på 2024-09-03 480

Dybdegående guide til LM317: Forståelse af justerbare spændingsregulatorer

LM317 er et af de mest anvendte effektintegrerede kredsløb.Det har ikke kun den enkleste form af en fast tre-terminal spændingsregulatorkredsløb, men har også egenskaberne ved justerbar udgangsspænding.Derudover har det også fordelene ved lav støj, bred spændingsreguleringsområde, god spændingsstabiliseringsydelse og høj krusningsundertrykkelsesforhold.I denne artikel vil vi diskutere nogle nøglepunkter relateret til LM317, så du kan få en dybdegående forståelse af denne enhed.Så lad os komme i gang!

Katalog

Introduktion til LM317

LM317 er en tre-terminal justerbar positiv spændingsregulator IC fra National Semiconductor.LM317 har et bredt udgangsspændingsområde fra 1,2V til 37V og en belastningsstrøm på op til 1,5A.Brug af LM317 er meget enkel, hvilket kun kræver to eksterne modstande for at indstille den ønskede udgangsspænding.Derudover tilbyder LM317 bedre linearitets- og belastningsregulering end standard faste regulatorer, og en række beskyttelseskredsløb er integreret i LM317 for at sikre stabil og pålidelig drift, herunder beskyttelse af overbelastning og beskyttelse af sikker zone.Normalt kræver LM317 ikke eksterne kondensatorer, men hvis forbindelsen fra inputfilterkondensatoren til LM317 -indgangen er mere end 6 tommer (ca. 15 cm), anbefales eksterne kondensatorer.Brugen af ​​outputkondensatorer forbedrer også den kortvarige respons.Hvis vi bruger en filterkondensator på justeringssiden, kan vi opnå et rippelafvisningsforhold meget højere end for en standard tre-terminal regulator.

LM317 har flere specielle anvendelser.For eksempel ved at suspendere regulatoren ved en højere spænding, kan LM317 regulere spændinger op til flere hundrede volt, forudsat at input- eller udgangsspændingsforskellen ikke overstiger dens grænser, og at kortslutninger ved udgange undgås.Derudover kan vi forbinde justeringsterminalen til en programmerbar spænding til programmerbar effektudgangsfunktionalitet.

Alternativer og ækvivalenter

• LM7905

• LM7809

• LM7912

• LT1086

Funktionen af ​​LM317 Justerbar spænding stabiliseret strømforsyningsspænding stabiliseringskredsløb

LM317 Justerbar spændingsregulatorspændingsregulatorkredsløb er hovedrollen for indgangsspændingen konverteres stabilt til den krævede udgangsspænding for at tilvejebringe en stabil og pålidelig strømforsyning til kredsløbet eller enheden.Specifikt er spændingsregulatorkredsløbets rolle som følger:

Sørg for pålidelighed: Designet af spændingsregulatorkredsløb tager normalt højde for overstrømsbeskyttelse, beskyttelse over temperatur, kortslutningsbeskyttelse og andre funktioner for at sikre sikker drift af kredsløb og udstyr.Disse beskyttelsesmekanismer sikrer pålideligheden og stabiliteten af ​​den regulerede strømforsyning i uventede situationer.

Juster udgangsspændingen: Spændingsregulatorkredsløbet giver brugeren mulighed for at justere udgangsspændingen efter behov for at passe til forskellige kredsløbskrav.Ved blot at justere potentiometeret eller modstanden kan den ønskede udgangsspænding realiseres inden for et bestemt interval.

Beskyt belastningsenheder: En spændingsregulatorkredsløb beskytter belastningsenheder mod indgangsspændingsvariationer ved at stabilisere udgangsspændingen.Det kan modstå effektsvingninger og støjinterferens og forhindre skade på belastningsudstyret forårsaget af for høj eller for lav spænding.

Giv stabil spænding: Spændingsregulatorkredsløbet er i stand til automatisk at justere og stabilisere udgangsspændingen i henhold til ændringerne af indgangsspænding og belastningsstrøm gennem feedbackkontrolmekanismen.På denne måde kan spændingsregulatorkredsløbet tilvejebringe konstant udgangsspænding under forskellige belastningsbetingelser for at sikre den normale drift af det drevne udstyr.

Soft-start kredsløb af LM317

Figuren nedenfor viser et soft-start-kredsløb, der er bygget ved hjælp af LM317.I det øjeblik, der er magt-på, da spændingen på CE1 ikke pludselig kan ændres, er Q1 mættet og tændt gennem biaseffekten af ​​R1 og R2.Denne ledningstilstand får RP1 til at blive kortsluttet, hvilket forårsager justeringsterminalen for LM317 til jorden.På dette tidspunkt er strømforsyningens udgangsspænding 1,25V.Efterhånden som opladningstiden for C2 stiger, vil udgangsspændingen gradvist stige.Funktionen af ​​D1 er hurtigt at frigive ladningen på C2, efter at strømmen er slukket for at sikre, at den bløde start kan opnås normalt, når strømmen er tændt næste gang.Derudover skal det bemærkes, at hvis Q1 og R2 ikke er forbundet, men en stor elektrolytisk kondensator er forbundet parallelt med begge ender af RP1, kan den bløde starteffekt også opnås.

Minimum stabil driftsstrøm for LM317

LM317 -spændingsregulatorblokken har en minimum stabil driftsstrøm, undertiden også kaldet minimumsudgangsstrøm eller minimumsafladningsstrøm.Typisk er værdien af ​​denne minimale stabile driftsstrøm ca. 1,5 mA.På grund af forskelle i producenter og modeller af LM317 -spændingsregulatorblokken kan den specifikke værdi af den minimale stabile driftsstrøm også være forskellig, men den overstiger generelt ikke 5MA.Når udgangsstrømmen for LM317 -spændingsregulatorblokken er lavere end dens minimumsstabile driftsstrøm, fungerer den ikke korrekt.Tværtimod, når outputstrømmen overstiger denne tærskel, kan LM317 -spændingsregulatorblokken udsende en stabil DC -spænding.

Når du foretager en reguleret strømforsyning baseret på LM317 -spændingsregulatorblokken (som vist på figuren), skal du sørge for at være opmærksom på dens minimale stabile driftsstrøm.Hvis dette punkt ignoreres, kan de følgende unormale fænomener forekomme i den regulerede strømforsyning, vi producerer.

Beregning af LM317 -udgangsspænding og valg af spændingsreguleringsmodstand

Udgangsspændingen for LM317 bestemmes i fællesskab af modstande R1 og RP1.Den specifikke formel er vout = 1,25 × (1+RP1/R1).Da der er en fast spænding på 1,25V mellem vout -terminalen og ADJ -terminalen (justeringsterminal) for LM317, hvis modstanden for R1 forbliver uændret, vil strømmen, der flyder gennem R1, være en konstant værdi.Da RP1 og R1 er tilsluttet i serie, kan udgangsspændingen ændres ved blot at justere RP1 -modstanden.Det skal bemærkes, at driftsstrømmen for det interne kredsløb af LM317 udsendes fra vout -terminalen, og denne strøm er ca. 5 mA.Derfor bør den maksimale modstand på R1 ikke overstige 240Ω.Hvis værdien af ​​R1 er for stor, vil driftsstrømmen for det interne kredsløb af LM317 ikke være fuldt ud output, hvilket vil få udgangsspændingen til at være høj og stabiliteten til at falde.I praktiske anvendelser er det for at få bedre ydelse bedst at vælge en metalfilmmodstand med god temperaturstabilitet for R1.Hvis R1 -modstandstabiliteten af ​​R1 ikke er god, kan udgangsspændingen på LM317 drive.

Absolutt maksimale vurderinger af LM317

Hvorfor ændres udgangsspændingen på LM317 med indgangsspændingen?

Spændingsfaldet over LM317 bestemmes af dens interne modstand og mængden af ​​strøm, der strømmer gennem den.Den interne modstand af LM317 er typisk mellem 0,2 og 0,6 ohm, denne værdi vil variere afhængigt af producenten og den specifikke enhed.Når strømmen strømmer gennem LM317, vil et spændingsfald forekomme på dens interne modstand, hvilket vil påvirke udgangsspændingen.Derudover vil indgangsspændingen på LM317 også påvirke dens udgangsspænding.Efterhånden som indgangsspændingen stiger, vil spændingsfaldet specifikt øges i overensstemmelse hermed, hvilket resulterer i et fald i udgangsspændingen.Tværtimod, hvis indgangsspændingen falder, vil spændingsfaldet over den interne modstand også falde, hvilket får udgangsspændingen til at stige.Foruden indgangsspændingen påvirkes LM317s udgangsspænding også af temperaturændringer.Når temperaturen stiger, øges LM317's interne modstand, hvilket reducerer dens udgangsspænding.Tværtimod, når temperaturen falder, falder den interne modstand af LM317 og øger derved dens udgangsspænding.

Effekten af ​​indgangsspændingsændringer på udgangsspændingen for LM317 kan minimeres ved hjælp af to metoder.Den første metode er at bruge en preconditioner.Forregulatoren er en spændingsregulator placeret før LM317.Dens funktion er at tilvejebringe en stabil spænding til input fra LM317.Der er mange typer forudgæsteratorer, som kan være lineære regulatorer, skifte regulatorer eller zenerdioder.Ved at tilvejebringe en reguleret spænding til LM317, kan forudgulatoren effektivt reducere spændingsudsving ved indgangen til LM317.Når vi vælger en forudbestilling, er vi nødt til at lave en rimelig match baseret på indgangsspændingsområdet for LM317 og den forventede udgangsspænding.Den anden metode er at bruge en bypass -kondensator.Bypass-kondensatoren er forbundet mellem input og output fra LM317 og fungerer som et lavpasfilter.Det kan effektivt filtrere højfrekvent støj og spændingsændringer, hvilket vil påvirke udgangsspændingen på LM317.Bypass-kondensatoren giver en lavimpedanssti til højfrekvente signaler, hvilket forhindrer spændingsændringer i at handle direkte på LM317.Når vi vælger værdien af ​​bypass -kondensatoren, er vi nødt til at overveje krusningen af ​​indgangsspændingen og størrelsen på outputstrømmen.Typisk er den typiske værdi af bypass -kondensatoren mellem 1uf og 10uf.

Ofte stillede spørgsmål [FAQ]

1. Er LM317 en op amp?

LM 317 er tre terminale justerbare positive spændingsregulatorer og ikke en operationel forstærker, og minimumsudgangen er 1,2 volt.

2. Hvad bruges en LM317 til?

LM317 betjener en lang række applikationer, herunder lokal, om kortregulering.Denne enhed kan også bruges til at fremstille en programmerbar outputregulator, eller ved at forbinde en fast modstand mellem justeringen og output, kan LM317 bruges som en præcisionsstrømregulator.

3. Er LM317 en LDO?

LM317 Low Dropout (LDO) lineær spændingsregulator (LOKun to eksterne modstande til at indstille udgangsspændingen.

4. Hvad er forskellen mellem LM1117 og LM317?

Den største forskel er frafaldsspænding.Det er 1,2V for LM1117 og ca. 3V for LM317, så det afhænger af forsyningsspændingen, der driver regulatoren, som du kan bruge.LM1117 kræver mindst 4,5V forsyningsspænding (tillader drift fra en standard 5V -forsyning).