Descrizione delle caratteristiche, assegnazione dei pin ed esempi di circuiti di commutazione del regolatore di tensione lineare LM317

Quando si sviluppano circuiti elettrici, diventa spesso necessario utilizzare stabilizzatori di tensione di bassa o media potenza (fino a 1,5 A) o sorgenti di tensione di riferimento. È conveniente se un tale nodo è disponibile in un design integrato, sotto forma di un singolo microcircuito. Una gamma di 9 valori di tensione CC che vanno da 5V a 24V chiudono i regolatori della serie 78XX. Nicchia lavoro LM317 - le tensioni sono più alte (fino a 37 V) e sotto (fino a 1,2 V) di questo intervallo, valori di tensione intermedi, stabilizzatori regolabili.

Qual è il chip LM317

Il microcircuito è un regolatore di tensione lineare, il cui valore di uscita può essere impostato entro determinati limiti o regolato rapidamente. Disponibile in diverse opzioni abitative con tre cavi.L'intervallo della tensione di uscita per tutte le opzioni è lo stesso e la corrente massima può variare.

Caratteristiche principali del regolatore di tensione lineare LM317

Le schede tecniche dello stabilizzatore LM317 contengono informazioni tecniche complete, che possono essere trovate studiando le specifiche. Di seguito sono riportati i parametri, la cui inosservanza è la più critica e, se utilizzati in modo errato, il microcircuito potrebbe guastarsi. Prima di tutto, questa è la massima corrente di esercizio. Viene fornito nella sezione precedente per i diversi tipi di esecuzione. C'è da aggiungere che per ottenere la massima corrente di 1,5 A, il microcircuito deve essere installato su un dissipatore di calore.

La tensione massima all'uscita del regolatore, costruita sulla base dell'LM317, non può essere superiore a 40 V. Se ciò non bastasse, è necessario scegliere un analogo ad alta tensione dello stabilizzatore.

La tensione di uscita minima è 1,25 V. Con questo progetto di circuito, puoi ottenere meno, ma la protezione da sovraccarico funzionerà. Questa non è l'opzione migliore: tale protezione dovrebbe funzionare contro il superamento della corrente di uscita, poiché funziona in altri stabilizzatori integrati. Pertanto, in pratica, è impossibile ottenere un regolatore che funzioni da zero quando viene applicata una polarizzazione negativa al pin Adjust.

Il valore minimo della tensione di ingresso non è indicato nella scheda tecnica, ma può essere determinato dalle seguenti considerazioni:

• tensione di uscita minima - 1,25 V;
• la caduta di tensione minima per Uout = 37 V è pari a tre volt, è logico supporre che per l'uscita minima non debba essere inferiore;

Sulla base di queste due premesse, per ottenere il valore minimo di uscita devono essere applicati almeno 3,5 V all'ingresso. Inoltre, per un funzionamento stabile, la corrente attraverso il divisore deve essere di almeno 5 mA, in modo che la corrente parassita dell'uscita ADJ non introduca uno spostamento di tensione significativo (in pratica può arrivare fino a 0,5 mA).

Questo vale per le informazioni provenienti da schede tecniche classiche di noti produttori (Texas Instruments, ecc.). Nelle schede tecniche del nuovo campione delle aziende del sud-est asiatico (Tiger Electronics, ecc.), questo parametro è indicato, ma in forma implicita, come differenza tra la tensione di ingresso e quella di uscita. Dovrebbe essere almeno 3 volt per tutte le tensioni, il che non contraddice il ragionamento precedente.

La tensione di ingresso massima non deve superare la tensione di uscita progettata di oltre 40 V. Questo deve essere preso in considerazione anche durante lo sviluppo dei circuiti.

Importante! Puoi essere guidato dai parametri dichiarati se il microcircuito viene rilasciato da un noto produttore. I prodotti di aziende sconosciute di solito hanno caratteristiche inferiori

Scopo delle conclusioni e principio di funzionamento

È stato detto che l'LM317 appartiene alla classe degli stabilizzatori lineari. Ciò significa che la stabilizzazione della tensione di uscita avviene grazie alla ridistribuzione dell'energia tra il carico e l'elemento di regolazione.

Transistor e carico compensano divisore di tensione in ingresso. Se la tensione impostata sul carico diminuisce (a causa di una variazione di corrente, ecc.), Il transistor si apre leggermente. Se aumenta si chiude, il fattore di divisione cambia e la tensione al carico rimane stabile. Gli svantaggi di un tale schema sono noti:

• è necessario che la tensione di ingresso superi quella di uscita;
• una grande potenza viene dissipata sul transistor di regolazione;
• L'efficienza, anche teorica, non può superare il rapporto Uout/Uin.

Ma ci sono seri vantaggi (rispetto ai circuiti a impulsi):

• chip relativamente semplice ed economico;
• richiede tubazioni esterne minime;
• e il vantaggio principale è che la tensione di uscita è esente da componenti parassiti ad alta frequenza (l'interferenza dell'alimentazione è minima).

Schema standard per l'accensione di un microcircuito:

• la tensione di ingresso viene applicata al pin di ingresso;
• produrre Output - output;
• su Ajust - la tensione di riferimento da cui dipende l'uscita.

I resistori R1 e R2 impostano la tensione di uscita. Si calcola con la formula:

Uout=1.25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.

