na 2024/09/3 513

Hĺbkový sprievodca LM317: Porozumenie nastaviteľným regulátorom napätia

LM317 je jedným z najpoužívanejších integrovaných obvodov výkonu.Má nielen najjednoduchšiu formu pevného trojkonného obvodu regulátora napätia, ale má aj charakteristiky nastaviteľného výstupného napätia.Okrem toho má tiež výhody s nízkym šumom, rozsahom regulácie napätia, dobrým výkonom stabilizácie napätia a vysokým pomerom potlačenia zvlnenia.V tomto článku budeme diskutovať o niektorých kľúčových bodoch týkajúcich sa LM317, aby ste mohli mať dôkladné pochopenie tohto zariadenia.Začnime teda!

Katalóg

Úvod do LM317

LM317 je trojkonný nastaviteľný regulátor pozitívneho napätia IC z národného polovodiča.LM317 má široký rozsah výstupného napätia 1,2 V až 37 V a záťažový prúd až do 1,5a.Použitie LM317 je veľmi jednoduché, čo si vyžaduje iba dva externé odpory na nastavenie požadovaného výstupného napätia.Okrem toho LM317 ponúka lepšiu reguláciu linearity a zaťaženia ako štandardné pevné regulátory a do LM317 sa integrujú rôzne ochranné obvody, aby sa zabezpečila stabilná a spoľahlivá prevádzka, vrátane ochrany preťaženia a ochrany bezpečnej zóny.Normálne LM317 nevyžaduje externé kondenzátory, ale ak je pripojenie z vstupného filtra kondenzátora k vstupu LM317 viac ako 6 palcov (asi 15 cm), odporúča sa externé kondenzátory.Použitie výstupných kondenzátorov tiež zlepšuje prechodnú odozvu.Ak použijeme filtračný kondenzátor na strane nastavenia, môžeme získať pomer odmietnutia zvlnenia oveľa vyšší ako pomer štandardného trojkonného regulátora.

LM317 má niekoľko špeciálnych použití.Napríklad pozastavením regulátora pri vyššom napätí môže LM317 regulovať napätie až do niekoľkých stoviek voltov za predpokladu, že rozdiel vstupného alebo výstupného napätia nepresahuje jeho limity a že sa vyhýba skratom na výstupoch.Ďalej môžeme pripojiť upravujúci terminál k programovateľnému napätiu pre programovateľnú funkciu výstupu výkonu.

Alternatívy a ekvivalenty

• LM7905

• LM7809

• LM7912

• LT1086

Funkcia LM317 nastaviteľného napätia stabilizovaného napájacieho napätia stabilizačného obvodu

LM317 Obvod regulátora regulátora regulátora napätia napätia je hlavnou úlohou vstupného napätia stabilne prevedený na požadované výstupné napätie, aby sa zabezpečil stabilný a spoľahlivý zdroj napájania pre obvod alebo zariadenie.Konkrétne úloha obvodu regulátora napätia je nasledovná:

Poskytnite spoľahlivosť: Návrh obvodov regulátora napätia zvyčajne berie do úvahy nadmernú ochranu, ochranu nadmernej teploty, ochranu skratu a ďalšie funkcie, aby sa zabezpečila bezpečná prevádzka obvodov a zariadení.Tieto ochranné mechanizmy zabezpečujú spoľahlivosť a stabilitu regulovaného napájania v neočakávaných situáciách.

Nastavte výstupné napätie: Obvod regulátora napätia umožňuje užívateľovi upraviť výstupné napätie podľa potreby tak, aby vyhovovali rôznym požiadavkám na obvody.Jednoduchým nastavením potenciometra alebo odporu je možné požadované výstupné napätie realizovať v určitom rozsahu.

Chráňte zariadenia na zaťaženie: Obvod regulátora napätia chráni zariadenia na zaťaženie pred zmenami vstupného napätia stabilizáciou výstupného napätia.Môže odolávať kolísaniu energie a rušeniu hluku a zabrániť poškodeniu zariadenia na zaťaženie spôsobené príliš vysokým alebo príliš nízkym napätím.

