ב- 2024/09/3 481

מדריך מעמיק ל- LM317: הבנת רגולטורי מתח מתכווננים

LM317 הוא אחד המעגלים המשולבים בכוח הנפוצים ביותר.לא רק שיש לה רק את הצורה הפשוטה ביותר של מעגל ווסת מתח קבוע של שלוש מסופי, אלא יש גם את המאפיינים של מתח יציאה מתכוונן.בנוסף, יש לו גם היתרונות של רעש נמוך, טווח ויסות מתח רחב, ביצועי ייצוב מתח טוב ויחס דיכוי אדווה גבוה.במאמר זה נדון בכמה נקודות מפתח הקשורות ל- LM317, כך שתוכלו להבנה מעמיקה של מכשיר זה.אז בואו נתחיל!

קָטָלוֹג

מבוא ל- LM317

ה- LM317 הוא רגולטור מתח חיובי מתכוונן לשלושה מסופרים מוויסות מתח חיובי ממוניטור למחצה לאומי.ל- LM317 טווח מתח יציאה רחב של 1.2 וולט עד 37 וולט וזרם עומס של עד 1.5A.השימוש ב- LM317 הוא פשוט מאוד, הדורש רק שני נגדים חיצוניים להגדרת מתח הפלט הרצוי.בנוסף, ה- LM317 מציע ויסות ליניאריות ועומס טובים יותר מאשר רגולטורים קבועים סטנדרטיים, ומגוון מעגלי הגנה משולבים ב- LM317 כדי להבטיח פעולה יציבה ואמינה, כולל הגנת עומס יתר והגנה על אזור בטוח.בדרך כלל, ה- LM317 אינו דורש קבלים חיצוניים, אך אם החיבור מקבל מסנן הקלט לכניסת LM317 הוא יותר מ- 6 אינץ '(כ- 15 ס"מ), מומלצים קבלים חיצוניים.השימוש בקבלים פלט משפר גם את התגובה החולפת.אם אנו משתמשים בקבל פילטר בצד ההתאמה, נוכל להשיג יחס דחיית אדווה גבוה בהרבה מזה של רגולטור סטנדרטי לשלושה מסופי.

ל- LM317 יש מספר שימושים מיוחדים.לדוגמה, על ידי השעיית הרגולטור במתח גבוה יותר, LM317 יכול לווסת את המתחים של עד כמה מאות וולט, בתנאי שההבדל במתח הקלט או היציאה אינו יעלה על גבולותיו וכי נמנעים מעגלים קצרים בתפוקות.בנוסף, אנו יכולים לחבר את מסוף ההתאמה למתח הניתן לתכנות לפונקציונליות תפוקת חשמל הניתנת לתכנות.

אלטרנטיבות ושווי ערך

• • LM7905

• • LM7809

• • LM7912

• • LT1086

הפונקציה של LM317 מתח מתכוונן מתח מיוצב מתח מיצב מעגל מייצב

LM317 מעגל ווסת מתח מתח מתכוונן מתכוונן הוא התפקיד העיקרי של מתח הכניסה מומר ביציבות למתח היציאה הנדרש, כדי לספק אספקת חשמל יציבה ואמינה עבור המעגל או המכשיר.באופן ספציפי, תפקיד מעגל הווסת המתח הוא כדלקמן:

ספק אמינות: תכנון מעגלי ווסת מתח בדרך כלל לוקח בחשבון הגנה על זרם יתר, הגנה על טמפרטורה יתר, הגנה על מעגל קצר ופונקציות אחרות כדי להבטיח הפעלה בטוחה של מעגלים וציוד.מנגנוני הגנה אלה מבטיחים את האמינות והיציבות של אספקת החשמל המוסדרת במצבים בלתי צפויים.

התאם את מתח היציאה: מעגל הווסת המתח מאפשר למשתמש להתאים את מתח היציאה לפי הצורך כך שיתאים לדרישות מעגל שונות.פשוט על ידי התאמת הפוטנציומטר או הנגד, ניתן לממש את מתח הפלט הרצוי בטווח מסוים.

הגן על התקני עומס: מעגל ויסות מתח מגן על מכשירי עומס מפני וריאציות מתח קלט על ידי ייצוב מתח היציאה.זה יכול להתנגד לתנודות כוח והפרעות רעש ולמנוע נזק לציוד העומס הנגרם כתוצאה מתח גבוה מדי או נמוך מדי.

ספק מתח יציב: מעגל הווסת המתח מסוגל להתאים ולייצב אוטומטית את מתח היציאה בהתאם לשינויי מתח הקלט וזרם העומס דרך מנגנון בקרת המשוב.באופן זה, מעגל ווסת המתח יכול לספק מתח יציאה קבוע בתנאי עומס שונים כדי להבטיח את הפעולה הרגילה של הציוד המופעל.

מעגל התחלה רכה של LM317

האיור שלהלן מציג מעגל התחלה רך שנבנה באמצעות LM317.ברגע הכוח, מכיוון שהמתח ב- CE1 לא יכול להשתנות לפתע, Q1 רווי ומופעל דרך השפעת ההטיה של R1 ו- R2.מצב הולכה זה גורם לקיצור RP1, וגורם למסוף ההסתגלות של ה- LM317.בשלב זה מתח הפלט של ספק הכוח הוא 1.25 וולט.ככל שזמן הטעינה של C2 יגדל, מתח היציאה יגדל בהדרגה.הפונקציה של D1 היא לשחרר במהירות את המטען ב- C2 לאחר כיבוי הכוח כדי להבטיח שניתן להשיג את ההתחלה הרכה כרגיל כאשר הכוח מופעל בפעם הבאה.בנוסף, יש לציין כי אם Q1 ו- R2 אינם מחוברים, אך קבלים אלקטרוליטיים גדולים מחוברים במקביל לשני הקצוות של RP1, ניתן להשיג גם את אפקט ההתחלה הרך.

זרם הפעלה יציב מינימלי של LM317

בלוק ווסת המתח LM317 הוא בעל זרם הפעלה יציב מינימלי, המכונה לפעמים גם זרם הפלט המינימלי או זרם הפריקה המינימלי.בדרך כלל, הערך של זרם ההפעלה היציב המינימלי הזה הוא בערך 1.5mA.בשל ההבדלים ביצרנים ובדגמים של חסימת ווסת המתח LM317, הערך הספציפי של זרם ההפעלה היציב המינימלי עשוי להיות שונה גם הוא, אך בדרך כלל הוא אינו עולה על 5mA.כאשר זרם הפלט של בלוק ווסת המתח LM317 נמוך מזרם ההפעלה היציב המינימלי שלו, הוא לא יעבוד כראוי.נהפוך הוא, כאשר זרם הפלט עולה על סף זה, בלוק ווסת המתח LM317 יכול להפיק מתח DC יציב.

בעת ביצוע אספקת חשמל מוסדרת על בסיס חסימת ווסת המתח LM317 (כפי שמוצג באיור), הקפד לשים לב לזרם ההפעלה היציב המינימלי שלו.אם מתעלמים מהנקודה הזו, התופעות הלא נורמליות שלהלן עשויות להתרחש באספקת החשמל המוסדרת שאנו מייצרים.

חישוב מתח יציאה LM317 ובחירת הנגד המווסת מתח

מתח מתח היציאה של LM317 נקבע במשותף על ידי נגדים R1 ו- RP1.הנוסחה הספציפית היא vout = 1.25 × (1+RP1/R1).מכיוון שיש מתח קבוע של 1.25 וולט בין מסוף ה- VOUT למסוף ADJ (מסוף ההתאמה) של LM317, אם ההתנגדות של R1 נותרה ללא שינוי, הזרם הזורם דרך R1 יהיה ערך קבוע.מכיוון ש- RP1 ו- R1 מחוברים בסדרה, ניתן לשנות את מתח היציאה על ידי התאמת ההתנגדות של RP1.יש לציין כי זרם ההפעלה של המעגל הפנימי של LM317 מוציא ממסוף VOUT, וזרם זה הוא בערך 5mA.לפיכך, ההתנגדות המרבית של R1 לא אמורה לעלות על 240Ω.אם הערך של R1 גדול מדי, זרם ההפעלה של המעגל הפנימי של LM317 לא יופעל במלואו, מה שיגרום למתח היציאה להיות גבוה והיציבות לרדת.ביישומים מעשיים, על מנת להשיג ביצועים טובים יותר, עדיף לבחור נגדי סרטי מתכת עם יציבות טמפרטורה טובה עבור R1.אם יציבות טמפרטורת ההתנגדות של R1 אינה טובה, מתח היציאה של LM317 עשוי להיסחף.

דירוגים מקסימליים מוחלטים של LM317

מדוע מתח היציאה של LM317 משתנה עם מתח הכניסה?

