na 2024/09/3 523

Poglobljeni vodnik za LM317: Razumevanje nastavljivih regulatorjev napetosti

LM317 je eno najpogosteje uporabljenih integriranih vezij.Ne le, da ima najpreprostejšo obliko fiksnega tri-končnega regulatorja napetosti, ampak ima tudi značilnosti nastavljive izhodne napetosti.Poleg tega ima tudi prednosti nizkega hrupa, širokega območja regulacije napetosti, zmogljivosti stabilizacije dobre napetosti in visokega razmerja zatiranja valovanja.V tem članku bomo razpravljali o nekaterih ključnih točkah, povezanih z LM317, tako da boste lahko poglobljeno razumeli to napravo.Torej začnimo!

Katalog

Uvod v LM317

LM317 je tri-terminalni nastavljiv regulator pozitivne napetosti IC iz nacionalnega polprevodnika.LM317 ima široko izhodno napetost od 1,2 V do 37V in obremenitveni tok do 1,5a.Uporaba LM317 je zelo preprosta, saj zahtevata le dva zunanja uporov, da nastavite želeno izhodno napetost.Poleg tega LM317 ponuja boljšo linearnost in regulacijo obremenitve kot standardni fiksni regulatorji, v LM317 pa so vključeni različni zaščitni vezji, da se zagotovi stabilno in zanesljivo delovanje, vključno s preobremenitvijo in zaščito varne cone.Običajno LM317 ne potrebuje zunanjih kondenzatorjev, če pa je povezava od vhodnega filtra na vhod LM317 več kot 6 palcev (približno 15 cm), se priporočajo zunanji kondenzatorji.Uporaba izhodnih kondenzatorjev tudi izboljša prehodni odziv.Če uporabimo filtrirni kondenzator na nastavitveni strani, lahko dobimo razmerje za zavrnitev valovanja, ki je veliko višje kot pri standardnem tri-končnem regulatorju.

LM317 ima več posebnih uporab.Na primer, z začasno zaustavitvijo regulatorja pri višji napetosti lahko LM317 uravnava napetosti do nekaj sto voltov, če razlika vhodne ali izhodne napetosti ne presega njegovih meja in da se izognemo kratkim vezjem na izhodih.Poleg tega lahko nastavitveni terminal povežemo s programirljivo napetostjo za programirljivo funkcijo izhodne moči.

Alternative in ustrezniki

• LM7905

• LM7809

• LM7912

• LT1086

Funkcija LM317 nastavljive napetosti stabilizirane napajalne napetosti Stabilizacijsko vezje

LM317 NastaKonkretno je vloga vezja regulatorja napetosti naslednja:

Zagotovite zanesljivost: Zasnova regulacijskih regulatorjev napetosti običajno upošteva zaščito pred nadgradnjo, zaščito pred prekomerni, zaščito pred kratkim stikom in druge funkcije, da se zagotovi varno delovanje vezij in opreme.Ti zaščitni mehanizmi zagotavljajo zanesljivost in stabilnost reguliranega napajanja v nepričakovanih situacijah.

Prilagodite izhodno napetost: vezje regulatorja napetosti omogoča uporabniku, da po potrebi prilagodi izhodno napetost, da ustreza različnim zahtevam vezja.S preprosto nastavitvijo potenciometra ali upora, želeno izhodno napetost lahko realiziramo v določenem območju.

Zaščitite naprave za obremenitev: vezje regulatorja napetosti ščiti naprave obremenitve pred vhodnimi napetostmi s stabilizacijo izhodne napetosti.Lahko se upira nihanjem moči in motnje hrupa ter prepreči poškodbe opreme za obremenitev, ki jo povzroča previsoka ali pretirano napetost.

Zagotovite stabilno napetost: vezje regulatorja napetosti se lahko samodejno prilagodi in stabilizira izhodno napetost glede na spremembe vhodne napetosti in toka obremenitve prek mehanizma za nadzor povratnih informacij.Na ta način lahko vezje regulatorja napetosti zagotavlja konstantno izhodno napetost v različnih pogojih obremenitve, da se zagotovi normalno delovanje napajalne opreme.

Mehki zagon LM317

Spodnja slika prikazuje mehki zagon, zgrajen z uporabo LM317.V trenutku vklopa, ker se napetost na CE1 ne more nenadoma spremeniti, je Q1 nasičen in vklopljen skozi učinek pristranskosti R1 in R2.To prevodno stanje povzroči, da se RP1 skrajša, zaradi česar je priključek nastavitve LM317 prizemljen.Trenutno je izhodna napetost napajanja 1,25 V.Ko se čas polnjenja C2 povečuje, se bo izhodna napetost postopoma povečala.Funkcija D1 je hitro sprostitev naboja na C2, potem ko je napajanje izklopljeno, da se zagotovi, da se mehki začetek normalno doseže, ko se napajanje vklopi naslednjič.Poleg tega je treba opozoriti, da če Q1 in R2 nista povezana, vendar je velik elektrolitski kondenzator povezan vzporedno z obema koncima RP1, je mogoče doseči tudi mehki začetni učinek.

Minimalni stabilen obratovalni tok LM317

Blok regulatorja napetosti LM317 ima minimalni stabilen delovni tok, včasih imenovan tudi minimalni izhodni tok ali minimalni odvajalni tok.Običajno je vrednost tega minimalnega stabilnega obratovalnega toka približno 1,5mA.Zaradi razlik v proizvajalcih in modelih bloka regulatorja napetosti LM317 je lahko tudi specifična vrednost minimalnega stabilnega delovnega toka drugačna, vendar na splošno ne presega 5mA.Kadar je izhodni tok bloka regulatorja napetosti LM317 nižji od minimalnega stabilnega delovnega toka, ne bo deloval pravilno.Nasprotno, ko izhodni tok presega ta prag, lahko blok regulatorja napetosti LM317 oddaja stabilno DC napetost.

Pri izdelavi reguliranega napajalnika na podlagi bloka regulatorja napetosti LM317 (kot je prikazano na sliki), bodite pozorni na njegov minimalni stabilni delovni tok.Če se ta točka prezre, se lahko v reguliranem napajanju, ki ga proizvedemo, pojavijo naslednji nenormalni pojavi.

Izračun izhodne napetosti LM317 in izbira upornega regulacije napetosti

Izhodna napetostna vouta LM317 skupaj določita upori R1 in RP1.Specifična formula je vout = 1,25 × (1+RP1/R1).Ker obstaja fiksna napetost 1,25 V med terminalom vout in priključkom adj (nastavitveni terminal) LM317, če odpor R1 ostane nespremenjen, bo tok, ki teče skozi R1, konstantna vrednost.Ker sta RP1 in R1 priključeni zaporedno, se lahko izhodna napetost spremeni s preprosto prilagoditvijo upora RP1.Treba je opozoriti, da se delovni tok notranjega vezja LM317 izhaja iz terminala vout in ta tok je približno 5mA.Zato največja upor R1 ne sme presegati 240Ω.Če je vrednost R1 prevelika, obratovalni tok notranjega vezja LM317 ne bo v celoti izpuščen, kar bo povzročilo, da bo izhodna napetost visoka in se stabilnost zmanjša.V praktičnih aplikacijah je za boljše delovanje najbolje izbrati kovinski filmski upor z dobro temperaturno stabilnostjo za R1.Če temperaturna stabilnost R1 ni dobra, se lahko izhodna napetost LM317 odpravi.

Absolutno največje ocene LM317

Zakaj se izhodna napetost LM317 spreminja z vhodno napetostjo?

Padec napetosti čez LM317 je določena z notranjim uporom in količino toka, ki teče skozi njega.Notranji upor LM317 je običajno med 0,2 in 0,6 ohma, ta vrednost se bo razlikovala glede na proizvajalca in določeno napravo.Ko tok teče skozi LM317, bo na njegovem notranjem uporu prišlo do padca napetosti, kar bo vplivalo na izhodno napetost.Poleg tega bo vhodna napetost LM317 vplivala tudi na njegovo izhodno napetost.Ko se vhodna napetost povečuje, se padec napetosti čez notranji upor ustrezno poveča, kar bo povzročilo zmanjšanje izhodne napetosti.Nasprotno, če se vhodna napetost zmanjša, se bo zmanjšala tudi padec napetosti čez notranji upor, kar povzroči, da se izhodna napetost poveča.Poleg vhodne napetosti na izhodno napetost LM317 vplivajo tudi temperaturne spremembe.Ko se temperatura zvišuje, se poveča notranja upor LM317, kar zmanjšuje njegovo izhodno napetost.Nasprotno, ko se temperatura zniža, se bo notranja upor LM317 zmanjšala in s tem povečala izhodno napetost.

Učinek sprememb vhodne napetosti na izhodno napetost LM317 lahko zmanjšamo z dvema metodama.Prva metoda je uporaba predkondiraterja.Predregulator je regulator napetosti, ki se nahaja pred LM317.Njegova funkcija je zagotoviti stabilno napetost v vhodu LM317.Obstaja veliko vrst predregulatorjev, ki so lahko linearni regulatorji, preklopni regulatorji ali zenerjeve diode.Z zagotavljanjem regulirane napetosti LM317 lahko predpogoj učinkovito zmanjša nihanja napetosti na vhodu LM317.Pri izbiri predregulatorja moramo narediti razumno ujemanje glede na območje vhodne napetosti LM317 in pričakovano izhodno napetost.Druga metoda je uporaba obvodnega kondenzatorja.Obvodni kondenzator je povezan med vhodom in izhodom LM317 in deluje kot filter z nizkim prehodom.Učinkovito lahko filtrira visokofrekvenčne spremembe hrupa in napetosti, kar bo vplivalo na izhodno napetost LM317.Obvodni kondenzator zagotavlja pot z nizko impedanco za visokofrekvenčne signale, kar preprečuje, da bi spremembe napetosti delovale neposredno na LM317.Pri izbiri vrednosti obvodnega kondenzatorja moramo upoštevati valovanje vhodne napetosti in velikost izhodnega toka.Običajno je tipična vrednost obvodne kondenzatorja med 1UF in 10UF.

Pogosto zastavljena vprašanja [FAQ]

1. Ali je LM317 OP amp?

LM 317 je tri terminalni nastavljiv regulator pozitivne napetosti in ne operativni ojačevalnik, najmanjši izhod pa 1,2 voltov.

2. Za kaj se uporablja LM317?

LM317 služi najrazličnejšim aplikacijam, vključno z lokalnim, na regulaciji kartic.To napravo lahko uporabite tudi za izdelavo programarljivega izhodnega regulatorja ali s priključitvijo fiksne upor med nastavitvijo in izhodom, LM317 se lahko uporabi kot natančni tok regulator.

3. Ali je LM317 LDO?

Linearni regulator napetosti LM317 z nizkim osipam (LDO) je nastavljiv 3-končni pozitivni regulator napetosti LDO, ki lahko napaja nad 1,5 A v območju izhodne napetosti od 1,2 V do 37 V. Ta regulator napetosti je izjemno enostaven za uporabo in zahtevaSamo dva zunanja uporov, ki nastavita izhodno napetost.

4. Kakšna je razlika med LM1117 in LM317?

Glavna razlika je napetost osipa.Za LM1117 in približno 3V za LM317 je 1,2 V, zato je odvisno od napajalne napetosti, ki regulatorju poganja, kateri lahko uporabite.LM1117 bi potreboval najmanj 4,5 V napajalno napetost (kar omogoča delovanje iz standardne napajanja 5V).