Ο τελικός οδηγός για τους μετασχηματιστές LM317: δεδομένα, χαρακτηριστικά και εφαρμογές τους
2023-12-01 7493

Κατάλογος

Ο LM317 είναι ένα τσιπ ρυθμιστή τάσης που χρησιμοποιείται συχνά σε κυκλώματα, που σημειώνεται για τη μεταβλητή τάση εξόδου του.Αυτός ο γραμμικός ρυθμιστής είναι κατάλληλος για ένα τεράστιο εύρος ηλεκτρονικών εφαρμογών, όπως κυκλώματα ισχύος, αναλογικά κυκλώματα και όργανα ακριβείας.Το LM317 προσφέρει μια σταθερή τάση εξόδου διαχειρίζοντας τη διαφορά μεταξύ εισόδου και εξόδου, με αξιέπαινη ρύθμιση φορτίου και γραμμής.

Τι είναι το LM317;

Το LM317 είναι ένας ρυθμιζόμενος ρυθμιζόμενος τριών τερματικών που χρησιμοποιεί σταθερή εσωτερική τάση αναφοράς, επιτρέποντας τη ρύθμιση τάσης εξόδου μέσω εξωτερικών αντιστάσεων.Χρησιμοποιείται συνήθως σε διάφορα κυκλώματα ισχύος ως ρυθμιστή, παρέχοντας μια σταθερή έξοδο τάσης και προστατεύοντας αποτελεσματικά τα επακόλουθα κυκλώματα από διακυμάνσεις της τάσης εισόδου.

Pinout του LM317

Εικόνα 1: LM317 Pinout

Κοιτάζοντας τον ρυθμιστή τάσης από το μπροστινό μέρος, ο πρώτος πείρος στα αριστερά είναι adj, το μεσαίο είναι vout, και ο τελευταίος πείρος στα δεξιά είναι VIN.

Είσοδος (VIN): Το VIN είναι ο πείρος που λαμβάνει την τάση εισόδου, η οποία θα ρυθμιστεί σε μια συγκεκριμένη τάση.

Έξοδος (vout): Το Vout είναι ο πείρος που παρέχει μια σταθερή έξοδο.Παρέχει ρυθμιζόμενη τάση, συνήθως συνδεδεμένη με κυκλώματα που απαιτούν ρύθμιση τάσης.

Ρύθμιση (adj): adj είναι ο πείρος που επιτρέπει τον έλεγχο της εξόδου τάσης.Αυτός ο πείρος συνδέεται συνήθως σε μια αντίσταση σε συνδυασμό με τον ακροδέκτη εξόδου για να ρυθμίσετε την επιθυμητή τάση εξόδου.

Χαρακτηριστικά του LM317

Εύρος τάσης εξόδου: ρυθμιζόμενο από 1,25V έως 37V.

Χωρητικότητα εξόδου: ικανή να παρέχει 1,5α ρεύματος εξόδου.

Διαφορά τάσης εισόδου-εξόδου: μέγιστο 40V, αλλά ένα συνιστώμενο διαφορικό είναι 3V έως 15V για βέλτιστη σταθερότητα ρύθμισης.

Μέγιστο ρεύμα εξόδου σε διαφορά 15V: 2.2A.

Θερμική σταθερότητα: Παραμένει σταθερή εντός της περιοχής θερμοκρασίας από 0 έως 125 ° C.

Συσκευασία: Συνήθως διαθέσιμη σε TO-220, SOT223 και TO-263, μεταξύ άλλων.

Κανονισμός φόρτωσης: Συνήθως στο 0,1%.

Ρύθμιση γραμμής: Συνήθως στο 0,01%/v.

Αναλογία απόρριψης κυματισμού: 80 dB.

Ρεύμα ρύθμισης ρύθμισης: Οι τυπικές τιμές κυμαίνονται από 50μα έως 100μα.

Προστασία υπερβολικής θερμοκρασίας: Διαθέτει θερμικό τερματισμό για να αποφευχθεί ζημιές λόγω υπερθέρμανσης.

Προστασία βραχυκυκλώματος: Περιλαμβάνει περιορισμό εσωτερικού ρεύματος για συνθήκες βραχυκυκλώματος.

Αρχή λειτουργίας του LM317

Εικόνα 2: Αρχή λειτουργίας LM317

Η αρχή λειτουργίας του LM317 περιστρέφεται γύρω από τη διατήρηση μιας σταθερής πτώσης τάσης σε δύο ακίδες.Έχει σταθερή εσωτερική τάση αναφοράς, συνήθως 1,25 βολτ, η οποία χρησιμεύει ως σημείο αναφοράς για την προσαρμογή της τάσης εξόδου του ρυθμιστή.Μεταβάλλοντας την τιμή αντίστασης του R2, η τάση μεταξύ των ακροδεκτών VOUT και ADJ μπορεί να τροποποιηθεί, αλλάζοντας έτσι την τάση εξόδου στο VOUT.Η παρουσία των πυκνωτών C1 και C2 εξασφαλίζει τη σταθερή λειτουργία του κυκλώματος, μειώνοντας τις διακυμάνσεις της τάσης και τον θόρυβο.Επιλέγοντας με ακρίβεια τις τιμές για τα R1 και R2, οι χρήστες μπορούν να ορίσουν την επιθυμητή τάση εξόδου οπουδήποτε από 1,25 volts έως και αρκετές δεκάδες βολτ κατά τη χρήση.

Αυτό είναι το πλεονέκτημα ενός ρυθμιζόμενου ρυθμιστή τάσης.Μπορείτε να το συντονίσετε σε οποιαδήποτε τάση εντός του υποστηριζόμενου εύρους του ρυθμιστή.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Οι πυκνωτές C1 και C2 χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό της γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας.Το C1 είναι προαιρετικό και τυπικά χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό της μεταβατικής απόκρισης.Ωστόσο, το C2 είναι απαραίτητο όταν η συσκευή είναι απομακρυσμένη από τυχόν πυκνωτές φιλτραρίσματος, καθώς βοηθά στην εξομάλυνση των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας σε περίπτωση ρεύματος αιχμές.

Υπολογισμός αντίστασης/τάσης για LM317

Εικόνα 3: Διάγραμμα υπολογισμού τάσης LM317

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο τύπο για να υπολογίσετε την τάση εξόδου (VOUT), η οποία εξαρτάται από τις τιμές των εξωτερικών αντιστάσεων R1 και R2.

Vout = 1,25V (1 + r2/r1)

Συνήθως, η τιμή του R1 είναι σταθερή στα 240 ohms (συνιστάται), αλλά μπορεί επίσης να ρυθμιστεί μεταξύ 100 και 1000 ohms.Στη συνέχεια, πρέπει να εισάγετε την τιμή του R2 για να εκτελέσετε τον υπολογισμό της τάσης εξόδου.Σε αυτή την περίπτωση, εάν το R2 χρησιμοποιεί 1000 ohms, ο τύπος ολοκληρώνεται ως εξής:

Vout = 1,25x (1+1000/240) = 6,453V

Ομοίως, μπορείτε να υπολογίσετε την τιμή του R2 χρησιμοποιώντας τον ίδιο τύπο.Εάν έχετε ρυθμίσει την τάση εξόδου σας σε 10V, τότε μπορείτε να υπολογίσετε την τιμή του R2 ως εξής:

10 = 1,25x (1 + R2/240) => R2 = 1680Ω

Τώρα ας δούμε ένα παράδειγμα χρήσης του LM317:

Η παρακάτω εικόνα δείχνει τον ρυθμιστή LM317 που συνδέεται με ένα κύκλωμα, με στόχο την παροχή μιας σταθερής έκδοσης τάσης DC για το κύκλωμα.

Εικόνα 4: Κύκλωμα θήκης LM317

Σε αυτό το κύκλωμα, προσθέτουμε μια πηγή τάσης DC στον ακροδέκτη VIN του ρυθμιστή.Αυτός ο πείρος λαμβάνει και πάλι την τάση εισόδου, την οποία το τσιπ θα ρυθμίσει κάτω.Η τάση που εισέρχεται σε αυτόν τον ακροδέκτη πρέπει να είναι υψηλότερη από την τάση που εξάγει.Ωστόσο, σημειώστε ότι ο ρυθμιστής ρυθμίζει μόνο την τάση σε ένα ορισμένο επίπεδο.Δεν μπορεί και δεν μπορεί να παράγει τάση από μόνη της.Έτσι, για να επιτευχθεί μια τάση εξόδου, το VIN πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το vout.

Σε αυτό το κύκλωμα, χρειαζόμαστε ένα σταθερό 5VDC ως έξοδο, οπότε το VIN πρέπει να υπερβαίνει τα 5 V. Τυπικά, εκτός αν είναι ρυθμιστής χαμηλής πτώσης, θέλετε η τάση εισόδου να είναι περίπου 2V υψηλότερη.Ως εκ τούτου, για μια έξοδο 5V, θα τροφοδοτήσαμε 7 V στον ρυθμιστή.

Έχοντας ασχοληθεί με τον ακροδέκτη εισόδου, προχωρούμε τώρα στον ρυθμιζόμενο PIN (adj).Δεδομένου ότι επιθυμούμε μια παραγωγή 5 V, πρέπει να υπολογίσουμε ποια τιμή του R2 θα παράγει μια έξοδο 5 V.

