsstörningar är minimala).

Standardschema för att slå på en mikrokrets:

• ingångsspänning appliceras på ingångsstiftet;
• till utmatning Output - output;
• on Ajust - referensspänningen som utgången beror på.

Motstånd R1 och R2 ställer in utspänningen. Det beräknas med formeln:

Uout=1,25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.

Iadj är avstämningsstiftets parasitström, enligt tillverkaren kan den vara inom 5 µA. Övning visar att den kan nå värden en storleksordning eller två högre.

Kondensator C1 kan ha en kapacitet från hundratals till flera tusen mikrofarader. I de flesta fall är det likriktarens utgångskondensator. Den måste anslutas till mikrokretsen med ledare som inte är längre än 7 cm. Om detta villkor inte kan uppfyllas för likriktarkondensatorn, bör en extra kapacitans på cirka 100 mikrofarad anslutas i omedelbar närhet av ingångsterminalen. Kondensator C3 bör inte ha en kapacitans på mer än 100-200 mikrofarad av två skäl:

• för att undvika övergången av stabilisatorn till självsvängningsläget;
• för att eliminera startströmmen som ska laddas när ström kopplas till.

I det andra fallet kan överbelastningsskydd fungera.

Glöm inte det när ström rinner igenom motstånd, de värms upp (detta är också möjligt när omgivningstemperaturen stiger).Resistansen R1 och R2 ändras och det finns ingen garanti för att de kommer att ändras proportionellt. Därför kan spänningen vid utgången vid uppvärmning eller nedkylning ändras. Om detta är kritiskt kan motstånd med en normaliserad temperaturkoefficient användas. De kan särskiljas genom närvaron av sex ränder på kroppen. Men sådana varor är dyrare och det är svårare att köpa dem. Ett annat alternativ är att använda en zenerdiod för en lämplig spänning istället för R2.

Vilka är analogerna

Det finns liknande mikrokretsar utvecklade i andra företag i andra länder. Kompletta analoger är:

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

Stabilisatorer med ökade elektriska egenskaper tillverkas också. Mer aktuellt kan ges:

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

Om en justerbar spänningskälla med en övre gräns på 60 V krävs måste stabilisatorerna LM317HV, LM117HV användas. Index HV betyder hög spänning - hög spänning.

Av de inhemska mikrokretsarna är KR142EN12 en komplett analog, men den produceras endast i TO-220-paketet. Detta måste beaktas vid design av kretskort.

Exempel på kopplingskretsar för stabilisatorn LM317

Typiska scheman för att slå på mikrokretsen finns i databladet. En typisk tillämpning är en fast spänningsstabilisator, diskuterad ovan.

Om du installerar ett variabelt motstånd istället för R2, kan regulatorns utspänning snabbt justeras. Man måste komma ihåg att potentiometern kommer att vara en svag punkt i kretsen. Även med variabla motstånd av god kvalitet kommer motorns kontaktpunkt med det ledande lagret att ha viss anslutningsinstabilitet. I praktiken kommer detta att resultera i ytterligare instabilitet hos utspänningen.

För skydd rekommenderar tillverkaren att aktivera två diod D1 och D2.Den första dioden ska skydda mot en situation där utspänningen är högre än ingången. I praktiken är denna situation extremt sällsynt och kan endast inträffa om det finns andra spänningskällor från utgångssidan. Tillverkaren noterar att denna diod också skyddar mot kortslutning vid ingången - kondensatorn C1 kommer i detta fall att skapa en urladdningsström med motsatt polaritet, vilket kommer att leda till fel på mikrokretsen. Men inuti mikrokretsen, parallellt med denna diod, finns en kedja av zenerdioder och motstånd, som fungerar precis likadant. Därför är behovet av att installera denna diod tveksamt. Och D2 i en sådan situation kommer att skydda stabilisatorns ingång från strömmen från kondensatorn C2.

Om parallellt med R2 sätt transistor, då kan stabilisatorns funktion styras. När spänning läggs på transistorns bas öppnar den och shuntar R2. Utspänningen minskar till 1,25 V. Här är det nödvändigt att se till att skillnaden mellan ingångs- och utspänningen inte överstiger 40 V.

Potentiometerkontaktens skadliga inverkan på utspänningsstabiliteten kan minskas genom att en kondensator kopplas parallellt med det variabla motståndet. I detta fall kommer skyddsdioden D1 inte att störa.

Om utströmmen från stabilisatorn inte räcker kan den förstärkas med en extern transistor.

Du kan få en strömstabilisator från en spänningsregulator genom att slå på LM317 enligt detta schema. Utströmmen beräknas med formeln I=1,25⋅R1. En sådan inkludering används ofta som en drivrutin för lysdioder - lysdioden slås på som en belastning.

Slutligen, en ovanlig inkludering av en linjär stabilisator - en krets skapades på grundval av den ändra strömförsörjning. Positiv återkoppling för förekomsten av svängningar ställer in kretsen C3R6.

LM317-chippet har ett betydande antal svagheter. Men konsten att skapa kretsar är att använda fördelarna med stabilisatorn för att kringgå nackdelarna. Alla nackdelar med mikrokretsen avslöjas, råd ges om hur man neutraliserar dem. Därför är LM317 populär bland skaparna av professionell och amatörradioutrustning.

Liknande artiklar: