Čo je regulátor napätia LM317: Obvod a jeho funkcia

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Napájací zdroj prijímaný na strane záťaže alebo na strane spotrebiteľa má kolísanie úrovní napätia v dôsledku nepravidelného zaťaženia alebo na základe stavu miestnej elektrickej siete. Tieto výkyvy napätia môžu viesť k zníženiu životnosti elektrických a elektronických prístrojov spotrebiteľa alebo k poškodeniu spotrebiča. Je teda potrebné chráňte bremená pred nadmerným a nízkym napätím alebo je potrebné zaistiť konštantné napätie záťaží a udržiavať ich stabilita sieťového napätia pomocou regulačnej techniky. Reguláciu napätia je možné definovať ako udržiavanie konštantného napätia alebo udržiavanie napäťovej hladiny systému v prijateľných medziach v širokom rozsahu zaťažovacích podmienok, a preto sa na reguláciu napätia používajú regulátory napätia. Na lineárnu reguláciu napätia sa občas používa nastaviteľný regulátor napätia LM317, pri ktorom je určené neštandardné napätie.

Čo je to regulátor napätia?

Regulácia napätia v a systém napájania sa dá dosiahnuť použitím elektrického alebo elektronického zariadenia nazývaného ako regulátory napätia. Existujú rôzne typy regulátorov napätia, ako napríklad regulátory pevného napätia a variabilné regulátory napätia. Tieto sa opäť dajú rozdeliť na mnoho typov ako elektronické regulátory napätia,Elektromechanickéregulátory, automatické regulátory napätia, lineárne regulátory napätia, spínacie regulátory, regulátory napätia LM317, hybridné regulátory, SCR regulátory atď.




Regulátor napätia

Regulátor napätia

Regulátor napätia LM317

Regulátor napätia LM317

Regulátor napätia LM317



Jedná sa o typ kladno-lineárnych regulátorov napätia používaných na reguláciu napätia, ktorý vynašli Robert C. Dobkin a Robert J. Widlar, keď pracovali v spoločnosti National Semiconductor v roku 1970. Jedná sa o trojpólový nastaviteľný regulátor napätia. a je ľahko použiteľný, pretože na nastavenie výstupného napätia sú potrebné iba dva externé odpory v obvode regulátora napätia LM317. Používa sa hlavne na miestnu reguláciu a reguláciu na karte. Ak sa pripojíme pevný rezistor medzi výstupom a nastavením regulátora LM317 je možné obvod LM317 použiť ako presný regulátor prúdu.

Obvod regulátora napätia LM317

Tri terminály sú vstupný, výstupný a nastavovací kolík. Obvod LM317 je zobrazený na nasledujúcom obrázku je tYobrázková konfigurácia schémy zapojenia regulátora napätia LM317 vrátane odpojovacích kondenzátorov. Tento obvod LM317 je schopný poskytovať premenné hodnoty Napájanie jednosmerným prúdom s výkonom 1A a je možné ho nastaviť až na 30V. Obvod sa skladá z rezistora na nízkej strane a rezistora na vysokej strane zapojených do série, ktoré tvoria odporový delič napätia, ktorý je pasívnym lineárnym obvodom používaným na výrobu výstupného napätia, ktoré je zlomkom jeho vstupného napätia.

Oddelovacie kondenzátory sa používajú na oddelenie alebo na zabránenie nežiaduceho spojenia jednej časti elektrického obvodu s druhou časťou. Aby sa zabránilo vplyvu šumu spôsobeného niektorými prvkami obvodu na zvyšné prvky obvodu, oddeľovacie kondenzátory v obvode sa používajú na adresovanie vstupného šumu a výstupných prechodových javov. S obvodom sa používa chladič, aby sa zabránilo prehriatiu komponentov v dôsledku väčšieho rozptýlenia energie.

Obvod regulátora napätia LM317

Obvod regulátora napätia LM317

Vlastnosti

Regulátor LM317 má niektoré špeciálne vlastnosti a niektoré z nich sú nasledujúce:


  • Je schopný poskytnúť nadmerný prúd 1,5 A, preto sa koncepčne považuje za operačný zosilňovač s výstupným napätím v rozmedzí od 1,2 V do 37 V.
  • Obvod regulátora napätia LM317 sa vnútorne skladá z ochrana proti tepelnému preťaženiu a skratová konštanta obmedzujúca prúd s teplotou.
  • Je k dispozícii v dvoch baleniach ako 3-zvodové tranzistorové balenie a povrchová montáž D2PAK-3.
  • Skladovanie mnohých pevných napätí je možné vylúčiť.

Pracovanie obvodu regulátora napätia LM317

Regulátor LM317 môže poskytnúť nadmerný výstupný prúd, a preto sa s touto kapacitou koncepčne považuje za operačný zosilňovač . Nastavovacím kolíkom je invertujúci vstup zosilňovača a na vytvorenie stabilného referenčného napätia 1,25 V sa na nastavenie neinvertujúceho vstupu použije interné referenčné napätie bandgap.

Napätie výstupného kolíka je možné plynule upravovať na pevnú hodnotu pomocou odporového deliča napätia medzi výstupom a zemou, ktorý konfiguruje operačný zosilňovač ako neinvertujúci zosilňovač.

Referenčné napätie bandgap sa používa na výrobu konštantného výstupného napätia bez ohľadu na zmeny napájacieho napätia. Nazýva sa tiež teplotne nezávislé referenčné napätie, ktoré sa často používa v integrovaných obvodoch.

Výstupné napätie (ideálne) obvodu regulátora napätia LM317

Vout = Vref * (1+ (RL / RH))

Chybový výraz sa pridáva, pretože z nastavovacieho kolíka zariadenia tečie určitý pokojný prúd.

Vout = Vref * (1+ (RL / RH)) + IQR

Na dosiahnutie stabilnejšieho výkonu je schéma zapojenia regulátora napätia LM317 navrhnutá tak, aby sa kľudový prúd rovnal alebo zmenšil na 100 mikroampérov. Vo všetkých praktických prípadoch teda možno chybu ignorovať.

Ak nahradíme rezistor dolnej časti rozdeľovača zo schémy zapojenia regulátora napätia LM317 záťažou, potom výsledná konfigurácia regulátora LM317 bude regulovať prúd do záťaže. Preto tento obvod LM317 možno považovať za obvod regulátora prúdu LM317.

Regulátor prúdu LM317

Regulátor prúdu LM317

Výstupný prúd je pokles napätia referenčného napätia cez odpor RH a je daný ako

V ideálnom prípade je výstupný prúd

Iout= Vref / RH

Ak vezmeme do úvahy kľudový prúd, výstupný prúd sa uvádza ako

Iout= (Vref / RH) + IQ

Tieto lineárne regulátory napätia LM317 a LM337 sa často používajú v Prevodník DC-DC aplikácie. Lineárne regulátory prirodzene odoberajú veľa prúdu, keď dodávajú. Energia vyrobená v dôsledku znásobenia tohto prúdu s rozdielom napätia medzi vstupom a výstupom sa rozptýli a stratí ako teplo.

Z tohto dôvodu je pri významnom návrhu potrebné brať do úvahy teplo a vedie k neefektívnosti. Ak sa rozdiel napätia zvýši, potom sa zvýši stratený výkon a niekedy bude tento stratený stratový výkon väčší ako dodaný výkon.

Aj keď je to nepodstatné, ale keďže lineárne regulátory napätia s niekoľkými ďalšími komponentmi sú jednoduchým spôsobom, ako získať stabilné napätie, musíme tento kompromis akceptovať. Regulátory spínacieho napätia sú alternatívou k týmto lineárnym regulátorom, pretože tieto regulátory spínania sú všeobecne efektívnejšie, ale na ich konštrukciu je potrebný väčší počet komponentov, a preto je potrebných viac miesta.

Dúfam, že tento článok poskytne informácie o obvode regulátora napätia LM317 s funkciou. Ďalej pre prípadné vysvetlenia týkajúce sa regulátory napätia a ich aplikácie , môžete nás kľudne kontaktovať uverejnením svojich komentárov alebo otázok v sekcii komentárov nižšie.