Χρησιμοποιώντας τον τύπο τάσης εξόδου:

Vout = 1,25V (1 + r2/r1)

Δεδομένου ότι το R1 είναι 240 ohms, έτσι:

5V = 1,25V (1 + R2/2402), έτσι R2 = 720Ω

Επομένως, με τιμή R2 στα 720 ohms, εάν παρέχετε τάση εισόδου μεγαλύτερη από 5 V, το LM317 θα εξάγει 5V.

Εικόνα 5: Διάγραμμα καλωδίωσης LM317

Ο τελευταίος ακροδέκτης του LM317 είναι ο ακροδέκτης εξόδου και για να προμηθεύει το κύκλωμα με τα ρυθμιζόμενα 5 βολτ, απλά το συνδέουμε με τον ακροδέκτη εξόδου.

Πώς να χρησιμοποιήσετε το LM317

Το στοιχείο LM317 ρυθμίζει μια διαφορά 1,25V μεταξύ των ακίδων εξόδου και ρύθμισης.Μπορείτε να αλλάξετε την έξοδο χρησιμοποιώντας δύο αντιστάσεις που συνδέονται μεταξύ των ακίδων εξόδου και εισόδου.

Επιπλέον, δύο πυκνωτές αποσύνδεσης μπορούν να ενσωματωθούν στο κύκλωμα.Αυτή η ρύθμιση βοηθά στην εξάλειψη της περιττής σύζευξης και αποτρέπει τον θόρυβο.

Ένας πυκνωτής 1UF που συνδέεται με την έξοδο βελτιώνει την παροδική απόκριση.Επιπλέον, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε ως μεταβλητό ρυθμιστή κάνοντας κλικ σε ένα ποτενσιόμετρο στον ρυθμιζόμενο πείρο.

Οι αντιστάσεις και τα ποτενσιόμετρα συνεργάζονται για να δημιουργήσουν τη δυνατότητα διαφοράς που απαιτείται για τη ρυθμιζόμενη παραγωγή.

Εικόνα 6: LM317 Διάγραμμα ζωντανού κυκλώματος

Ισοδύναμο ICS στο LM317

Τα εναλλακτικά μοντέλα για το LM317 περιλαμβάνουν: LM7805, LM7806, LM7809, LM7812, LM7905, LM7912, LM117V33 και XC6206P332MR.

Ισοδύναμα μοντέλα με LM317: LT1086, LM1117 (SMD), PB137 και LM337 (ρυθμιστής αρνητικής μεταβλητής τάσης).

Πώς να προστατεύσετε το κύκλωμα LM317

Η προστασία ενός κυκλώματος LM317 είναι ζωτικής σημασίας για την αποφυγή ζημιών.Λόγω της αυξημένης κατανάλωσης ενέργειας, τα εξαρτήματα ενδέχεται να υπερθερμανθούν κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.Για το λόγο αυτό, οι ψύκτες θερμότητας χρησιμοποιούνται συνήθως για την προστασία του IC από υπερθέρμανση.Επιπλέον, λόγω του χαμηλού ρεύματος του μετασχηματιστή, οι εξωτερικοί πυκνωτές μπορούν να εκφορτώσουν.Ως εκ τούτου, προστίθενται δίοδοι σε ορισμένες εφαρμογές για την πρόληψη της εκκένωσης του πυκνωτή.

Η δίοδος D1 προστατεύει τον πυκνωτή από την εκφόρτιση κατά τη διάρκεια των βραχυκυκλωμάτων εισόδου, ενώ η διπέρα D2 χρησιμοποιείται για την παροχή μιας διαδρομής εκκένωσης χαμηλής απεικόνισης για την προστασία του CADJ κατά τη διάρκεια των βραχυκυκλωμάτων εξόδου.Για να επιτευχθεί ένας υψηλός λόγος καταστολής κυματισμού, παράκανε το τερματικό ρύθμισης.

Εικόνα 7: Διάγραμμα κυκλώματος προστασίας LM317

Συνοπτικά, το LM317 είναι ένα συνήθως χρησιμοποιούμενο τσιπ ρυθμιστή τάσης που παρέχει σταθερή τάση εξόδου ελέγχοντας τη διαφορά μεταξύ εισόδου και εξόδου.Οι pinout και οι παράμετροι του βοηθούν τους μηχανικούς να εφαρμόσουν σωστά και να διαμορφώσουν αυτό το τσιπ για να επιτύχουν την επιθυμητή σταθερότητα και αξιοπιστία ισχύος.