στο 2024/09/3 500

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΣ ΟΔΗΓΟΣ ΣΤΗΝ LM317: Κατανόηση ρυθμιζόμενων ρυθμιστών τάσης

Το LM317 είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα ολοκληρωμένα κυκλώματα.Δεν έχει μόνο την απλούστερη μορφή ενός σταθερού κυκλώματος ρυθμιστή τάσης τριών τερματικών, αλλά έχει επίσης τα χαρακτηριστικά της ρυθμιζόμενης τάσης εξόδου.Επιπλέον, έχει επίσης τα πλεονεκτήματα της περιοχής χαμηλού θορύβου, της ευρείας τάσης ρύθμισης, της καλής απόδοσης σταθεροποίησης τάσης και της υψηλής αναλογίας καταστολής κυματισμού.Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε ορισμένα βασικά σημεία που σχετίζονται με το LM317, ώστε να έχετε μια εις βάθος κατανόηση αυτής της συσκευής.Ας ξεκινήσουμε λοιπόν!

Κατάλογος

Εισαγωγή στο LM317

Το LM317 είναι ένας ρυθμιζόμενος ρυθμιζόμενος ρυθμιζόμενος ρυθμιστής θετικής τάσης IC από το National Semiconductor.Το LM317 έχει ευρεία περιοχή τάσης εξόδου 1,2V έως 37V και ρεύμα φορτίου μέχρι 1,5α.Η χρήση του LM317 είναι πολύ απλή, απαιτώντας μόνο δύο εξωτερικές αντιστάσεις για να ρυθμίσετε την επιθυμητή τάση εξόδου.Επιπλέον, το LM317 προσφέρει καλύτερη ρύθμιση γραμμικότητας και φορτίου από τους τυπικούς σταθερούς ρυθμιστές και μια ποικιλία κυκλωμάτων προστασίας ενσωματώνονται στο LM317 για να εξασφαλιστεί σταθερή και αξιόπιστη λειτουργία, συμπεριλαμβανομένης της προστασίας υπερφόρτωσης και της προστασίας ασφαλούς ζώνης.Κανονικά, το LM317 δεν απαιτεί εξωτερικούς πυκνωτές, αλλά εάν η σύνδεση από τον πυκνωτή φίλτρου εισόδου στην είσοδο LM317 είναι μεγαλύτερη από 6 ίντσες (περίπου 15 cm), συνιστώνται εξωτερικοί πυκνωτές.Η χρήση πυκνωτών εξόδου βελτιώνει επίσης την παροδική απόκριση.Εάν χρησιμοποιούμε έναν πυκνωτή φίλτρου στην πλευρά ρύθμισης, μπορούμε να αποκτήσουμε μια αναλογία απόρριψης κυματισμού πολύ υψηλότερη από αυτή ενός τυπικού ρυθμιστή τριών τερματικών.

Το LM317 έχει αρκετές ειδικές χρήσεις.Για παράδειγμα, με την αναστολή του ρυθμιστή σε υψηλότερη τάση, το LM317 μπορεί να ρυθμίζει τις τάσεις έως και αρκετές εκατοντάδες βολτ, υπό την προϋπόθεση ότι η διαφορά εισόδου ή τάσης εξόδου δεν υπερβαίνει τα όριά της και αποφεύγονται τα βραχυκύκλωμα στις εξόδους.Επιπλέον, μπορούμε να συνδέσουμε το τερματικό ρύθμισης σε προγραμματιζόμενη τάση για προγραμματιζόμενη λειτουργικότητα εξόδου ισχύος.

Εναλλακτικές λύσεις και ισοδύναμα

• LM7905

• LM7809

• LM7912

• LT1086

Η συνάρτηση του LM317 ρυθμιζόμενης τάσης σταθεροποιημένου κύκλου σταθεροποίησης τάσης τροφοδοσίας

Το κύκλωμα ρυθμιστή ρυθμιστή ρυθμιζόμενης τάσης LM317 είναι ο κύριος ρόλος της τάσης εισόδου που μετατρέπεται σταθερά στην απαιτούμενη τάση εξόδου, έτσι ώστε να παρέχεται σταθερή και αξιόπιστη τροφοδοσία για το κύκλωμα ή τη συσκευή.Συγκεκριμένα, ο ρόλος του κυκλώματος ρυθμιστή τάσης έχει ως εξής:

Παρέχετε αξιοπιστία: Ο σχεδιασμός των κυκλωμάτων ρύθμισης τάσης συνήθως λαμβάνει υπόψη την προστασία υπερ-ρεύματος, την προστασία υπερ-θερμοκρασίας, την προστασία βραχυκυκλώματος και άλλες λειτουργίες για την εξασφάλιση της ασφαλούς λειτουργίας κυκλωμάτων και εξοπλισμού.Αυτοί οι μηχανισμοί προστασίας εξασφαλίζουν την αξιοπιστία και τη σταθερότητα της ρυθμιζόμενης τροφοδοσίας σε απροσδόκητες καταστάσεις.

