בעת פיתוח מעגלים חשמליים, לעתים קרובות יש צורך להשתמש במייצב מתח בעוצמה נמוכה או בינונית (עד 1.5 A) או מקורות מתח ייחוס. זה נוח אם צומת כזה זמין בעיצוב משולב, בצורה של מיקרו-מעגל בודד. טווח של 9 דירוגי מתח DC הנעים בין 5V ל-24V סוגרים את הרגולטורים בסדרה 78XX. עבודת נישה LM317 - המתח גבוה יותר (עד 37 V) ומתחת (עד 1.2V) מתחום זה, ערכי מתח ביניים, מייצבים מתכווננים.
תוֹכֶן
מהו שבב LM317
המיקרו-מעגל הוא וסת מתח ליניארי, שאת ערך הפלט שלו ניתן להגדיר בגבולות מסוימים או להתאים אותו במהירות. זמין במספר אפשרויות דיור עם שלושה לידים.טווח מתח המוצא עבור כל האפשרויות זהה, והזרם המרבי עשוי להשתנות.
| יִעוּד | זרם מקסימלי, A | מִסגֶרֶת |
|---|---|---|
| LM317T | 1,5 | TO-220 |
| LM317LZ | 0,1 | TO-92 |
| LM317P | 1,5 | ISOWAT-220 |
| LM317D2T | 1,5 | D2PAK |
| LM317K | 0,1 | TO-3 |
| LM317LD | 1,5 | SO-8 |
תכונות עיקריות של ווסת מתח ליניארי LM317
גליונות הנתונים של מייצב LM317 מכילים מידע טכני מלא, אותו ניתן למצוא על ידי לימוד המפרט. להלן הפרמטרים, שאי-הקפדה עליהם היא הקריטית ביותר ואם נעשה בו שימוש לא נכון, המיקרו-מעגל עלול להיכשל. קודם כל, זהו זרם ההפעלה המקסימלי. הוא ניתן בסעיף הקודם עבור סוגים שונים של ביצוע. יש להוסיף כי על מנת לקבל את הזרם הגבוה ביותר של 1.5 A יש להתקין את המיקרו-מעגל על גוף קירור.
המתח המרבי במוצא הרגולטור, שנבנה על בסיס ה-LM317, יכול להיות לא יותר מ-40 V. אם זה לא מספיק, עליך לבחור אנלוגי מתח גבוה של המייצב.
מתח המוצא המינימלי הוא 1.25 V. עם עיצוב מעגל זה, אתה יכול לקבל פחות, אבל הגנת עומס יתר תעבוד. זו לא האפשרות הטובה ביותר - הגנה כזו צריכה לפעול נגד חריגה מזרם המוצא, שכן היא פועלת במייצבים משולבים אחרים. לכן, בפועל, אי אפשר להשיג ווסת שעובד מאפס כאשר מוחלת הטיה שלילית על ה-Adjust pin.
הערך המינימלי של מתח הכניסה אינו מצוין בגליון הנתונים, אך ניתן לקבוע מהשיקולים הבאים:
- מתח מוצא מינימלי - 1.25 וולט;
- ירידת המתח המינימלית עבור Uout = 37 V שווה לשלושה וולט, זה הגיוני להניח כי עבור הפלט המינימלי זה צריך להיות לא פחות;
בהתבסס על שני הנחות אלה, יש להפעיל לפחות 3.5 וולט על הקלט כדי לקבל את ערך הפלט המינימלי. כמו כן, לצורך פעולה יציבה, הזרם דרך המחלק חייב להיות לפחות 5 mA - כך שהזרם הטפילי של יציאת ADJ לא יכניס שינוי מתח משמעותי (בפועל הוא יכול להגיע עד 0.5 mA).
זה חל על מידע מגיליונות נתונים קלאסיים מיצרנים ידועים (Texas Instruments וכו'). בדפי הנתונים של המדגם החדש מחברות דרום מזרח אסיה (טייגר אלקטרוניקה וכו'), פרמטר זה מצוין, אך בצורה מרומזת, כהבדל בין מתח הקלט והמוצא. זה צריך להיות לפחות 3 וולט לכל המתחים, מה שלא סותר את ההיגיון הקודם.