Poskytnite stabilné napätie: Obvod regulátora napätia je schopný automaticky upravovať a stabilizovať výstupné napätie podľa zmien vstupného napätia a zaťažovacieho prúdu prostredníctvom riadiaceho mechanizmu spätnej väzby.Týmto spôsobom môže obvod regulátora napätia poskytnúť konštantné výstupné napätie za rôznych podmienok zaťaženia, aby sa zabezpečilo normálne fungovanie napájaného zariadenia.

Soft-Start obvod LM317

Obrázok nižšie zobrazuje obvod s mäkkým štartom vytvorený pomocou LM317.V okamihu napájania, pretože napätie na CE1 sa nemôže náhle zmeniť, Q1 je nasýtený a zapnuté zaujatým účinkom R1 a R2.Tento stav vodivosti spôsobuje skrat RP1, čo spôsobuje, že nastavenie terminálu LM317 sa uzemňuje.V súčasnosti je výstupné napätie napájacieho zdroja 1,25 V.Keď sa čas nabíjania C2 zvyšuje, výstupné napätie sa postupne zvyšuje.Funkciou D1 je rýchlo uvoľniť náboj na C2 po vypnutí napájania, aby sa zabezpečilo, že mäkký štart sa dá dosiahnuť normálne, keď je napájanie zapnuté nabudúce.Okrem toho by sa malo poznamenať, že ak Q1 a R2 nie sú pripojené, ale veľký elektrolytický kondenzátor je pripojený paralelne s oboma koncami RP1, je možné dosiahnuť aj mäkký štartovací efekt.

Minimálny stabilný prevádzkový prúd LM317

Blok regulátora napätia LM317 má minimálny stabilný prevádzkový prúd, niekedy tiež nazývaný minimálny výstupný prúd alebo minimálny výtok.Hodnota tohto minimálneho stabilného prevádzkového prúdu je zvyčajne približne 1,5 mA.V dôsledku rozdielov vo výrobcov a modeloch bloku regulátora napätia LM317 sa môže tiež líšiť špecifická hodnota minimálneho stabilného prevádzkového prúdu, ale vo všeobecnosti nepresahuje 5 mA.Ak je výstupný prúd bloku regulátora napätia LM317 nižší ako jeho minimálny stabilný prevádzkový prúd, nebude fungovať správne.Naopak, keď výstupný prúd presahuje tento prah, blok regulátora napätia LM317 môže výstup na výstupe stabilného jednosmerného napätia.

Pri vytváraní regulovaného napájacieho zdroja na základe bloku regulátora napätia LM317 (ako je znázornené na obrázku), nezabudnite venovať pozornosť svojmu minimálnemu stabilnému prevádzkovému prúdu.Ak sa tento bod ignoruje, pri regulovanom zdroji energie, ktoré vyrábame, sa môžu vyskytnúť nasledujúce abnormálne javy.

Výpočet výstupného napätia LM317 a výber regulačného odporu napätia

Výstupné napätie LM317 je spoločne určené odpormi R1 a RP1.Špecifický vzorec je Vout = 1,25 × (1+RP1/R1).Pretože medzi terminálom Vout a terminálom ADJ (nastavovacia svorka) LM317 je pevné napätie 1,25 V, ak odpor R1 zostane nezmenený, prúd prúdiaci cez R1 bude konštantnou hodnotou.Pretože RP1 a R1 sú pripojené do série, výstupné napätie sa dá zmeniť jednoduchým nastavením odporu RP1.Je potrebné poznamenať, že prevádzkový prúd vnútorného obvodu LM317 je výstupom z terminálu Vout a tento prúd je približne 5 mA.Preto by maximálny odpor R1 nemal prekročiť 240Ω.Ak je hodnota R1 príliš veľká, prevádzkový prúd vnútorného obvodu LM317 nebude úplne výstupom, čo spôsobí vysoké napätie výstupu a zníženie stability.V praktických aplikáciách, aby sa dosiahol lepší výkon, je najlepšie zvoliť rezistor kovového filmu s dobrou teplotou stability pre R1.Ak stabilita teploty odporu R1 nie je dobrá, výstupné napätie LM317 sa môže unášať.

Absolútne maximálne hodnotenie LM317

Prečo sa výstupné napätie LM317 mení so vstupným napätím?

Pokles napätia cez LM317 je určený jeho vnútorným odporom a množstvom prúdu prúdiaceho cez ňu.Vnútorný odpor LM317 je zvyčajne medzi 0,2 a 0,6 ohmom, táto hodnota sa bude líšiť v závislosti od výrobcu a konkrétneho zariadenia.Keď prúd preteká LM317, na jeho vnútornom odporu dôjde k poklesu napätia, čo ovplyvní výstupné napätie.Vstupné napätie LM317 navyše ovplyvní aj jeho výstupné napätie.Konkrétne, keď sa zvyšuje vstupné napätie, pokles napätia cez vnútorný odpor sa podľa toho zvýši, čo viedlo k zníženiu výstupného napätia.Naopak, ak klesne vstupné napätie, pokles napätia cez vnútorný odpor sa tiež zníži, čo spôsobí zvýšenie výstupného napätia.Okrem vstupného napätia je výstupné napätie LM317 ovplyvnené aj zmenami teploty.Keď sa teplota zvyšuje, zvyšuje sa vnútorný odpor LM317, čo znižuje jeho výstupné napätie.Naopak, keď sa teplota zníži, vnútorný odpor LM317 sa zníži, čím sa zvýši jeho výstupné napätie.

Účinok zmien vstupného napätia na výstupné napätie LM317 sa môže minimalizovať dvoma metódami.Prvou metódou je použitie predkondicionéra.Predbežná regulátor je regulátor napätia umiestnený pred LM317.Jeho funkciou je poskytnúť stabilné napätie vstupu LM317.Existuje veľa typov Preregulátorov, ktoré môžu byť lineárne regulátory, prepínanie regulátorov alebo zenerové diódy.Poskytnutím regulovaného napätia LM317 môže prevengulátor účinne znížiť kolísanie napätia pri vstupe LM317.Pri výbere preregulátora musíme urobiť primeranú zhodu na základe rozsahu vstupného napätia LM317 a očakávaného výstupného napätia.Druhou metódou je použitie obtokového kondenzátora.Kondenzátor obtoku je pripojený medzi vstupom a výstupom LM317 a pôsobí ako filter s nízkym priechodom.Môže efektívne odfiltrovať vysokofrekvenčné zmeny hluku a napätia, ktoré ovplyvní výstupné napätie LM317.Kondenzátor s obtokom poskytuje cestu s nízkou impedanciou pre vysokofrekvenčné signály, čím zabráni zmenám napätia priamo na LM317.Pri výbere hodnoty obtokového kondenzátora musíme zvážiť zvlnenie vstupného napätia a veľkosť výstupného prúdu.Typicky je typická hodnota obtokového kondenzátora medzi 1UF a 10UF.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Je LM317 OP zosilňovač?

LM 317 je tri terminál nastaviteľný regulátor pozitívneho napätia a nie prevádzkový zosilňovač a minimálny výstup je 1,2 voltov.

2. Na čo sa používa LM317?

LM317 slúži širokej škále aplikácií vrátane miestneho regulácie kariet.Toto zariadenie sa dá použiť aj na vytvorenie programovateľného výstupného regulátora alebo pripojením pevného odporu medzi nastavením a výstupom, LM317 sa môže použiť ako regulátor presného prúdu.

3. Je LM317 LDO?

Lineárne napätie LM317 Lineárne napätie Linear (LDO) je nastaviteľný regulátor 3-terminálneho kladného LDO napätia, ktorý je schopný zásobovať viac ako 1,5 A nad vývettným rozsahom napätia 1,2 V až 37 V. Tento regulátor napätia je mimoriadne ľahký a vyžadujeIba dva externé odpory na nastavenie výstupného napätia.

4. Aký je rozdiel medzi LM1117 a LM317?

Hlavným rozdielom je napätie na výpadok.Je to 1,2 V pre LM1117 a asi 3V pre LM317, takže závisí od napájacieho napätia, ktoré poháňa regulátor, na ktorý môžete použiť.LM1117 by si vyžadoval minimálne 4,5 V napájacie napätie (umožnenie prevádzky zo štandardného napájania 5V).