Ρυθμίστε την τάση εξόδου: Το κύκλωμα ρυθμιστή τάσης επιτρέπει στο χρήστη να ρυθμίζει την τάση εξόδου όπως απαιτείται για να ταιριάζει σε διαφορετικές απαιτήσεις κυκλώματος.Απλώς ρυθμίζοντας το ποτενσιόμετρο ή την αντίσταση, η επιθυμητή τάση εξόδου μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος.

Προστατέψτε τις συσκευές φόρτωσης: Ένα κύκλωμα ρυθμιστή τάσης προστατεύει τις συσκευές φορτίου από μεταβολές τάσης εισόδου σταθεροποιώντας την τάση εξόδου.Μπορεί να αντισταθεί στις διακυμάνσεις της ισχύος και στην παρεμβολή θορύβου και να αποτρέψει τη βλάβη στον εξοπλισμό φορτίου που προκαλείται από υπερβολικά υψηλή ή πολύ χαμηλή τάση.

Παρέχετε σταθερή τάση: Το κύκλωμα ρυθμιστή τάσης είναι σε θέση να ρυθμίσει αυτόματα και να σταθεροποιήσει την τάση εξόδου σύμφωνα με τις αλλαγές της τάσης εισόδου και του ρεύματος φόρτωσης μέσω του μηχανισμού ελέγχου ανάδρασης.Με αυτόν τον τρόπο, το κύκλωμα ρυθμιστή τάσης μπορεί να παρέχει σταθερή τάση εξόδου κάτω από διαφορετικές συνθήκες φορτίου για να διασφαλιστεί η κανονική λειτουργία του τροφοδοτούμενου εξοπλισμού.

Κύκλωμα μαλακής εκκίνησης του LM317

Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα κύκλωμα soft-start που κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας LM317.Τη στιγμή της ισχύος, δεδομένου ότι η τάση στο CE1 δεν μπορεί να αλλάξει ξαφνικά, το Q1 είναι κορεσμένο και ενεργοποιείται μέσω της μεροληψίας των R1 και R2.Αυτή η κατάσταση αγωγιμότητας προκαλεί τη βραχυκύκλωμα του RP1, προκαλώντας το τερματικό ρύθμισης του LM317 στη γείωση.Αυτή τη στιγμή, η τάση εξόδου του τροφοδοτικού είναι 1,25V.Καθώς αυξάνεται ο χρόνος φόρτισης του C2, η τάση εξόδου θα αυξηθεί σταδιακά.Η λειτουργία του D1 είναι να απελευθερώσει γρήγορα το φορτίο στο C2 μετά την απενεργοποίηση της ισχύος για να διασφαλιστεί ότι η μαλακή εκκίνηση μπορεί να επιτευχθεί κανονικά όταν η ισχύς ενεργοποιείται την επόμενη φορά.Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί ότι εάν τα Q1 και R2 δεν είναι συνδεδεμένα, αλλά ένας μεγάλος ηλεκτρολυτικός πυκνωτής συνδέεται παράλληλα και με τα δύο άκρα του RP1, μπορεί επίσης να επιτευχθεί το αποτέλεσμα μαλακής εκκίνησης.

Ελάχιστο σταθερό λειτουργικό ρεύμα LM317

Το μπλοκ ρυθμιστή τάσης LM317 έχει ένα ελάχιστο σταθερό ρεύμα λειτουργίας, μερικές φορές ονομάζεται επίσης το ελάχιστο ρεύμα εξόδου ή το ελάχιστο ρεύμα εκφόρτισης.Συνήθως, η τιμή αυτού του ελάχιστου σταθερού λειτουργικού ρεύματος είναι περίπου 1,5mA.Λόγω των διαφορών στους κατασκευαστές και τα μοντέλα του μπλοκ ρυθμιστή τάσης LM317, η συγκεκριμένη τιμή του ελάχιστου σταθερού λειτουργικού ρεύματος μπορεί επίσης να είναι διαφορετική, αλλά γενικά δεν υπερβαίνει τα 5mA.Όταν το ρεύμα εξόδου του μπλοκ ρυθμιστή τάσης LM317 είναι χαμηλότερο από το ελάχιστο σταθερό ρεύμα λειτουργίας του, δεν θα λειτουργήσει σωστά.Αντίθετα, όταν το ρεύμα εξόδου υπερβαίνει αυτό το όριο, το μπλοκ ρυθμιστή τάσης LM317 μπορεί να εξάγει μια σταθερή τάση DC.

Όταν κάνετε μια ρυθμιζόμενη τροφοδοσία ρεύματος με βάση το μπλοκ ρυθμιστή τάσης LM317 (όπως φαίνεται στο σχήμα), φροντίστε να δώσετε προσοχή στο ελάχιστο σταθερό ρεύμα λειτουργίας του.Εάν αγνοηθεί αυτό το σημείο, μπορεί να εμφανιστούν τα ακόλουθα μη φυσιολογικά φαινόμενα στη ρυθμιζόμενη τροφοδοσία που παράγουμε.

Υπολογισμός της τάσης εξόδου LM317 και επιλογή αντίστασης ρύθμισης τάσης

Η τάση εξόδου του LM317 προσδιορίζεται από κοινού από αντιστάσεις R1 και RP1.Ο συγκεκριμένος τύπος είναι vout = 1,25 × (1+rp1/r1).Δεδομένου ότι υπάρχει σταθερή τάση 1,25V μεταξύ του ακροδέκτη VOUT και του τερματικού ADJ (ακροδέκτη ρύθμισης) του LM317, εάν η αντίσταση του R1 παραμένει αμετάβλητη, το ρεύμα που ρέει μέσω R1 θα είναι σταθερή τιμή.Δεδομένου ότι τα RP1 και R1 συνδέονται σε σειρά, η τάση εξόδου μπορεί να αλλάξει απλώς ρυθμίζοντας την αντίσταση του RP1.Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το ρεύμα λειτουργίας του εσωτερικού κυκλώματος του LM317 εξέρχεται από τον ακροδέκτη VOUT και αυτό το ρεύμα είναι περίπου 5mA.Επομένως, η μέγιστη αντίσταση του R1 δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 240Ω.Εάν η τιμή του R1 είναι πολύ μεγάλη, το ρεύμα λειτουργίας του εσωτερικού κυκλώματος του LM317 δεν θα εξαγάγει πλήρως, γεγονός που θα προκαλέσει υψηλή τάση εξόδου και θα μειωθεί η σταθερότητα.Σε πρακτικές εφαρμογές, προκειμένου να επιτευχθεί καλύτερες επιδόσεις, είναι καλύτερο να επιλέξετε μια αντιστάτη μεταλλικού μεμβράνης με καλή σταθερότητα θερμοκρασίας για το R1.Εάν η σταθερότητα της θερμοκρασίας αντίστασης του R1 δεν είναι καλή, η τάση εξόδου του LM317 μπορεί να παρασύρει.

Απόλυτη μέγιστες αξιολογήσεις του LM317

Γιατί αλλάζει η τάση εξόδου του LM317 με την τάση εισόδου;

Η πτώση τάσης κατά μήκος του LM317 καθορίζεται από την εσωτερική αντίσταση του και από την ποσότητα του ρεύματος που ρέει μέσω του.Η εσωτερική αντίσταση του LM317 είναι συνήθως μεταξύ 0,2 και 0,6 ohms, αυτή η τιμή θα ποικίλλει ανάλογα με τον κατασκευαστή και τη συγκεκριμένη συσκευή.Όταν το ρεύμα ρέει μέσω του LM317, θα εμφανιστεί πτώση τάσης στην εσωτερική της αντίσταση, η οποία θα επηρεάσει την τάση εξόδου.Επιπλέον, η τάση εισόδου του LM317 θα επηρεάσει επίσης την τάση εξόδου.Συγκεκριμένα, καθώς αυξάνεται η τάση εισόδου, η πτώση τάσης κατά μήκος της εσωτερικής αντίστασης θα αυξηθεί ανάλογα, με αποτέλεσμα τη μείωση της τάσης εξόδου.Αντίθετα, εάν η τάση εισόδου μειωθεί, η πτώση της τάσης κατά μήκος της εσωτερικής αντίστασης θα μειωθεί επίσης, προκαλώντας την αύξηση της τάσης εξόδου.Εκτός από την τάση εισόδου, η τάση εξόδου του LM317 επηρεάζεται επίσης από αλλαγές θερμοκρασίας.Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η εσωτερική αντίσταση του LM317 αυξάνεται, γεγονός που μειώνει την τάση εξόδου.Αντίθετα, όταν η θερμοκρασία μειώνεται, η εσωτερική αντίσταση του LM317 θα μειωθεί, αυξάνοντας έτσι την τάση εξόδου.

Η επίδραση της τάσης εισόδου στην τάση εξόδου του LM317 μπορεί να ελαχιστοποιηθεί με δύο μεθόδους.Η πρώτη μέθοδος είναι να χρησιμοποιήσετε έναν προετοιμασία.Ο προ-ρυθμιστής είναι ένας ρυθμιστής τάσης που βρίσκεται πριν από το LM317.Η λειτουργία του είναι να παρέχει μια σταθερή τάση στην είσοδο του LM317.Υπάρχουν πολλοί τύποι προκαθοροτήτων, οι οποίοι μπορούν να είναι γραμμικοί ρυθμιστές, ρυθμιστές μεταγωγής ή δίοδοι Zener.Παρέχοντας μια ρυθμιζόμενη τάση στο LM317, ο προ -διαμορφωτής μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τις διακυμάνσεις της τάσης στην είσοδο του LM317.Κατά την επιλογή ενός προ -διαμορφωτή, πρέπει να δημιουργήσουμε έναν λογικό αγώνα με βάση το εύρος τάσης εισόδου του LM317 και την αναμενόμενη τάση εξόδου.Η δεύτερη μέθοδος είναι να χρησιμοποιήσετε έναν πυκνωτή παράκαμψης.Ο πυκνωτής παράκαμψης συνδέεται μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του LM317 και ενεργεί ως φίλτρο χαμηλής διέλευσης.Μπορεί να φιλτράρει αποτελεσματικά τον θόρυβο υψηλής συχνότητας και τις αλλαγές τάσης, οι οποίες θα επηρεάσουν την τάση εξόδου του LM317.Ο πυκνωτής παράκαμψης παρέχει μια διαδρομή χαμηλής εμφάνισης για σήματα υψηλής συχνότητας, εμποδίζοντας τις αλλαγές της τάσης να ενεργούν απευθείας στο LM317.Κατά την επιλογή της τιμής του πυκνωτή παράκαμψης, πρέπει να εξετάσουμε τη κυμάτωση της τάσης εισόδου και του μεγέθους του ρεύματος εξόδου.Συνήθως, η τυπική τιμή του πυκνωτή παράκαμψης είναι μεταξύ 1UF και 10UF.

Συχνές ερωτήσεις [FAQ]

1. Είναι το LM317 ένας ενισχυτής OP;

Το LM 317 είναι τρεις ρυθμιζόμενοι ρυθμιζόμενοι ρυθμιζόμενοι ρυθμιζόμενης τάσης και όχι ένας επιχειρησιακός ενισχυτής και η ελάχιστη έξοδος είναι 1,2 volts.

2. Για ποιο λόγο χρησιμοποιείται ένα LM317;

Το LM317 εξυπηρετεί μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των τοπικών, σχετικά με τη ρύθμιση των καρτών.Αυτή η συσκευή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει προγραμματιζόμενο ρυθμιστή εξόδου ή συνδέοντας σταθερή αντίσταση μεταξύ της ρύθμισης και της εξόδου, το LM317 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ρυθμιστής ρεύματος ακριβείας.

3. Είναι το LM317 ένα LDO;

Ο ρυθμιστής γραμμικής τάσης LOM317 LM317 είναι ένας ρυθμιζόμενος 3-τερματικός θετικός ρυθμιστής τάσης LDO που είναι ικανός να παρέχει πάνω από 1,5 Α σε σχέση με ένα εύρος τάσης εξόδου 1,2 V έως 37 V. ΑυτόςΜόνο δύο εξωτερικές αντιστάσεις για να ρυθμίσετε την τάση εξόδου.

4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ LM1117 και LM317;

Η κύρια διαφορά είναι η τάση εγκατάλειψης.Είναι 1,2V για το LM1117 και περίπου 3V για το LM317, επομένως εξαρτάται από την τάση τροφοδοσίας που εξουσιάζει τον ρυθμιστή ως προς το ποιο μπορείτε να χρησιμοποιήσετε.Το LM1117 θα απαιτούσε ελάχιστη τάση τροφοδοσίας 4,5V (επιτρέποντας τη λειτουργία από τυπική παροχή 5V).