na 2024/09/3 512

Hloubkový průvodce LM317: Porozumění nastavitelným regulátorům napětí

LM317 je jedním z nejpoužívanějších energetických integrovaných obvodů.Má nejen nejjednodušší formu pevného obvodu tří terminálního napětí, ale má také vlastnosti nastavitelného výstupního napětí.Kromě toho má také výhody nízkého šumu, rozsahu regulace napětí, dobrý výkon stabilizace napětí a vysoký poměr potlačení zvlnění.V tomto článku budeme diskutovat o některých klíčových bodech souvisejících s LM317, abyste mohli mít hloubkové pochopení tohoto zařízení.Začněme tedy!

Katalog

Úvod do LM317

LM317 je tří-terminální nastavitelný pozitivní regulátor napětí IC z národního polovodiče.LM317 má široký výstupní rozsah napětí 1,2 V až 37 V a zatížení až 1,5a.Použití LM317 je velmi jednoduché a vyžaduje pouze dva externí rezistory pro nastavení požadovaného výstupního napětí.Kromě toho nabízí LM317 lepší regulaci linearity a zatížení než standardní pevné regulační orgány a do LM317 je integrováno různé ochranné obvody, aby bylo zajištěno stabilní a spolehlivé provoz, včetně ochrany přetížení a ochrany před bezpečné zóně.Normálně LM317 nevyžaduje externí kondenzátory, ale pokud je připojení od vstupního filtračního kondenzátoru k vstupu LM317 více než 6 palců (asi 15 cm), doporučuje se externí kondenzátory.Použití výstupních kondenzátorů také zlepšuje přechodnou odpověď.Pokud použijeme kondenzátor filtru na straně nastavení, můžeme získat poměr odmítnutí zvlnění mnohem vyšší než u standardního tří-terminálního regulátoru.

LM317 má několik zvláštních použití.Například pozastavením regulátoru při vyšším napětí může LM317 regulovat napětí až do několika set voltů za předpokladu, že rozdíl vstupní nebo výstupní napětí nepřesahuje jeho limity a že se zabrání zkratům na výstupních výstupy.Kromě toho můžeme připojit nastavovací terminál k programovatelnému napětí pro programovatelné funkce výkonu.

Alternativy a ekvivalenty

• • LM7905

• • LM7809

• • LM7912

• • LT1086

Funkce stabilizovaného napájecího napájecího napětí stabilizačního obvodu stabilizovaného napětí LM317

Hlavní úlohou vstupního napětí je stabilně převedeno na požadované výstupní napětí, aby se zajistilo stabilní a spolehlivé napájení pro obvod nebo zařízení, je stabilně převedena na požadované výstupní napětí, která je stabilně převedena na požadované výstupní napětí, je stabilně převedeno na požadované výstupní napětí regulátoru regulátoru napětí.Konkrétně je role obvodu regulátoru napětí následující:

Poskytovat spolehlivost: Konstrukce obvodů regulátoru napětí obvykle bere v úvahu ochranu nad proud, ochranu nadměrné teploty, ochranu zkratu a další funkce, aby se zajistila bezpečný provoz obvodů a zařízení.Tyto ochranné mechanismy zajišťují spolehlivost a stabilitu regulovaného napájení v neočekávaných situacích.

Upravte výstupní napětí: Obvod regulátoru napětí umožňuje uživateli upravit výstupní napětí podle potřeby, aby vyhovovalo různým požadavkům obvodu.Jednoduše úpravou potenciometru nebo rezistoru lze požadované výstupní napětí realizovat v určitém rozmezí.

Ochrana zatížení zařízení: obvod regulátoru napětí chrání zařízení zatížení před změnami vstupního napětí stabilizací výstupního napětí.Může odolat kolísání výkonu a rušení šumu a zabránit poškození zátěžového zařízení způsobeného příliš vysokým nebo příliš nízkým napětím.

Poskytněte stabilní napětí: obvod regulátoru napětí je schopen automaticky upravit a stabilizovat výstupní napětí podle změn vstupního napětí a zatížení proudu prostřednictvím mechanismu řízení zpětné vazby.Tímto způsobem může obvod regulátoru napětí poskytnout konstantní výstupní napětí za různých podmínek zatížení, aby bylo zajištěno normální provoz napájeného zařízení.

Obvod měkkého startu LM317

Níže uvedený obrázek ukazuje obvod s měkkým startem vytvořeným pomocí LM317.V okamžiku napájení, protože napětí na CE1 se nemůže najednou změnit, je Q1 nasycený a zapnutý prostřednictvím zkreslení účinku R1 a R2.Tento stav vedení způsobuje, že RP1 je zkratován, což způsobuje, že nastavení terminálu LM317.V této době je výstupní napětí napájení 1,25 V.Jak se doba nabíjení C2 zvyšuje, výstupní napětí se postupně zvyšuje.Funkcí D1 je rychle uvolnit náboj na C2 po vypnutí napájení, aby se zajistilo, že měkké start může být normálně dosaženo, když je napájení příště zapnuto.Kromě toho je třeba poznamenat, že pokud nejsou q1 a R2 spojeny, ale velký elektrolytický kondenzátor je připojen paralelně s oběma koncemi Rp1, lze také dosáhnout účinku měkkého startu.

Minimální stabilní provozní proud LM317

Blok regulátoru napětí LM317 má minimální stabilní provozní proud, někdy také nazývaný minimální výstupní proud nebo minimální výbojový proud.Hodnota tohoto minimálního stabilního provozního proudu je obvykle přibližně 1,5 mA.Kvůli rozdílům v výrobcích a modelech bloku regulátoru napětí LM317 může být specifická hodnota minimálního stabilního provozního proudu také odlišná, ale obecně nepřesahuje 5 mA.Když je výstupní proud bloku regulátoru LM317 nižší než jeho minimální stabilní provozní proud, nebude správně fungovat.Naopak, když výstupní proud překračuje tento prahový hodnota, může blok regulátoru LM317 napětí natočit stabilní DC napětí.

Při vytváření regulovaného napájení na základě bloku regulátoru napětí LM317 (jak je znázorněno na obrázku), nezapomeňte věnovat pozornost svému minimálnímu stabilnímu provoznímu proudu.Pokud je tento bod ignorován, v regulovaném napájení, které produkujeme, se mohou objevit následující abnormální jevy.

Výpočet výstupního napětí LM317 a výběr regulačního regulace napětí

Výstupní napětí Vout LM317 je společně určováno rezistory R1 a RP1.Specifický vzorec je Vout = 1,25 × (1+Rp1/R1).Protože existuje pevné napětí 1,25 V mezi terminálem Vout a terminálem ADD (nastavení terminálu) LM317, pokud odpor R1 zůstane nezměněn, bude proud protékající R1 konstantní hodnotou.Protože RP1 a R1 jsou připojeny v sérii, lze výstupní napětí změnit jednoduše úpravou odporu RP1.Je třeba poznamenat, že provozní proud vnitřního obvodu LM317 je výstup z terminálu Vout a tento proud je přibližně 5 mA.Proto by maximální odpor R1 neměl překročit 240Ω.Pokud je hodnota R1 příliš velká, provozní proud vnitřního obvodu LM317 nebude plně výstup, což způsobí, že výstupní napětí bude vysoké a stabilita se sníží.V praktických aplikacích je pro získání lepšího výkonu nejlepší vybrat kovový filmový rezistor s dobrou teplotní stabilitou pro R1.Pokud stabilita teploty rezistence není dobrá, může výstupní napětí LM317 driftovat.

Absolutní maximální hodnocení LM317

Proč se výstupní napětí LM317 mění se vstupním napětím?

Pokles napětí přes LM317 je určen jeho vnitřním odporem a množstvím proudu protékajícího skrz něj.Vnitřní odpor LM317 je obvykle mezi 0,2 a 0,6 ohmy, tato hodnota se bude lišit v závislosti na výrobci a na konkrétním zařízení.Když proud protéká LM317, dojde k poklesu napětí na jeho vnitřním odporu, což ovlivní výstupní napětí.Vstupní napětí LM317 navíc ovlivní také jeho výstupní napětí.Konkrétně, jak se zvyšuje vstupní napětí, se napětí pokles přes vnitřní odpor odpovídajícím způsobem zvýší, což povede ke snížení výstupního napětí.Naopak, pokud se vstupní napětí sníží, sníží se také pokles napětí přes vnitřní odpor, což způsobí zvýšení výstupního napětí.Kromě vstupního napětí je výstupní napětí LM317 také ovlivněno změnami teploty.Jak se teplota zvyšuje, vnitřní odpor LM317 se zvyšuje, což snižuje jeho výstupní napětí.Naopak, když se teplota sníží, vnitřní odpor LM317 se sníží, čímž se zvýší jeho výstupní napětí.

Účinek změn vstupního napětí na výstupní napětí LM317 může být minimalizován dvěma metodami.První metodou je použití předběžného kondicionéra.Pre-regulátor je regulátor napětí umístěný před LM317.Jeho funkcí je poskytnout stabilní napětí pro vstup LM317.Existuje mnoho typů preregulátorů, které mohou být lineární regulační orgány, přepínací regulátory nebo zenerové diody.Poskytnutím regulovaného napětí LM317 může preregulátor účinně snížit kolísání napětí při vstupu LM317.Při výběru preregulátoru musíme vytvořit přiměřenou shodu na základě rozsahu vstupního napětí LM317 a očekávaného výstupního napětí.Druhou metodou je použití obtokového kondenzátoru.Bypassový kondenzátor je připojen mezi vstupem a výstupem LM317 a působí jako filtr s nízkým průchodem.Může účinně odfiltrovat vysokofrekvenční změny šumu a napětí, což ovlivní výstupní napětí LM317.Kondenzátor bypass poskytuje nízkoimpedanční cestu pro vysokofrekvenční signály, což zabraňuje změnám napětí v jednání přímo na LM317.Při výběru hodnoty kondenzátoru obtoku musíme zvážit zvlnění vstupního napětí a velikost výstupního proudu.Typická hodnota kondenzátoru obtoku je obvykle mezi 1UF a 10UF.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Je LM317 OP AMP?

LM 317 je tři nastavitelný regulátor pozitivního napětí a nikoli operační zesilovač a minimální výstup je 1,2 voltů.

2. K čemu se používá LM317?

LM317 slouží široké škále aplikací, včetně místní, na regulaci karet.Toto zařízení lze také použít k vytvoření programovatelného výstupního regulátoru nebo připojením pevného rezistoru mezi nastavením a výstupem, LM317 lze použít jako regulátor přesného proudu.

3. Je LM317 LDO?

Regulátor lineárního napětí LM317 s nízkým výkonem (LDO) je nastavitelný 3-terminální pozitivní regulátor napětí LDO, který je schopen dodat přesahující 1,5 A přes výstupní napětí rozsah 1,2 V až 37 V.Pouze dva externí rezistory pro nastavení výstupního napětí.

4. Jaký je rozdíl mezi LM1117 a LM317?

Hlavním rozdílem je napětí.Je to 1,2 V pro LM1117 a asi 3V pro LM317, takže záleží na napájecím napětí, které pohání regulátor o tom, který člověk můžete použít.LM1117 by vyžadovalo minimálně 4,5 V napájecí napětí (umožňující provoz ze standardního napájení 5V).