Khi phát triển các mạch điện, thường cần sử dụng ổn áp có công suất thấp hoặc trung bình (lên đến 1,5 A) hoặc các nguồn điện áp tham chiếu. Sẽ rất tiện lợi nếu một nút như vậy có sẵn trong một thiết kế tích hợp, dưới dạng một vi mạch duy nhất. Một loạt 9 xếp hạng điện áp DC khác nhau, từ 5V đến 24V đóng bộ điều chỉnh loạt 78XX. Công việc thích hợp LM317 - điện áp cao hơn (lên đến 37 V) và dưới đây (lên đến 1,2 V) của dải này, các giá trị điện áp trung gian, bộ ổn định có thể điều chỉnh.
Nội dung
Chip LM317 là gì
Vi mạch là một bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính, giá trị đầu ra của nó có thể được đặt trong các giới hạn nhất định hoặc điều chỉnh nhanh chóng. Có sẵn trong một số tùy chọn nhà ở với ba đầu dẫn.Dải điện áp đầu ra cho tất cả các tùy chọn là như nhau và dòng điện tối đa có thể khác nhau.
| Chỉ định | Dòng điện tối đa, A | Khung |
|---|---|---|
| LM317T | 1,5 | ĐẾN-220 |
| LM317LZ | 0,1 | ĐẾN-92 |
| LM317P | 1,5 | ISOWAT-220 |
| LM317D2T | 1,5 | D2PAK |
| LM317K | 0,1 | ĐẾN-3 |
| LM317LD | 1,5 | SO-8 |
Các tính năng chính của bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính LM317
Bảng dữ liệu cho bộ ổn định LM317 chứa đầy đủ thông tin kỹ thuật, bạn có thể tìm thấy thông tin này bằng cách nghiên cứu thông số kỹ thuật. Dưới đây là các thông số, việc không tuân thủ trong đó là quan trọng nhất và nếu sử dụng sai, vi mạch có thể bị lỗi. Trước hết, đây là dòng hoạt động tối đa. Nó được đưa ra trong phần trước cho các kiểu thực thi khác nhau. Cần phải nói thêm rằng để có được dòng điện cao nhất là 1,5 A, vi mạch phải được lắp đặt trên một tấm tản nhiệt.
Điện áp tối đa ở đầu ra của bộ điều chỉnh, được xây dựng trên cơ sở LM317, có thể không quá 40 V. Nếu điều này là không đủ, bạn phải chọn một điện áp tương tự cao của bộ ổn định.
Điện áp đầu ra tối thiểu là 1,25 V. Với thiết kế mạch này, bạn có thể nhận được ít hơn, nhưng bảo vệ quá tải sẽ hoạt động. Đây không phải là lựa chọn tốt nhất - bảo vệ như vậy sẽ hoạt động chống lại việc vượt quá dòng điện đầu ra, vì nó hoạt động trong các bộ ổn định tích hợp khác. Do đó, trong thực tế, không thể có bộ điều chỉnh hoạt động từ 0 khi áp dụng phân cực âm vào chân Điều chỉnh.
Giá trị tối thiểu của điện áp đầu vào không được chỉ ra trong biểu dữ liệu, nhưng có thể được xác định từ các cân nhắc sau:
- điện áp đầu ra tối thiểu - 1,25 V;
- điện áp giảm tối thiểu cho Uout = 37 V bằng ba vôn, hợp lý là giả định rằng đối với đầu ra tối thiểu thì nó phải không nhỏ hơn;
Dựa trên hai tiền đề này, ít nhất 3,5 V phải được áp dụng cho đầu vào để có được giá trị đầu ra tối thiểu. Ngoài ra, để hoạt động ổn định, dòng điện qua bộ chia ít nhất phải là 5 mA - để dòng điện ký sinh của đầu ra ADJ không gây ra sự thay đổi điện áp đáng kể (trong thực tế, nó có thể đạt đến 0,5 mA).
Điều này áp dụng cho thông tin từ bảng dữ liệu cổ điển của các nhà sản xuất nổi tiếng (Texas Instruments, v.v.). Trong bảng dữ liệu của mẫu mới từ các công ty Đông Nam Á (Tiger Electronics, v.v.), thông số này được chỉ ra, nhưng ở dạng ẩn, là sự khác biệt giữa điện áp đầu vào và đầu ra. Nó phải có ít nhất 3 vôn cho tất cả các điện áp, điều này không mâu thuẫn với lý luận trước đó.
Điện áp đầu vào tối đa không được vượt quá điện áp đầu ra thiết kế quá 40 V. Điều này cũng phải được tính đến khi phát triển mạch.
Quan trọng! Bạn có thể được hướng dẫn bởi các thông số đã khai báo nếu vi mạch được phát hành bởi bất kỳ nhà sản xuất nổi tiếng nào. Sản phẩm của các hãng không rõ thường có đặc điểm thấp hơn
Mục đích kết luận và nguyên tắc hoạt động
Người ta đã đề cập rằng LM317 thuộc loại ổn định tuyến tính. Điều này có nghĩa là việc ổn định điện áp đầu ra được thực hiện do sự phân bố lại năng lượng giữa tải và phần tử điều hòa.
Transistor và tải tạo nên bộ chia điện áp đầu vào. Nếu điện áp đặt trên tải giảm (do dòng điện thay đổi, v.v.), tranzito mở nhẹ. Nếu nó tăng lên, nó đóng lại, hệ số phân chia thay đổi và điện áp ở tải vẫn ổn định. Những nhược điểm của một sơ đồ như vậy đã được biết đến:
- nó là cần thiết để điện áp đầu vào vượt quá đầu ra;
- một công suất lớn được tiêu tán trên bóng bán dẫn điều chỉnh;
- Hiệu quả, ngay cả về mặt lý thuyết, không thể vượt quá tỷ lệ Uout / Uin.
Nhưng có những lợi thế nghiêm trọng (liên quan đến mạch xung):
- chip tương đối đơn giản và rẻ tiền;
- yêu cầu đường ống bên ngoài tối thiểu;
- và ưu điểm chính là điện áp đầu ra không có các thành phần ký sinh tần số cao (nhiễu nguồn điện là tối thiểu).
Sơ đồ tiêu chuẩn để chuyển đổi trên một vi mạch:
- điện áp đầu vào được áp dụng cho chân Đầu vào;
- to ra Output - đầu ra;
- trên Ajust - điện áp tham chiếu mà đầu ra phụ thuộc vào.
Các điện trở R1 và R2 đặt hiệu điện thế đầu ra. Nó được tính theo công thức:
Uout = 1,25⋅ (1 + R2 / R1) + Iadj⋅R2.
Iadj là dòng ký sinh của chân chỉnh, theo nhà sản xuất nó có thể nằm trong khoảng 5 µA. Thực hành cho thấy rằng nó có thể đạt đến các giá trị cao hơn một bậc hoặc hai bậc.
Tụ C1 có thể có dung lượng từ hàng trăm đến vài nghìn microfarads. Trong hầu hết các trường hợp, nó là tụ điện đầu ra của bộ chỉnh lưu. Nó phải được kết nối với vi mạch có dây dẫn không dài hơn 7 cm. Nếu không thể đáp ứng điều kiện này cho tụ chỉnh lưu, thì phải nối thêm điện dung khoảng 100 microfarads ở vùng lân cận của đầu nối đầu vào. Tụ điện C3 không được có điện dung lớn hơn 100-200 microfarads vì hai lý do:
- để tránh sự chuyển đổi của bộ ổn định sang chế độ tự dao động;
- để loại bỏ dòng khởi động để sạc khi có nguồn.
Trong trường hợp thứ hai, bảo vệ quá tải có thể hoạt động.
Đừng quên rằng khi dòng điện chạy qua điện trở, chúng nóng lên (điều này cũng có thể xảy ra khi nhiệt độ môi trường tăng lên).Điện trở R1 và R2 thay đổi và không có gì đảm bảo rằng chúng sẽ thay đổi theo tỷ lệ. Do đó, điện áp ở đầu ra khi nóng lên hoặc hạ nhiệt có thể thay đổi. Nếu điều này là quan trọng, có thể sử dụng điện trở có hệ số nhiệt độ chuẩn hóa của điện trở. Chúng có thể được phân biệt bằng sự hiện diện của sáu sọc trên cơ thể. Nhưng những món đồ như vậy đắt hơn và việc mua chúng cũng khó hơn. Một lựa chọn khác là sử dụng một diode zener cho một điện áp phù hợp thay vì R2.
Các chất tương tự là gì
Có những microcircuits tương tự được phát triển ở các công ty khác ở các quốc gia khác. Các chất tương tự hoàn chỉnh là:
- GL317;
- SG317;
- UPC317;
- Điện tâm đồ 1900.