מתח הכניסה המרבי לא יעלה על מתח המוצא המתוכנן ביותר מ-40 V. יש לקחת זאת בחשבון גם בעת פיתוח מעגלים.
חָשׁוּב! אתה יכול להיות מונחה על ידי הפרמטרים המוצהרים אם המיקרו-מעגל משוחרר על ידי כל יצרן ידוע. למוצרים של חברות לא ידועות יש בדרך כלל מאפיינים נמוכים יותר
מטרת המסקנות ועיקרון הפעולה
הוזכר שה-LM317 שייך למחלקת המייצבים הליניאריים. משמעות הדבר היא שייצוב מתח המוצא מתבצע עקב חלוקה מחדש של האנרגיה בין העומס לאלמנט הוויסות.
טרנזיסטור ועומס משלימים מחלק מתח כניסה. אם המתח שנקבע על העומס יורד (עקב שינוי בזרם וכו'), הטרנזיסטור נפתח מעט. אם הוא עולה, הוא נסגר, גורם החלוקה משתנה והמתח בעומס נשאר יציב. החסרונות של תוכנית כזו ידועים:
- יש צורך שמתח הכניסה יעלה על הפלט;
- כוח גדול מתפזר על הטרנזיסטור המווסת;
- יעילות, אפילו תיאורטית, לא יכולה לחרוג מיחס Uout / Uin.
אבל יש יתרונות רציניים (ביחס למעגלי דופק):
- צ'יפ פשוט וזול יחסית;
- דורש צנרת חיצונית מינימלית;
- והיתרון העיקרי הוא שמתח המוצא נקי ממרכיבים טפיליים בתדר גבוה (הפרעות אספקת החשמל מינימליות).
תכנית סטנדרטית להפעלת מיקרו-מעגל:
- מתח כניסה מופעל על פין הקלט;
- לפלט פלט - פלט;
- on Ajust - מתח הייחוס שבו תלוי היציאה.
נגדים R1 ו-R2 קובעים את מתח המוצא. זה מחושב לפי הנוסחה:
Uout=1.25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.
Iadj הוא הזרם הטפילי של פין הכוונון, לפי היצרן הוא יכול להיות בטווח של 5 µA. תרגול מראה שהוא יכול להגיע לערכים בסדר גודל או שניים גבוהים יותר.
קבל C1 יכול להיות בעל קיבולת של מאות עד כמה אלפי microfarads. ברוב המקרים, זהו קבל המוצא של המיישר. זה חייב להיות מחובר למיקרו-מעגל עם מוליכים לא יותר מ-7 ס"מ. אם לא ניתן לעמוד בתנאי זה עבור קבל המיישר, אז יש לחבר קיבול נוסף של כ-100 microfarads בסביבה הקרובה של מסוף הקלט. לקבל C3 לא צריך להיות קיבול של יותר מ-100-200 מיקרופארד משתי סיבות:
- כדי למנוע את המעבר של המייצב למצב תנודה עצמית;
- כדי לבטל את זרם הכניסה לטעינה כאשר מתח מופעל.
במקרה השני, הגנת עומס יתר עשויה לפעול.
אל תשכח את זה כאשר זרם זורם דרך נגדים, הם מתחממים (זה אפשרי גם כאשר טמפרטורת הסביבה עולה).ההתנגדות R1 ו-R2 משתנות ואין ערובה שהן ישתנו באופן פרופורציונלי. לכן, המתח במוצא עם התחממות או התקררות יכול להשתנות. אם זה קריטי, ניתן להשתמש נגדים עם מקדם טמפרטורה מנורמל של התנגדות. ניתן להבחין ביניהם על ידי נוכחותם של שישה פסים על הגוף. אבל פריטים כאלה יקרים יותר וקשה יותר לקנות אותם. אפשרות נוספת היא להשתמש בדיודה זנר למתח מתאים במקום R2.
מהם האנלוגים
ישנם מעגלים דומים שפותחו בחברות אחרות במדינות אחרות. אנלוגים שלמים הם:
- GL317;
- SG317;
- UPC317;
- ECG1900.
מייצרים גם מייצבים בעלי מאפיינים חשמליים מוגברים. ניתן לתת עדכני יותר:
- LM338 - 5 A;
- LM138 - 5 A
- LM350 - 3 A.
אם נדרש מקור מתח מתכוונן עם גבול עליון של 60 וולט, יש להשתמש במייצבים LM317HV, LM117HV. אינדקס HV פירושו High Voltage - מתח גבוה.
מבין המיקרו-מעגלים הביתיים, KR142EN12 הוא אנלוגי שלם, אך הוא מיוצר רק בחבילת TO-220. יש לקחת זאת בחשבון בעת תכנון מעגלים מודפסים.
דוגמאות למעגלי מיתוג עבור מייצב LM317
תוכניות אופייניות להפעלת המיקרו-מעגל ניתנות בגיליון הנתונים. יישום טיפוסי הוא מייצב מתח קבוע, שנדון לעיל.
אם אתה מתקין נגד משתנה במקום R2, ניתן להתאים במהירות את מתח המוצא של הרגולטור. יש לזכור שהפוטנציומטר יהווה נקודת תורפה במעגל. אפילו עם נגדים משתנים באיכות טובה, לנקודת המגע של המנוע עם השכבה המוליכה תהיה אי יציבות מסוימת בחיבור. בפועל, הדבר יביא לחוסר יציבות נוספת של מתח המוצא.
להגנה, היצרן ממליץ להפעיל שניים דיודה D1 ו-D2.הדיודה הראשונה צריכה להגן מפני מצב שבו מתח המוצא גבוה מהקלט. בפועל, מצב זה נדיר ביותר, ויכול להתרחש רק אם יש מקורות מתח אחרים מצד המוצא. היצרן מציין כי דיודה זו מגנה גם מפני אירוע של קצר חשמלי בכניסה - הקבל C1 במקרה זה יצור זרם פריקה בקוטביות הפוכה, מה שיוביל לכשל במעגל המיקרו. אבל בתוך המיקרו-מעגל, במקביל לדיודה הזו, יש שרשרת של דיודות זנר ונגדים, שיעבדו בדיוק אותו הדבר. לכן, הצורך בהתקנת דיודה זו מוטל בספק. ו-D2 במצב כזה יגן על הקלט של המייצב מהזרם של הקבל C2.
אם מקביל ל R2 לשים טרָנזִיסטוֹר, אז ניתן לשלוט בפעולת המייצב. כאשר מתח מופעל על בסיס הטרנזיסטור, הוא נפתח ומסגר את R2. מתח המוצא יורד ל-1.25 V. כאן יש לוודא שההפרש בין מתח הכניסה למתח המוצא לא יעלה על 40 V.
ניתן להפחית את ההשפעה המזיקה של מגע הפוטנציומטר על יציבות מתח המוצא על ידי חיבור קבל במקביל להתנגדות המשתנה. במקרה זה, דיודת המגן D1 לא תפריע.
אם זרם המוצא של המייצב אינו מספיק, ניתן להגביר אותו עם טרנזיסטור חיצוני.
אתה יכול לקבל מייצב זרם מווסת מתח על ידי הפעלת ה-LM317 בהתאם לתכנית זו. זרם המוצא מחושב לפי הנוסחה I=1.25⋅R1. הכללה כזו משמשת לעתים קרובות כמנהל התקן עבור נוריות LED - הנורית מופעלת כעומס.
לבסוף, הכללה יוצאת דופן של מייצב ליניארי - נוצר מעגל על בסיסו מחליף ספק כח. משוב חיובי להתרחשות של תנודות מגדיר את המעגל C3R6.
לשבב LM317 יש מספר לא מבוטל של חולשות. אבל האומנות של יצירת מעגלים היא להשתמש ביתרונות של המייצב כדי לעקוף את החסרונות. כל המינוסים של המיקרו-מעגל נחשפים, ניתנת עצות כיצד לנטרל אותם. לכן, ה-LM317 פופולרי בקרב יוצרי ציוד רדיו מקצועי וחובבני.
מאמרים דומים:
