在设计电路时,通常需要使用低功率或中等功率的稳压器(高达 1.5 A) 或参考电压源。如果这样的节点以单芯片的形式在集成设计中可用,则很方便。从 5 到 24 V 的 9 种直流额定电压范围涵盖了稳定器系列 78XX. LM317 操作的利基是电压更高(高达 37 V) 及以下 (高达 1.2 V) 在这个范围内,中间电压值,稳压器。
什么是LM317微电路
这是一个线性电压调节器,其输出值可以在一定范围内设置或即时调节。提供多种三引脚封装。所有变体的输出电压范围相同,但最大电流可能不同。
指定 | 最大电流,A | 案子 |
---|---|---|
LM317T | 1,5 | TO-220 |
LM317LZ | 0,1 | TO-92 |
LM317P | 1,5 | ISOWAT-220 |
LM317D2T | 1,5 | D2PAK |
LM317K | 0,1 | TO-3 |
LM317LD | 1,5 | SO-8 |
LM317线性稳压器的基本规格
LM317 稳压器的数据表包含完整的技术信息,可以通过查看数据表来阅读。以下是最关键的参数,如果使用不当,微电路可能会出现故障。首先是最大工作电流。它在上一节中针对不同的版本给出。应该补充一点,要获得 1.5 A 的最大电流,必须将微电路安装在散热器上。
基于 LM317 的稳压器输出端的最大电压可高达 40V。如果这还不够,您必须选择稳压器的高压模拟。
最小输出电压为 1.25 V。通过这种电路设计,您可以获得更少的电压,但会触发过载保护。这不是一个好的选择——这种保护应该在过电流输出时起作用,因为它在其他集成稳压器中起作用。因此,在实践中,当向调整引脚施加负偏压时,不可能获得从零开始工作的稳压器。
数据表中没有给出最小输入电压值,但可以从以下考虑确定:
- 最小输出电压为1.25 V;
- Uoutput=37V 的最小电压降为 3 伏,逻辑上假设最小输出不应小于;
基于这两个假设,输入应至少为 3.5V 以获得最小输出值。此外,为了稳定运行,通过分压器的电流至少应为 5 mA - 这样 ADJ 引脚的寄生电流不会引入显着的电压偏移(实际上它可以达到 0.5 mA)。
这是指来自知名制造商(Texas Instruments 等)的经典数据表中的信息。在东南亚公司(Tiger Electronics 等)的新型数据表中,该参数被指定为输入电压和输出电压之间的差异,但隐含地表示。对于所有电压,它应该至少为 3 伏,这与前面的推理并不矛盾。
最大输入电压不应超过设计输出电压超过 40V。在设计电路时也应考虑到这一点。
重要的! 如果芯片是知名厂商生产的,上述参数可以作为参考。未知公司的产品通常具有较低的特征
引脚分配和操作
有人提到LM317属于线性稳定器类。这意味着通过负载和调节元件之间的能量重新分配来稳定输出电压。
晶体管和负载形成一个 输入分压器.如果负载上设置的电压降低(由于电流变化等),晶体管会打开一点。如果它增加 - 它关闭,分压比发生变化并且负载上的电压保持稳定。该电路的缺点是众所周知的:
- 输入电压必须超过输出电压;
- 调节晶体管消耗大量功率;
- 效率甚至理论上不能超过Uout/Uin的比值。
但有一些严重的优势(相对于脉冲电路):
- 相对简单且便宜的微电路;
- 需要最少的外部流水线;
- 主要优点是输出电压没有高频寄生成分(电源干扰最小)。
微电路的标准电路:
- 输入电压施加到输入引脚;
- 在输出引脚上 - 输出电压;
- on Ajust - 输出电压所依赖的参考电压。
电阻器 R1 和 R2 设置输出电压。它由以下公式计算:
U out=1,25⋅ (1+R2/R1) +Iadj⋅R2。
Iadj 是调谐输出的寄生电流,根据制造商的说法,它可以在 5 μA 的范围内。实践表明,它可以达到更高一两个数量级的值。
电容器 C1 可以具有数百至数千微法拉的容量。在大多数情况下,它用作整流器的输出电容器。它必须用不超过 7 cm 的电线连接到微电路。如果不能满足整流电容器的这个条件,则必须在输入端子附近连接一个大约 100 µF 的附加电容器。电容器 C3 的电容不应超过 100-200 µF,原因有两个:
- 避免稳定器进入自动振荡模式;
- 以消除通电时充电上的电流浪涌。
在第二种情况下,可能会触发过载保护。
不应忘记,当电流流过 电阻器,它们会变热(如果环境温度升高,这也是可能的)。电阻 R1 和 R2 变化,不能保证它们会按比例变化。因此,输出电压会随着升温或降温而变化。如果这很关键,可以使用具有归一化电阻温度系数的电阻器。它们可以通过外壳上的六个条纹来区分。但这些元素更昂贵,更难买到。另一种选择是使用 stolitron 代替 R2 以获得合适的电压。
存在哪些类似物
其他国家的其他公司也开发了类似的微电路。完整的类似物是:
- GL317;
- SG317;
- UPC317;
- 心电图1900。
还可以使用具有更高电气特性的稳定器。更高的电流可以提供:
- LM338 - 5A;
- LM138 - 5 安
- LM350 - 3 A。
如果需要上限为 60V 的稳压电源,则必须使用 LM317HV、LM117HV 稳压器。索引 HV 代表高压。
KR142EN12 是国产微电路的完整模拟器件,但仅提供 TO-220 封装。在设计印刷电路板时应考虑到这一点。
LM317稳压器开关电路示例
数据表中给出了微电路的典型电路图。标准应用 - 固定电压调节器 - 已在上面考虑。
如果安装一个可变电阻而不是R2,则可以迅速调整稳压器的输出电压。应该考虑电位器将成为电路中的薄弱环节。即使使用质量好的可变电阻器,滑块与导电层的接触点也会有一些连接不稳定性。在实践中,这将导致输出电压的额外不稳定性。
为了保护制造商建议包括两个 二极管 D1 和 D2。第一个二极管应防止输出电压高于输入电压的情况。在实践中,这种情况非常少见,只有在输出侧有其他电压源时才会发生。制造商指出,该二极管还可以防止输入短路 - 在这种情况下,电容器 C1 将产生相反极性的放电电流,这将导致芯片故障。但是在芯片内部与这个二极管并联有一个链 稳压二极管 和电阻器,它们的工作方式完全相同。因此对这个二极管的需求是有问题的。在这种情况下,D2 将保护稳压器的输入不受电容器 C2 的电流影响。
如果你把R2并联 晶体管,可以控制稳定器的运行。当电压施加到晶体管的基极时,它会打开并分流 R2。输出电压降至 1,25V。在这里你必须确保输入电压和输出电压之间的差异不超过40V。
通过在可变电阻上并联一个电容器,可以减少电位器触点对输出电压稳定性的不利影响。在这种情况下,保护二极管 D1 不会干扰。
如果稳压器的输出电流不够,可以用外接三极管升压。
从电压调节器中,您可以通过在该电路中包含 LM317 来获得电流调节器。输出电流通过公式 I=1,25⋅R1 计算。类似的内含物通常用作 LED 的驱动器 - LED 作为负载打开。
最后,一个不寻常的包含线性稳定器 - 一个基于它的电路被创建 开关电源.振荡的正反馈由 C3R6 电路给出。
LM317 芯片有很多弱点。但创造电路的艺术,是利用稳定器的优点,绕过缺点。确定了芯片的所有缺点,并给出了如何消除它们的提示。因此,LM317 深受专业和业余无线电设备制造商的欢迎。
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