ירידת המתח על פני LM317 נקבעת על ידי ההתנגדות הפנימית שלו וכמות הזרם הזורמת דרכה.ההתנגדות הפנימית של ה- LM317 היא בדרך כלל בין 0.2 ל- 0.6 אוהם, ערך זה ישתנה בהתאם ליצרן ובמכשיר הספציפי.כאשר הזרם זורם דרך LM317, ירידת מתח תתרחש בהתנגדותו הפנימית, מה שישפיע על מתח היציאה.בנוסף, מתח הכניסה של LM317 ישפיע גם על מתח היציאה שלו.באופן ספציפי, ככל שמתח הכניסה גדל, ירידת המתח על פני ההתנגדות הפנימית תגדל בהתאם, וכתוצאה מכך ירידה במתח היציאה.נהפוך הוא, אם מתח הכניסה יורד, ירידת המתח על פני ההתנגדות הפנימית תקטן גם היא, ותגרום לעליית מתח היציאה.בנוסף למתח הקלט, מתח היציאה של LM317 מושפע גם משינויי טמפרטורה.ככל שהטמפרטורה עולה, ההתנגדות הפנימית של ה- LM317 עולה, מה שמקטין את מתח היציאה שלו.נהפוך הוא, כאשר הטמפרטורה יורדת, ההתנגדות הפנימית של LM317 תקטן, ובכך תגדיל את מתח היציאה שלה.

ניתן למזער את ההשפעה של שינויים במתח הקלט על מתח היציאה של ה- LM317 בשתי שיטות.השיטה הראשונה היא להשתמש במזגן מקדים.הרגולטור הקדם הוא ווסת מתח הממוקם לפני ה- LM317.הפונקציה שלו היא לספק מתח יציב לכניסת ה- LM317.ישנם סוגים רבים של ויולטורים מראש, שיכולים להיות רגולטורים ליניאריים, מיתוג רגולטורים או דיודות זנר.על ידי מתן מתח מוסדר ל- LM317, הוולטור מראש יכול להפחית ביעילות את תנודות המתח בכניסה של ה- LM317.בעת בחירתו של מראש, עלינו לבצע התאמה סבירה על בסיס טווח מתח הקלט של LM317 ומתח היציאה הצפוי.השיטה השנייה היא להשתמש בקבל עוקף.קבל העוקף מחובר בין הקלט לפלט של ה- LM317 ומשמש כמסנן מעבר נמוך.זה יכול לסנן ביעילות שינויים ברעש בתדר גבוה ושינויי מתח, מה שישפיע על מתח היציאה של LM317.קבל העוקף מספק נתיב עכבה נמוך לאותות בתדרים גבוהים, ומונע שינויים במתח לפעול ישירות ב- LM317.בבחירת הערך של קבל העוקף, עלינו לקחת בחשבון את אדווה של מתח הקלט ואת גודל זרם הפלט.בדרך כלל, הערך האופייני של קבל העוקף הוא בין 1UF ל- 10UF.

שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]

1. האם LM317 הוא מגבר OP?

LM 317 הוא שלוש רגולטור מתח חיובי מתכוונן מסוף ולא מגבר תפעולי והתפוקה המינימלית היא 1.2 וולט.

2. למה משמש LM317?

ה- LM317 משרת מגוון רחב של יישומים כולל מקומי, על ויסות כרטיסים.ניתן להשתמש במכשיר זה גם לייצור ווסת פלט לתכנות, או על ידי חיבור נגד קבוע בין ההתאמה לפלט, LM317 יכול לשמש כווסת זרם דיוק.

3. האם LM317 הוא LDO?

רגולטור המתח הליניארי LM317 נמוך (LDO) הוא ווסת מתח LDO מתכוונן 3 מסופי מתכוונן המסוגל לספק יותר מ- 1.5 A מעל טווח מתח יציאה של 1.2 וולט עד 37 V. ווסת מתח זה קל במיוחד לשימוש ודורשרק שני נגדים חיצוניים להגדרת מתח הפלט.

4. מה ההבדל בין LM1117 ל- LM317?

ההבדל העיקרי הוא מתח נשירה.זה 1.2 וולט עבור LM1117 וכ- 3V עבור LM317, כך שהוא תלוי במתח האספקה ​​שמפעיל את הרגולטור באשר לאילו אתה יכול להשתמש.LM1117 ידרוש מתח אספקה ​​של 4.5 וולט (יאפשר הפעלה מאספקת 5V רגילה).