Iadj è la corrente parassita del perno di sintonia, secondo il produttore può essere entro 5 µA. La pratica dimostra che può raggiungere valori di un ordine di grandezza o due superiori.

Il condensatore C1 può avere una capacità da centinaia a diverse migliaia di microfarad. Nella maggior parte dei casi, è il condensatore di uscita del raddrizzatore. Deve essere collegato al microcircuito con conduttori non più lunghi di 7 cm Se questa condizione non può essere soddisfatta per il condensatore del raddrizzatore, è necessario collegare una capacità aggiuntiva di circa 100 microfarad nelle immediate vicinanze del terminale di ingresso. Il condensatore C3 non dovrebbe avere una capacità superiore a 100-200 microfarad per due motivi:

• evitare il passaggio dello stabilizzatore alla modalità di auto-oscillazione;
• per eliminare la corrente di spunto per caricare quando viene applicata l'alimentazione.

Nel secondo caso, la protezione da sovraccarico potrebbe funzionare.

Non dimenticare che quando la corrente scorre resistori, si riscaldano (questo è possibile anche quando la temperatura ambiente aumenta).Le resistenze R1 e R2 cambiano e non vi è alcuna garanzia che cambieranno proporzionalmente. Pertanto, la tensione all'uscita durante il riscaldamento o il raffreddamento può cambiare. Se questo è critico, è possibile utilizzare resistori con un coefficiente di resistenza di temperatura normalizzato. Si distinguono per la presenza di sei strisce sul corpo. Ma tali articoli sono più costosi ed è più difficile acquistarli. Un'altra opzione è utilizzare un diodo zener per una tensione adeguata invece di R2.

Quali sono gli analoghi

Esistono microcircuiti simili sviluppati in altre società in altri paesi. Gli analoghi completi sono:

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

Vengono inoltre prodotti stabilizzatori con caratteristiche elettriche maggiorate. Più corrente può essere data:

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

Se è richiesta una sorgente di tensione regolabile con un limite superiore di 60 V, è necessario utilizzare gli stabilizzatori LM317HV, LM117HV. L'indice HV significa Alta tensione - alta tensione.

Dei microcircuiti domestici, il KR142EN12 è un analogo completo, ma è prodotto solo nel pacchetto TO-220. Questo deve essere preso in considerazione durante la progettazione di circuiti stampati.

Esempi di circuiti di commutazione per lo stabilizzatore LM317

Gli schemi tipici per l'accensione del microcircuito sono riportati nella scheda tecnica. Un'applicazione tipica è uno stabilizzatore di tensione fisso, discusso sopra.

Se si installa un resistore variabile invece di R2, è possibile regolare rapidamente la tensione di uscita del regolatore. Va tenuto presente che il potenziometro sarà un punto debole del circuito. Anche con resistori variabili di buona qualità, il punto di contatto del motore con lo strato conduttivo presenterà una certa instabilità di connessione. In pratica, ciò comporterà un'ulteriore instabilità della tensione di uscita.

Per protezione, il produttore consiglia di abilitarne due diodo D1 e D2.Il primo diodo dovrebbe proteggere da una situazione in cui la tensione di uscita è superiore a quella di ingresso. In pratica, questa situazione è estremamente rara e può verificarsi solo se sono presenti altre sorgenti di tensione dal lato di uscita. Il produttore osserva che questo diodo protegge anche dall'eventualità di un cortocircuito all'ingresso: il condensatore C1 in questo caso creerà una corrente di scarica di polarità opposta, che porterà al guasto del microcircuito. Ma all'interno del microcircuito, parallelamente a questo diodo, c'è una catena di diodi zener e resistori, che funzioneranno lo stesso. Pertanto, la necessità di installare questo diodo è dubbia. E D2 in una situazione del genere proteggerà l'ingresso dello stabilizzatore dalla corrente del condensatore C2.

Se parallelo a R2 metti transistor, quindi è possibile controllare il funzionamento dello stabilizzatore. Quando la tensione viene applicata alla base del transistor, si apre e shunt R2. La tensione di uscita diminuisce a 1,25 V. Qui è necessario assicurarsi che la differenza tra la tensione di ingresso e quella di uscita non superi i 40 V.

L'effetto negativo del contatto del potenziometro sulla stabilità della tensione di uscita può essere ridotto collegando un condensatore in parallelo con la resistenza variabile. In questo caso, il diodo di protezione D1 non interferirà.

Se la corrente di uscita dello stabilizzatore non è sufficiente, può essere potenziata con un transistor esterno.

È possibile ottenere uno stabilizzatore di corrente da un regolatore di tensione accendendo l'LM317 secondo questo schema. La corrente di uscita è calcolata dalla formula I=1,25⋅R1. Tale inclusione viene spesso utilizzata come driver per i LED: il LED è acceso come carico.

Infine, un'insolita inclusione di uno stabilizzatore lineare: è stato creato un circuito sulla base alimentazione a commutazione. Il feedback positivo per il verificarsi di oscillazioni imposta il circuito C3R6.

Il chip LM317 ha un numero significativo di punti deboli. Ma l'arte di creare circuiti consiste nell'utilizzare i vantaggi dello stabilizzatore per aggirare gli svantaggi. Vengono rivelati tutti gli svantaggi del microcircuito, vengono forniti consigli su come neutralizzarli. Pertanto, l'LM317 è popolare tra i creatori di apparecchiature radio professionali e amatoriali.

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