Saat mengembangkan sirkuit listrik, sering kali perlu menggunakan stabilisator tegangan daya rendah atau sedang (hingga 1,5 A) atau sumber tegangan referensi. Lebih mudah jika simpul seperti itu tersedia dalam desain terintegrasi, dalam bentuk sirkuit mikro tunggal. Kisaran 9 peringkat tegangan DC mulai dari 5V hingga 24V menutup regulator seri 78XX. Pekerjaan niche LM317 - tegangan lebih tinggi (hingga 37 V) dan di bawah (hingga 1,2 V) dari kisaran ini, nilai tegangan menengah, stabilisator yang dapat disesuaikan.
Isi
Apa itu chip LM317?
Sirkuit mikro adalah pengatur tegangan linier, yang nilai keluarannya dapat diatur dalam batas tertentu atau disesuaikan dengan cepat. Tersedia dalam beberapa pilihan perumahan dengan tiga lead.Rentang tegangan keluaran untuk semua opsi adalah sama, dan arus maksimum dapat bervariasi.
| Penamaan | Arus maksimum, A | Bingkai |
|---|---|---|
| LM317T | 1,5 | KE-220 |
| LM317LZ | 0,1 | KE-92 |
| LM317P | 1,5 | ISOWAT-220 |
| LM317D2T | 1,5 | D2PAK |
| LM317K | 0,1 | KE-3 |
| LM317LD | 1,5 | SO-8 |
Fitur Utama Regulator Tegangan Linier LM317
Lembar data untuk stabilizer LM317 berisi informasi teknis lengkap, yang dapat ditemukan dengan mempelajari spesifikasinya. Di bawah ini adalah parameter, ketidakpatuhan yang paling kritis dan jika digunakan secara tidak benar, sirkuit mikro mungkin gagal. Pertama-tama, ini adalah arus operasi maksimum. Ini diberikan di bagian sebelumnya untuk berbagai jenis eksekusi. Harus ditambahkan bahwa untuk mendapatkan arus tertinggi 1,5 A, sirkuit mikro harus dipasang pada unit pendingin.
Tegangan maksimum pada output regulator, yang dibangun berdasarkan LM317, tidak boleh lebih dari 40 V. Jika ini tidak cukup, Anda harus memilih analog stabilizer tegangan tinggi.
Tegangan output minimum adalah 1,25 V. Dengan desain sirkuit ini, Anda bisa mendapatkan lebih sedikit, tetapi perlindungan kelebihan beban akan berfungsi. Ini bukan pilihan terbaik - perlindungan seperti itu harus bekerja melawan arus keluaran yang melebihi, seperti yang bekerja pada stabilisator terintegrasi lainnya. Oleh karena itu, dalam praktiknya, tidak mungkin mendapatkan regulator yang bekerja dari nol ketika bias negatif diterapkan pada pin Adjust.
Nilai minimum tegangan input tidak ditunjukkan dalam lembar data, tetapi dapat ditentukan dari pertimbangan berikut:
- tegangan keluaran minimum - 1,25 V;
- penurunan tegangan minimum untuk Uout = 37 V sama dengan tiga volt, logis untuk mengasumsikan bahwa untuk output minimum seharusnya tidak kurang;
Berdasarkan dua premis ini, setidaknya 3,5 V harus diterapkan pada input untuk mendapatkan nilai output minimum. Juga, untuk operasi yang stabil, arus yang melalui pembagi harus setidaknya 5 mA - sehingga arus parasit dari output ADJ tidak menimbulkan perubahan tegangan yang signifikan (dalam praktiknya, dapat mencapai hingga 0,5 mA).
Ini berlaku untuk informasi dari lembar data klasik dari produsen terkenal (Texas Instruments, dll.). Dalam lembar data sampel baru dari perusahaan Asia Tenggara (Tiger Electronics, dll.), parameter ini ditunjukkan, tetapi dalam bentuk implisit, sebagai perbedaan antara tegangan input dan output. Itu harus setidaknya 3 volt untuk semua voltase, yang tidak bertentangan dengan alasan sebelumnya.
Tegangan input maksimum tidak boleh melebihi tegangan output yang dirancang lebih dari 40 V. Ini juga harus diperhitungkan saat mengembangkan sirkuit.
Penting! Anda dapat dipandu oleh parameter yang dinyatakan jika sirkuit mikro dirilis oleh pabrikan terkenal mana pun. Produk dari perusahaan yang tidak dikenal biasanya memiliki karakteristik yang lebih rendah
Tujuan kesimpulan dan prinsip operasi
Disebutkan bahwa LM317 termasuk dalam kelas stabilisator linier. Ini berarti bahwa stabilisasi tegangan keluaran dilakukan karena redistribusi energi antara beban dan elemen pengatur.
Transistor dan beban make up pembagi tegangan masukan. Jika tegangan yang diatur pada beban berkurang (karena perubahan arus, dll.), transistor terbuka sedikit. Jika meningkat, menutup, faktor pembagian berubah dan tegangan pada beban tetap stabil. Kerugian dari skema semacam itu diketahui:
- tegangan input harus melebihi output;
- daya besar dihamburkan pada transistor pengatur;
- Efisiensi, bahkan secara teoritis, tidak dapat melebihi rasio Uout / Uin.
Tetapi ada keuntungan serius (relatif terhadap sirkuit pulsa):
- chip yang relatif sederhana dan murah;
- membutuhkan perpipaan eksternal minimal;
- dan keuntungan utamanya adalah tegangan keluaran bebas dari komponen parasit frekuensi tinggi (gangguan catu daya minimal).
Skema standar untuk menyalakan sirkuit mikro:
- tegangan input diterapkan ke pin Input;
- untuk keluaran Keluaran - keluaran;
- pada Ajust - tegangan referensi di mana output bergantung.
Resistor R1 dan R2 mengatur tegangan output. Itu dihitung dengan rumus:
Uout=1,25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.
Iadj adalah arus parasit dari pin tuning, menurut pabrikannya bisa berada dalam 5 A. Latihan menunjukkan bahwa ia dapat mencapai nilai satu atau dua urutan lebih tinggi.
Kapasitor C1 dapat memiliki kapasitas dari ratusan hingga beberapa ribu mikrofarad. Dalam kebanyakan kasus, ini adalah kapasitor keluaran penyearah. Itu harus dihubungkan ke sirkuit mikro dengan konduktor tidak lebih dari 7 cm. Jika kondisi ini tidak dapat dipenuhi untuk kapasitor penyearah, maka kapasitansi tambahan sekitar 100 mikrofarad harus dihubungkan di sekitar terminal input. Kapasitor C3 tidak boleh memiliki kapasitansi lebih dari 100-200 mikrofarad karena dua alasan:
- untuk menghindari transisi stabilizer ke mode osilasi sendiri;
- untuk menghilangkan arus masuk untuk mengisi daya saat daya diterapkan.
Dalam kasus kedua, perlindungan kelebihan beban dapat berfungsi.
Jangan lupa bahwa ketika arus mengalir melalui resistor, mereka memanas (ini juga dimungkinkan ketika suhu sekitar naik).Resistansi R1 dan R2 berubah dan tidak ada jaminan bahwa keduanya akan berubah secara proporsional. Oleh karena itu, tegangan pada output dengan pemanasan atau pendinginan dapat berubah. Jika ini kritis, resistor dengan koefisien resistansi suhu yang dinormalisasi dapat digunakan. Mereka dapat dibedakan dengan adanya enam garis di tubuh. Tetapi barang-barang seperti itu lebih mahal dan lebih sulit untuk membelinya. Pilihan lain adalah menggunakan dioda zener untuk tegangan yang sesuai, bukan R2.
Apa analognya?
Ada sirkuit mikro serupa yang dikembangkan di perusahaan lain di negara lain. Analog lengkapnya adalah:
- GL317;
- SG317;
- UPC317;
- EKG1900.
Stabilisator dengan karakteristik listrik yang meningkat juga diproduksi. Lebih banyak arus dapat diberikan:
- LM338 - 5 A;
- LM138 - 5 A
- LM350 - 3 A
Jika sumber tegangan yang dapat diatur dengan batas atas 60 V diperlukan, stabilisator LM317HV, LM117HV harus digunakan. Indeks HV berarti Tegangan Tinggi - tegangan tinggi.
Dari sirkuit mikro domestik, KR142EN12 adalah analog lengkap, tetapi hanya diproduksi dalam paket TO-220. Ini harus diperhitungkan saat mendesain papan sirkuit tercetak.
Contoh rangkaian switching untuk stabilizer LM317
Skema khas untuk menyalakan sirkuit mikro diberikan dalam lembar data. Aplikasi tipikal adalah penstabil tegangan tetap, yang dibahas di atas.
Jika Anda memasang resistor variabel alih-alih R2, maka tegangan keluaran regulator dapat dengan cepat disesuaikan. Harus diingat bahwa potensiometer akan menjadi titik lemah di sirkuit. Bahkan dengan resistor variabel berkualitas baik, titik kontak mesin dengan lapisan konduktif akan memiliki beberapa ketidakstabilan koneksi. Dalam praktiknya, ini akan menghasilkan ketidakstabilan tambahan pada tegangan output.
Untuk perlindungan, pabrikan merekomendasikan untuk mengaktifkan dua dioda D1 dan D2.Dioda pertama harus melindungi terhadap situasi di mana tegangan output lebih tinggi dari input. Dalam praktiknya, situasi ini sangat jarang terjadi, dan hanya dapat terjadi jika ada sumber tegangan lain dari sisi output. Pabrikan mencatat bahwa dioda ini juga melindungi terhadap korsleting pada input - kapasitor C1 dalam hal ini akan menciptakan arus pelepasan dari polaritas yang berlawanan, yang akan menyebabkan kegagalan sirkuit mikro. Tetapi di dalam sirkuit mikro, sejajar dengan dioda ini, ada rantai dioda zener dan resistor, yang akan bekerja sama saja. Oleh karena itu, kebutuhan untuk memasang dioda ini diragukan. Dan D2 dalam situasi seperti itu akan melindungi input stabilizer dari arus kapasitor C2.
Jika sejajar dengan R2 put transistor, maka pengoperasian stabilizer dapat dikontrol. Ketika tegangan diterapkan ke basis transistor, transistor terbuka dan shunt R2. Tegangan output berkurang menjadi 1,25 V. Di sini perlu untuk memastikan bahwa perbedaan antara tegangan input dan output tidak melebihi 40 V.
Efek merugikan dari kontak potensiometer pada stabilitas tegangan keluaran dapat dikurangi dengan menghubungkan kapasitor secara paralel dengan resistansi variabel. Dalam hal ini, dioda pelindung D1 tidak akan mengganggu.
Jika arus keluaran stabilizer tidak cukup, dapat ditingkatkan dengan transistor eksternal.
Anda bisa mendapatkan stabilizer arus dari regulator tegangan dengan menyalakan LM317 sesuai dengan skema ini. Arus keluaran dihitung dengan rumus I=1,25⋅R1. Inklusi seperti itu sering digunakan sebagai driver untuk LED - LED dinyalakan sebagai beban.
Akhirnya, penyertaan penstabil linier yang tidak biasa - sebuah sirkuit dibuat atas dasar itu beralih catu daya. Umpan balik positif untuk terjadinya osilasi mengatur rangkaian C3R6.
Chip LM317 memiliki sejumlah kelemahan yang signifikan. Tetapi seni membuat sirkuit adalah menggunakan kelebihan stabilizer untuk mengatasi kekurangannya. Semua minus dari sirkuit mikro terungkap, saran diberikan tentang cara menetralisirnya. Oleh karena itu, LM317 populer di kalangan pencipta peralatan radio profesional dan amatir.
Artikel serupa:
