Lm317t opis značilnosti preklopni diagram. LM317 nastavljiv stabilizator napetosti in toka. Lastnosti, spletni kalkulator, podatkovni list. Disipacija moči naprave in vhodna napetost

V zadnjem času se je zanimanje za vezja tokovnih stabilizatorjev znatno povečalo. In najprej je to posledica pojava umetnih virov razsvetljave, ki temeljijo na LED, kot vodilnih položajih, za katere je stabilna oskrba s tokom pomembna točka. Najenostavnejši, najcenejši, a hkrati zmogljiv in zanesljiv tokovni stabilizator je mogoče zgraditi na osnovi enega od integriranih vezij (IM): lm317, lm338 ali lm350.

Podatkovni list za lm317, lm350, lm338

Preden preidemo neposredno na vezja, razmislimo o značilnostih in tehničnih značilnostih zgornjih linearnih integriranih stabilizatorjev (LIS).

Vsi trije IM-ji imajo podobno arhitekturo in so zasnovani tako, da na svoji osnovi gradijo enostavna tokovna ali napetostna stabilizatorska vezja, vključno s tistimi, ki se uporabljajo z LED. Razlike med mikrovezji so v tehničnih parametrih, ki so predstavljeni v spodnji primerjalni tabeli.

	LM317	LM350	LM338
Nastavljivo območje izhodne napetosti	1,2…37V	1,2…33 V	1,2…33 V
Največja tokovna obremenitev	1,5 A	3A	5A
Najvišja dovoljena vhodna napetost	40V	35V	35V
Indikator možne stabilizacijske napake	~0,1%	~0,1%	~0,1%
Največja disipacija moči*	15-20 W	20-50 W	25-50 W
Delovno temperaturno območje	0° - 125°С	0° - 125°С	0° - 125°С
Podatkovni list	LM317.pdf	LM350.pdf	LM338.pdf

* - odvisno od proizvajalca IM.

Vsa tri mikrovezja imajo vgrajeno zaščito pred pregrevanjem, preobremenitvijo in morebitnim kratkim stikom.

Integrirani stabilizatorji (IS) se proizvajajo v monolitnem paketu več variant, najpogostejši pa je TO-220. Mikrovezje ima tri izhode:

1. PRILAGODITE. Pin za nastavitev (uravnavanje) izhodne napetosti. V trenutnem stabilizacijskem načinu je priključen na pozitivni pol izhodnega kontakta.
2. IZHOD. Zatič z nizkim notranjim uporom za ustvarjanje izhodne napetosti.
3. VNOS. Izhod za napajalno napetost.

Sheme in izračuni

Največjo uporabo IC-jev najdemo v napajalnikih za LED. Razmislimo o najpreprostejšem vezju tokovnega stabilizatorja (voznika), ki je sestavljen iz samo dveh komponent: mikrovezja in upora.
Napetost vira napajanja se napaja na vhodu MI, krmilni kontakt je povezan z izhodnim kontaktom preko upora (R), izhodni kontakt mikrovezja pa je povezan z anodo LED.

Če upoštevamo najbolj priljubljen IM, Lm317t, se upornost upora izračuna po formuli: R = 1,25/I 0 (1), kjer je I 0 izhodni tok stabilizatorja, katerega vrednost ureja potni list. podatki za LM317 in morajo biti v območju 0,01 -1,5 A. Iz tega sledi, da je lahko upornost upora v območju 0,8-120 Ohmov. Moč, ki jo odvaja upor, se izračuna po formuli: P R =I 0 2 ×R (2). Vklop in izračun IM lm350, lm338 sta popolnoma podobna.

Dobljeni izračunani podatki za upor so zaokroženi navzgor glede na nazivno serijo.

Fiksni upori so izdelani z majhno variacijo vrednosti upora, zato ni vedno mogoče doseči želene vrednosti izhodnega toka. V ta namen je v vezju nameščen dodatni trimerni upor ustrezne moči.
To nekoliko poveča stroške sestavljanja stabilizatorja, vendar zagotavlja, da se pridobi potreben tok za napajanje LED. Ko se izhodni tok stabilizira pri več kot 20% največje vrednosti, se na mikrovezju ustvari veliko toplote, zato mora biti opremljen s hladilnikom.

Spletni kalkulator lm317, lm350 in lm338

Zahtevana izhodna napetost (V):

R1 ocena (Ohm): 240 330 470 510 680 750 820 910 1000

Dodatno

Obremenitveni tok (A):

Vhodna napetost (V):

pogonska enota - To je nepogrešljiv atribut v radioamaterski delavnici. Odločil sem se tudi, da si izdelam nastavljiv napajalnik, ker sem bil naveličan vsakokratnega kupovanja baterij ali uporabe naključnih adapterjev. Tukaj je njegov kratek opis: Napajalnik uravnava izhodno napetost od 1,2 V do 28 V. In zagotavlja obremenitev do 3 A (odvisno od transformatorja), kar je najpogosteje dovolj za testiranje funkcionalnosti amaterskih radijskih modelov. Vezje je preprosto, ravno pravšnje za radioamaterja začetnika. Sestavljeno na osnovi poceni komponent - LM317 in KT819G.

LM317 regulirano napajalno vezje

Seznam elementov vezja:

• Stabilizator LM317
• T1 - tranzistor KT819G
• Tr1 - močnostni transformator
• F1 - varovalka 0,5A 250V
• Br1 - diodni most
• D1 - dioda 1N5400
  
• LED1 - LED katere koli barve
  
• C1 - elektrolitski kondenzator 3300 uF*43V
  
• C2 - keramični kondenzator 0,1 uF
  
• C3 - elektrolitski kondenzator 1 µF * 43V
  
• R1 - odpornost 18K
  
• R2 - upor 220 Ohm
  
• R3 - upornost 0,1 Ohm*2W
  
• P1 - konstrukcijska odpornost 4,7K

Pinout mikrovezja in tranzistorja

Ohišje je bilo vzeto iz napajalnika računalnika. Sprednja plošča je izdelana iz PCB, na to ploščo je priporočljivo namestiti voltmeter. Nisem ga namestil, ker še nisem našel primernega. Na sprednjo ploščo sem namestil tudi sponke za izhodne žice.

Vhodno vtičnico sem pustil za napajanje samega napajalnika. Tiskano vezje za površinsko montažo tranzistorja in stabilizatorskega čipa. Z gumijastim tesnilom so bili pritrjeni na skupni radiator. Radiator je bil soliden (vidno na sliki). Vzeti ga je treba čim večje - za dobro hlajenje. Kljub temu so 3 ampere veliko!

Vin (vhodna napetost): 3-40 voltov
Vout (izhodna napetost): 1,25-37 V
Izhodni tok: do 1,5 A
Največja disipacijska moč: 20 W
Formula za izračun izhodne (Vout) napetosti: Vout = 1,25 * (1 + R2/R1)
*Upornost v Ohmih
*Vrednosti napetosti so dobljene v voltih

To preprosto vezje vam omogoča, da popravite izmenično napetost v enosmerno napetost zahvaljujoč diodnemu mostu iz diod VD1-VD4 in nato uporabite natančen substring upor tipa SP-3, da nastavite napetost, ki jo potrebujete v mejah integriranega stabilizatorja. čip.

Kot usmerniške diode sem uporabil stare FR3002, ki je nekoč padla iz prastarega računalnika iz leta 1998. Kljub impresivni velikosti (ohišje DO-201AD) njihove karakteristike (Ureverse: 100 Voltov; Idirect: 3 A) niso impresivne, a meni je to dovolj. Pri njih smo morali celo razširiti luknje v plošči, saj so njihovi žeblji predebeli (1,3 mm). Če nekoliko spremenite ploščo v postavitvi, lahko takoj spajkate že pripravljen diodni most.

Potreben je radiator za odvajanje toplote iz čipa 317; še bolje je namestiti majhen ventilator. Prav tako na stičišče podlage ohišja čipa TO-220 s hladilnikom spustite malo termalne paste. Stopnja segrevanja bo odvisna od moči, ki jo čip razprši, pa tudi od same obremenitve.

Mikrovezje LM317T Nisem ga namestil neposredno na ploščo, ampak sem iz njega izvlekel tri žice, s pomočjo katerih sem to komponento povezal z ostalimi. To je bilo storjeno zato, da se noge ne bi zrahljale in se posledično ne bi zlomile, ker bo ta del pritrjen na odvod toplote.

Da bi lahko uporabili polno napetost mikrovezja, to je nastavitev od 1,25 pa vse do 37 voltov, smo podnizni upor nastavili z največjim uporom 3432 kOhm (v trgovini je najbližja vrednost 3,3 kOhm). Priporočen tip upora R2: interlinearni večobratni (3296).

Sam stabilizacijski čip LM317T in njemu podobne proizvajajo številna, če ne vsa podjetja, ki proizvajajo elektronske komponente. Kupujte samo pri zaupanja vrednih prodajalcih, saj obstajajo kitajski ponaredki, zlasti pogosto mikrovezje LM317HV, ki je zasnovano za vhodno napetost do 57 voltov. Ponarejeno mikrovezje lahko prepoznate po železni podlagi; v ponaredku ima veliko prask in neprijetne sive barve ter napačne oznake. Prav tako je treba povedati, da ima mikrovezje zaščito pred kratkimi stiki in pregrevanjem, vendar nanje ne računajte preveč.

Ne pozabite, da lahko ta (LM317T) integrirani stabilizator odvaja moč z radiatorjem samo do 20 vatov. Prednosti tega običajnega mikrovezja so njegova nizka cena, omejitev notranjega toka kratkega stika, notranja toplotna zaščita

Šal lahko kvalitetno narišemo tudi z navadnim pergamentnim flomastrom, nato pa ga jedkamo v raztopini bakrovega sulfata/železovega klorida...

Fotografija končane plošče.

Linearno integrirano stabilizatorsko vezje LM317 z nastavljivo izhodno napetostjo je pred skoraj 50 leti razvil avtor prvih monolitnih tripolnih stabilizatorjev R. Widlar. Mikrovezje se je izkazalo za tako uspešno, da ga trenutno brez sprememb proizvajajo vsi večji proizvajalci elektronskih komponent in se uporablja v različnih napravah v različnih povezovalnih možnostih.

splošne informacije

Vezje naprave zagotavlja višje parametre za nestabilnost parametrov v primerjavi s stabilizatorji za fiksno napetost in ima skoraj vse vrste zaščite, ki se uporabljajo za integrirana vezja: omejevanje izhodnega toka, izklop pri pregrevanju in preseganje največjih delovnih parametrov.

Hkrati je za LM317 potrebno minimalno število zunanjih komponent, vezje uporablja vgrajeno stabilizacijo in zaščito.

Naprava je na voljo v treh različicah -L.M.117/217/317, ki se razlikujejo po najvišji dovoljeni delovni temperaturi:

• LM117: od -55 do 150 °C;
• LM217: od -25 do 150 °C;
• LM317: od 0 do 125 °C.

Vse vrste stabilizatorjev se proizvajajo v standardnih ohišjih TO-3, različne modifikacije TO-220, za površinsko montažo - D2PAK, SO-8. Za naprave z majhno močjo se uporablja TO-92.

Razporeditev zatičev za vse izdelke s tremi nožicami je enaka, kar olajša zamenjavo. Odvisno od uporabljenega ohišja so v oznake vnesene dodatne oznake:

• K – TO-3 (LM317K);
• T – TO-220;
• P – ISOWATT220 (plastično telo);
• D2T – D2PAK;
• LZ – TO-92;
• LM – SOIC8.

Za LM317 se uporabljajo vse standardne velikosti, LM117 je na voljo samo v ohišju TO-3, LM217 v TO-3, D2PAK in TO-220. Mikrovezja LM317LZ v ohišjih TO-92 odlikujejo zmanjšane vrednosti največje moči in izhodnega toka, do 100 mA, s podobnimi drugimi lastnostmi. Včasih proizvajalec uporablja lastne oznake, na primer LM317НV iz Texas Instruments - visokonapetostni regulatorji v območju 1,2-60 V, medtem ko ohišja pinouts sovpadajo z izdelki drugih podjetij. Za razliko od drugih mikrovezij, kratico LM (LM) uporabljajo vsi proizvajalci. Razlaga drugih možnih oznak je navedena v tehničnem opisu konkretne naprave.

Osnovni električni parametriL.M.117/217/317

Značilnosti regulatorjev so določene z razliko med vhodom (uporabniški vmesnik) in izhodna napetost (Uo) 5 voltov, tok obremenitve 1,5 ampera in največja moč 20 vatov:

• Nestabilnost napetosti - 0,01%;
• Referenčna napetost (UREF) – 1,25 V;
• Najmanjši tok obremenitve - ​​3,5 mA;
• Največji izhodni tok je 2,2 A, pri čemer razlika v vhodni in izhodni napetosti ne presega 15 V;
• Največja disipacija moči je omejena z notranjim vezjem;
• Zatiranje valovanja vhodne napetosti – 80 dB.

Pomembno je opozoriti! Pri največji možni vrednosti Uin – Uout = 40 voltov se dovoljeni obremenitveni tok zmanjša na 0,4 ampera. Največja disipacija moči je omejena z notranjim zaščitnim vezjem; za ohišja TO-220 in TO-3 je približno 15 do 20 vatov.

Uporaba nastavljivega stabilizatorja

Pri načrtovanju elektronskih naprav, ki vsebujejo stabilizatorje napetosti, je bolje uporabiti regulator napetosti na LM317, zlasti za kritične komponente opreme. Uporaba takšnih rešitev zahteva dodatno namestitev dveh uporov, vendar zagotavlja boljše parametre moči kot tradicionalna mikrovezja s fiksnimi stabilizacijskimi napetostmi in ima večjo prilagodljivost za različne aplikacije.

Izhodna napetost se izračuna po formuli:

UOUT = UREF (1+ R2/R1) + IADJ, kjer je:

• VREF = 1,25 V, krmilni izhodni tok;
• IADJ je zelo majhen - približno 100 µA in določa napako nastavitve napetosti, v večini primerov se ne upošteva.

Vhodni kondenzator (keramični ali tantalov 1 μF) je nameščen na precejšnji razdalji od mikrovezja napajalnega filtra - več kot 50 mm; izhodni kondenzator se uporablja za zmanjšanje vpliva prehodnih procesov pri visokih frekvencah; ni potrebno. Preklopno vezje uporablja samo en nastavitveni element - spremenljivi upor; v praksi se uporablja ali zamenja večobratni upor s konstanto zahtevane vrednosti. Krmilna metoda vam omogoča implementacijo programabilnega vira za več napetosti, ki ga je mogoče preklopiti s katero koli razpoložljivo metodo: rele, tranzistor itd. Zatiranje valovanja je mogoče izboljšati s preklopom krmilnega zatiča s kondenzatorjem 5-15 μF.

Diode tipa 1N4002 so nameščene v prisotnosti izhodnega filtra z velikimi kondenzatorji, izhodno napetostjo več kot 25 voltov in shunt kapacitivnostjo več kot 10 μF. Mikrovezje LM317 se redko uporablja pri ekstremnih pogojih delovanja, povprečni obremenitveni tok za mnoge rešitve ne presega 1,5 A. Namestitev naprave na radiator je v vsakem primeru potrebna, priporočljivo je, da je izhodni tok večji od 1 ampera za uporabo ohišja TO-3 ali TO-220 s kovinsko kontaktno ploščadjo LM317T.

Za tvoje informacije. Nosilnost stabilizatorja napetosti lahko povečate z uporabo močnega tranzistorja kot regulacijskega elementa za izhodni tok.

Tok obremenitve naprave je določen s parametri VT1; primeren je kateri koli n-p-n tranzistor s kolektorskim tokom 5-10 A: TIP120/132/140, BD911, KT819 itd. Možna je vzporedna povezava dveh ali treh kosov. . Kot VT2 se uporablja kateri koli silicij srednje moči z ustrezno strukturo: BD138/140, KT814/816.

Upoštevati je treba značilnosti takšnih vezij: dovoljena razlika med napetostmi na vhodu in izhodu nastane iz padcev napetosti na tranzistorju, približno 2 volta, in mikrovezja, za katerega je najmanjša vrednost 3 volta. Za stabilno delovanje naprave je priporočljivo vsaj 8-10 voltov.

Lastnosti mikrovezja serije LM317 omogočajo stabilizacijo bremenskega toka v širokem razponu z visoko natančnostjo.

Tokovna fiksacija je zagotovljena s priključitvijo samo enega upora, katerega vrednost se izračuna po formuli:

I = UREF/R + IADJ = 1,25/R, kjer je UREF = 1,25 V (upor R v ohmih).

Vezje se lahko uporablja za polnjenje baterij s stabilnim tokom in napajalnimi LED diodami, za katere je pomemben konstanten tok ob spremembi temperature. Tudi tokovni stabilizator na LM317 je mogoče dopolniti s tranzistorji, kot v primeru stabilizacije napetosti.

Domača industrija proizvaja funkcionalne analoge LM317 s podobnimi parametri - mikrovezja KR142EN12A/B z obremenitvenimi tokovi 1 in 1,5 ampera.

Izhodni tok do 5 amperov zagotavlja stabilizator LM338 s podobnimi drugimi lastnostmi, ki omogoča uporabo vseh prednosti integrirane naprave brez zunanjih tranzistorjev. Popoln analog LM317 v vseh pogledih, razen polarnosti, je regulator negativne napetosti LM337; na podlagi teh dveh mikrovezij je mogoče enostavno zgraditi bipolarne napajalnike.

Video

Stabilizator toka za LED se uporablja v številnih svetilkah. Kot vse diode imajo LED diode nelinearno odvisnost od toka in napetosti. Kaj to pomeni? Ko napetost narašča, začne tok počasi pridobivati ​​moč. In šele ko je dosežena vrednost praga, postane svetlost LED nasičena. Če pa tok ne preneha naraščati, lahko žarnica pregori.

Pravilno delovanje LED je mogoče zagotoviti le s stabilizatorjem. Ta zaščita je potrebna tudi zaradi variacije mejnih vrednosti napetosti LED. Če so žarnice povezane v vzporedno vezje, lahko preprosto pregorijo, saj morajo prenesti količino toka, ki je zanje nesprejemljiva.

Vrste stabilizacijskih naprav

Glede na način omejevanja toka ločimo naprave linearnega in impulznega tipa.

Ker je napetost na LED konstantna vrednost, se tokovni stabilizatorji pogosto obravnavajo kot stabilizatorji moči LED. Pravzaprav je slednja neposredno sorazmerna s spremembo napetosti, kar je značilno za linearno razmerje.

Linearni stabilizator se segreva toliko bolj, kot je nanj priključena večja napetost. To je njegova glavna pomanjkljivost. Prednosti te zasnove so posledica:

• odsotnost elektromagnetnih motenj;
• enostavnost;
• poceni.

Bolj varčne naprave so stabilizatorji, ki temeljijo na impulznem pretvorniku. V tem primeru se moč črpa po delih - po potrebi potrošnika.

Linearna vezja naprav

Najenostavnejše stabilizatorsko vezje je vezje, zgrajeno na osnovi LM317 za LED. Slednji so analog zener diode z določenim delovnim tokom, ki ga lahko prenese. Glede na nizek tok lahko sami sestavite preprosto napravo. Najenostavnejši gonilnik za LED svetilke in trakove je sestavljen na ta način.

Čip LM317 je zaradi svoje enostavnosti in zanesljivosti že desetletja hit med začetniki radioamaterji. Na njegovi podlagi lahko sestavite nastavljivo pogonsko enoto in druge napajalnike. To zahteva več zunanjih radijskih komponent, modul deluje takoj, konfiguracija ni potrebna.

Integrirani stabilizator LM317 je kot noben drug primeren za ustvarjanje enostavnih nastavljivih napajalnikov za elektronske naprave z različnimi značilnostmi, tako z nastavljivo izhodno napetostjo kot z določenimi parametri obremenitve.

Glavni namen je stabilizacija določenih parametrov. Prilagoditev poteka linearno, za razliko od impulznih pretvornikov.

LM317 se proizvaja v monolitnih ohišjih, zasnovanih v več različicah. Najpogostejši model je TO-220 z oznako LM317T.

Vsak pin mikrovezja ima svoj namen:

• PRILAGODITE. Vhod za regulacijo izhodne napetosti.
• IZHOD. Vhod za generiranje izhodne napetosti.
• VNOS. Vhod za dovod napajalne napetosti.

Tehnični parametri stabilizatorja:

• Izhodna napetost je v območju 1,2–37 V.
• Zaščita pred preobremenitvijo in kratkim stikom.
• Napaka izhodne napetosti 0,1 %.
• Preklopno vezje z nastavljivo izhodno napetostjo.

Disipacija moči naprave in vhodna napetost

Največji "bar" vhodne napetosti ne sme biti višji od navedene, najmanjši pa naj bo 2 V višji od želene izhodne napetosti.

Mikrovezje je zasnovano za stabilno delovanje pri največjem toku do 1,5 A. Ta vrednost bo nižja, če ne uporabljate visokokakovostnega hladilnega telesa. Največja dovoljena razpršena moč brez slednjega je približno 1,5 W pri temperaturi okolice, ki ni višja od 30 0 C.

Pri nameščanju mikrovezja je potrebno ohišje izolirati od radiatorja, na primer s tesnilom iz sljude. Prav tako učinkovito odvajanje toplote dosežemo z uporabo toplotno prevodne paste.

Kratek opis

Prednosti radijsko-elektronskega modula LM317, ki se uporablja v tokovnih stabilizatorjih, lahko na kratko opišemo na naslednji način:

• svetlost svetlobnega toka zagotavlja območje izhodne napetosti 1. – 37 V;
• izhodni parametri modula niso odvisni od hitrosti vrtenja gredi elektromotorja;
• vzdrževanje izhodnega toka do 1,5 A vam omogoča priključitev več električnih sprejemnikov;
• napaka nihanj izhodnih parametrov je 0,1% nominalne vrednosti, kar je zagotovilo visoke stabilnosti;
• obstaja zaščitna funkcija za omejitev toka in kaskadno zaustavitev v primeru pregrevanja;
• Ohišje čipa nadomešča maso, zato se pri zunanji montaži zmanjša število instalacijskih kablov.

Sheme povezav

Seveda je najenostavnejši način za omejitev toka za LED sijalke zaporedno povezovanje dodatnega upora. Toda to orodje je primerno samo za LED z nizko porabo energije.

Najenostavnejši stabilizirani napajalnik

Za izdelavo tokovnega stabilizatorja boste potrebovali:

• mikrovezje LM317;
• upor;
• namestitvena sredstva.

Model sestavimo v skladu s spodnjim diagramom:

Modul se lahko uporablja v tokokrogih različnih polnilnikov ali reguliranih naprav za varovanje informacij.

Napajanje na integriranem stabilizatorju

Ta možnost je bolj praktična. LM317 omejuje porabo toka, ki jo nastavi upor R.

Ne pozabite, da je največji tok, potreben za pogon LM317, 1,5 A z dobrim hladilnikom.

Stabilizatorsko vezje z nastavljivim napajanjem

Spodaj je vezje z nastavljivo izhodno napetostjo 1,2–30 V/1,5 A.

Izmenični tok se pretvori v enosmerni z uporabo mostičnega usmernika (BR1). Kondenzator C1 filtrira nihanje toka, C3 izboljša prehodni odziv. To pomeni, da lahko napetostni regulator odlično deluje s konstantnim tokom pri nizkih frekvencah. Izhodna napetost se nastavi z drsnikom P1 od 1,2 V do 30 V. Izhodni tok je približno 1,5 A.

Izbira uporov glede na nominalno vrednost za stabilizator mora biti izvedena po natančnem izračunu z dovoljenim odstopanjem (majhnim). Dovoljena pa je poljubna postavitev uporov na vezju, vendar jih je zaradi boljše stabilnosti priporočljivo postaviti stran od hladilnika LM317.

Področje uporabe

Čip LM317 je odlična možnost za uporabo v načinu stabilizacije osnovnih tehničnih indikatorjev. Odlikujejo ga preprostost izvedbe, nizki stroški in odlične zmogljivosti. Edina pomanjkljivost je, da je napetostni prag le 3 V. Ohišje v stilu TO220 je eden izmed cenovno najugodnejših modelov, kar mu omogoča precej dobro odvajanje toplote.

Mikrovezje se uporablja v napravah:

• tokovni stabilizator za LED (vključno z LED trakovi);
• Nastavljiv.

Stabilizacijsko vezje na osnovi LM317 je preprosto, poceni in hkrati zanesljivo.