Bộ ổn định với đặc tính điện tăng lên cũng được sản xuất. Hiện tại hơn có thể được đưa ra:
- LM338 - 5 A;
- LM138 - 5 A
- LM350 - 3 A.
Nếu cần nguồn điện áp có thể điều chỉnh với giới hạn trên là 60 V thì phải sử dụng bộ ổn định LM317HV, LM117HV. Chỉ số HV nghĩa là High Voltage - điện áp cao.
Trong số các vi mạch nội địa, KR142EN12 là một thiết bị tương tự hoàn chỉnh, nhưng nó chỉ được sản xuất trong gói TO-220. Điều này phải được tính đến khi thiết kế bảng mạch in.
Ví dụ về các mạch chuyển đổi cho bộ ổn định LM317
Các sơ đồ điển hình để chuyển đổi trên vi mạch được đưa ra trong biểu dữ liệu. Một ứng dụng điển hình là một bộ ổn định điện áp cố định, đã được thảo luận ở trên.
Nếu bạn lắp một biến trở thay vì R2, thì điện áp đầu ra của bộ điều chỉnh có thể nhanh chóng được điều chỉnh. Cần phải lưu ý rằng chiết áp sẽ là một điểm yếu trong mạch. Ngay cả với các biến trở chất lượng tốt, điểm tiếp xúc của động cơ với lớp dẫn điện sẽ có một số điểm kết nối không ổn định. Trong thực tế, điều này sẽ dẫn đến sự mất ổn định bổ sung của điện áp đầu ra.
Để bảo vệ, nhà sản xuất khuyên bạn nên bật hai diode D1 và D2.Diode đầu tiên nên bảo vệ khỏi tình huống điện áp đầu ra cao hơn đầu vào. Trong thực tế, trường hợp này cực kỳ hiếm và chỉ có thể xảy ra nếu có các nguồn điện áp khác từ phía đầu ra. Nhà sản xuất lưu ý rằng diode này cũng bảo vệ khỏi trường hợp ngắn mạch ở đầu vào - tụ điện C1 trong trường hợp này sẽ tạo ra dòng phóng điện ngược cực dẫn đến hỏng vi mạch. Nhưng bên trong vi mạch, song song với diode này, có một chuỗi điốt zener và điện trở, sẽ hoạt động giống nhau. Vì vậy, nhu cầu lắp đặt diode này là nghi ngờ. Và D2 trong tình huống như vậy sẽ bảo vệ đầu vào của bộ ổn định khỏi dòng điện của tụ điện C2.
Nếu song song với R2 đặt bóng bán dẫn, thì hoạt động của bộ ổn định có thể được kiểm soát. Khi điện áp được đặt vào đế của bóng bán dẫn, nó sẽ mở ra và đóng ngắt R2. Điện áp đầu ra giảm xuống 1,25 V. Ở đây cần đảm bảo rằng sự khác biệt giữa điện áp đầu vào và đầu ra không vượt quá 40 V.
Tác động có hại của tiếp điểm chiết áp đối với sự ổn định điện áp đầu ra có thể được giảm bớt bằng cách kết nối song song một tụ điện với điện trở thay đổi được. Trong trường hợp này, diode bảo vệ D1 sẽ không gây nhiễu.
Nếu dòng điện đầu ra của bộ ổn định không đủ, nó có thể được tăng cường bằng bóng bán dẫn bên ngoài.
Bạn có thể lấy bộ ổn định dòng điện từ bộ điều chỉnh điện áp bằng cách bật LM317 theo sơ đồ này. Dòng ra được tính theo công thức I = 1,25⋅R1. Sự bao gồm như vậy thường được sử dụng làm trình điều khiển cho đèn LED - đèn LED được bật như một tải.
Cuối cùng, sự bao gồm bất thường của một bộ ổn định tuyến tính - một mạch được tạo ra trên cơ sở của nó chuyển đổi nguồn điện. Phản hồi tích cực để xảy ra dao động đặt mạch C3R6.
Chip LM317 có một số điểm yếu đáng kể. Nhưng nghệ thuật tạo mạch là sử dụng những ưu điểm của bộ ổn định để bỏ qua những nhược điểm. Tất cả các điểm nhỏ của vi mạch đều được tiết lộ, lời khuyên được đưa ra về cách trung hòa chúng. Vì vậy, LM317 rất phổ biến với những người sáng tạo thiết bị vô tuyến chuyên nghiệp và nghiệp dư.
Các bài tương tự:
