המדריך האולטימטיבי לשנאי LM317: נתונים, מאפיינים ויישומים שלהם
2023-12-01 7496

קָטָלוֹג

THE LM317 הוא שבב ווסת מתח המשמש לעתים קרובות במעגלים, המצוין במתח היציאה המשתנה שלו.רגולטור ליניארי זה מתאים למגוון עצום של יישומים אלקטרוניים, כגון מעגלי כוח, מעגלים אנלוגיים ומכשירים מדויקים.ה- LM317 מספק מתח יציאה יציב על ידי ניהול ההבדל בין קלט לפלט, הכולל עומס ראוי לשבח ויסות קו.

מה זה LM317?

ה- LM317 הוא רגולטור מתכוונן לשלושה מסופי המשתמש במתח הפניה פנימי קבוע, המאפשר התאמת מתח יציאה באמצעות נגדים חיצוניים.הוא מנוצל בדרך כלל במעגלי כוח שונים כווסת, ומספק תפוקת מתח יציבה ומגנה ביעילות מעגלים עוקבים מתנודות מתח קלט.

Pinout של LM317

איור 1: LM317 Pinout

כשמסתכלים על רגולטור המתח מקדימה, הסיכה הראשונה משמאל היא ADJ, האמצעית היא פו, והסיכה האחרונה מימין היא VIN.

קלט (VIN): VIN הוא ה- PIN שמקבל את מתח הכניסה, אשר יוסדר למתח ספציפי.

פלט (vout): vout הוא הסיכה המספקת פלט יציב.הוא מספק מתח מתכוונן, המחובר בדרך כלל למעגלים הדורשים ויסות מתח.

התאמה (adj): adj הוא הסיכה המאפשרת שליטה על פלט המתח.סיכה זו מחוברת בדרך כלל לנגד בשילוב עם סיכת הפלט כדי להגדיר את מתח הפלט הרצוי.

מאפייני ה- LM317

טווח מתח יציאה: מתכוונן מ- 1.25V ל- 37V.

קיבולת פלט: מסוגל לספק 1.5A של זרם פלט.

הפרש מתח קלט-פלט: מקסימום 40 וולט, אך דיפרנציאל מומלץ הוא 3V עד 15V ליציבות ויסות אופטימלית.

זרם פלט מקסימלי בהפרש 15 וולט: 2.2 א.

יציבות תרמית: נשארת יציבה בטווח טמפרטורה של 0 עד 125 מעלות צלזיוס.

אריזה: זמינה בדרך כלל ב- TO-220, SOT223 ו- TO-263, בין היתר.

ויסות עומס: בדרך כלל ב- 0.1%.

ויסות קו: בדרך כלל ב 0.01%/v.

יחס דחיית אדווה: 80 dB.

זרם סיכת התאמה: ערכים אופייניים נעים בין 50μA ל- 100μA.

הגנה על טמפרטורה יתר: כוללת כיבוי תרמי למניעת נזק כתוצאה מחימום יתר.

הגנה על מעגל קצר: כוללת הגבלת זרם פנימי לתנאי קציר מעגל.

עקרון הפעלת LM317

איור 2: עקרון העבודה של LM317

העיקרון העובד של ה- LM317 סובב סביב שמירה על ירידת מתח קבוע על פני שני סיכות.יש לו מתח התייחסות פנימי קבוע, בדרך כלל 1.25 וולט, המשמש כמדד להתאמת מתח היציאה של הרגולטור.על ידי שינוי ערך ההתנגדות של R2, ניתן לשנות את המתח בין מסופי ה- VOUT ו- ADJ, ובכך לשנות את מתח היציאה ב- VOUT.נוכחותם של קבלים C1 ו- C2 מבטיחה את הפעולה היציבה של המעגל, ומפחיתה את תנודות המתח והרעש.על ידי בחירה מדויקת של הערכים עבור R1 ו- R2, המשתמשים יכולים להגדיר את מתח הפלט הרצוי לכל מקום בין 1.25 וולט עד מספר עשרות וולט במהלך השימוש.

זה היתרון של ווסת מתח מתכוונן;אתה יכול לכוונן אותו לכל מתח בטווח הנתמך של הרגולטור.

הערה: קבלים C1 ו- C2 משמשים לניקוי קו חשמל.C1 הוא אופציונלי ומשמש בדרך כלל לניקוי תגובה חולפת.עם זאת, C2 נחוץ כאשר המכשיר מרוחק מכל קבלים לסינון, מכיוון שהוא מסייע להחליק את קווי החשמל במקרה של דוקרני זרם.

חישוב התנגדות/מתח עבור LM317

איור 3: תרשים חישוב מתח LM317

באפשרותך להשתמש בנוסחה הבאה כדי לחשב את מתח הפלט (VOUT), התלוי בערכי הנגדים החיצוניים R1 ו- R2.

Vout = 1.25V (1 + R2/R1)

בדרך כלל, הערך של R1 קבוע על 240 אוהם (מומלץ), אך ניתן להגדיר אותו גם בין 100 ל 1000 אוהם.לאחר מכן, עליך להזין את הערך של R2 לביצוע חישוב מתח היציאה.במקרה זה, אם R2 משתמש ב 1000 אוהם, הנוסחה משלימה כדלקמן:

Vout = 1.25x (1+1000/240) = 6.453V

באופן דומה, אתה יכול לחשב את הערך של R2 באמצעות אותה נוסחה.אם הגדרת את מתח הפלט שלך ל- 10V, אתה יכול לחשב את הערך של R2 כדלקמן:

10 = 1.25x (1 + R2/240) => R2 = 1680Ω

עכשיו בואו נסתכל על דוגמה לשימוש ב- LM317:

התמונה למטה מציגה את הרגולטור LM317 המחובר למעגל, במטרה לספק פלט מתח DC יציב עבור המעגל.

איור 4: מעגל המקרים של LM317

במעגל זה אנו מוסיפים מקור מתח DC לסיכת VIN של הרגולטור.סיכה זו שוב מקבלת את מתח הכניסה, אותו יסדיר השבב.המתח הנכנס ל- PIN זה חייב להיות גבוה יותר מהמתח שהוא מוציא.עם זאת, שימו לב כי הרגולטור מתאים רק את המתח לרמה מסוימת;זה לא יכול לייצר מתח מעצמו.לפיכך, כדי להשיג מתח מתח יציאה, VIN חייב להיות גדול יותר מ- VOUT.

במעגל זה, אנו זקוקים ל- 5VDC יציב כפלט, ולכן VIN חייב להיות יותר מ- 5 V. בדרך כלל, אלא אם כן מדובר בוויסות דה-נמוך, אתה רוצה שמתח הקלט יהיה גבוה בערך 2 וולט.לכן, עבור פלט 5V, היינו מאכילים 7 וולט לרגולטור.

לאחר שעסקנו בסיכת הקלט, אנו עוברים כעת לסיכה המתכווננת (adj).מכיוון שאנו רוצים פלט של 5 וולט, עלינו לחשב איזה ערך של R2 יפיק פלט 5 וולט.

באמצעות נוסחת מתח הפלט:

Vout = 1.25V (1 + R2/R1)

מכיוון ש- R1 הוא 240 אוהם, אז:

5V = 1.25V (1 + R2/2402), כך R2 = 720Ω

לכן, עם ערך R2 ב 720 אוהם, אם אתה מספק מתח כניסה העולה על 5 וולט, LM317 יפלט 5V.

איור 5: תרשים חיווט LM317

הסיכה האחרונה של LM317 היא סיכת הפלט, וכדי לספק למעגל את 5 הוולט המוסדר, אנו פשוט מחברים אותו לסיכת הפלט.

כיצד להשתמש ב- LM317

רכיב LM317 מווסת הפרש 1.25 וולט בין סיכות הפלט וההתאמה.אתה יכול לשנות את הפלט באמצעות שני נגדים המחוברים בין סיכות הפלט והקלט.

בנוסף, ניתן לשלב שני קבלים ניתוק במעגל.הגדרה זו מסייעת בחיסול צימוד מיותר ומונע רעש.

קבל 1UF המחובר לפלט משפר את התגובה החולפת.יתר על כן, אתה יכול להשתמש בו כווסת משתנה על ידי לחיצה על פוטנציומטר על הסיכה המתכווננת.

נגדים ופוטנציומטרים עובדים יחד כדי ליצור את ההבדל הפוטנציאלי הדרוש לתפוקה מוסדרת.

איור 6: LM317 דיאגרמת מעגל חי

ICS שווה ערך ל- LM317

דגמים אלטרנטיביים ל- LM317 כוללים: LM7805, LM7806, LM7809, LM7812, LM7905, LM7912, LM117V33 ו- XC6206P33MR.

דגמים שווים ל- LM317: LT1086, LM1117 (SMD), PB137 ו- LM337 (רגולטור מתח משתנה שלילי).

כיצד להגן על מעגל LM317

הגנה על מעגל LM317 היא קריטית למניעת נזק.עקב צריכת חשמל מוגברת, רכיבים עשויים להתחמם יתר על המידה במהלך הפעולה.מסיבה זו, כיורי חום משמשים בדרך כלל להגנה על ה- IC מפני התחממות יתר.בנוסף, בגלל הזרם הנמוך של השנאי, קבלים חיצוניים יכולים לפרוק.לפיכך, דיודות מתווספות ביישומים מסוימים למניעת פריקת קבלים.

דיודה D1 מגנה על הקבל מפני פריקה במהלך מעגלים קצרים של קלט, ואילו דיודה D2 משמשת לספק נתיב פריקה של עכבה נמוכה להגנה על CADJ במהלך מעגלים קצרים בתפוקה.כדי להשיג יחס דיכוי אדווה גבוה, עקוף את מסוף ההתאמה.

איור 7: דיאגרמת מעגל ההגנה של LM317

לסיכום, ה- LM317 הוא שבב רגולטור מתח נפוץ המספק מתח יציאה יציב על ידי בקרת ההבדל בין קלט לפלט.Pinout והפרמטרים שלו מסייעים למהנדסים ליישם נכון ולהגדיר את השבב הזה כדי להשיג את יציבות הכוח הרצויה ואמינות.