คำอธิบายลักษณะการกำหนดพินและตัวอย่างวงจรสวิตชิ่งของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น LM317

ในการพัฒนาวงจรไฟฟ้ามักจำเป็นต้องใช้ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้พลังงานต่ำหรือปานกลาง (สูงถึง 1.5 A) หรือแหล่งแรงดันอ้างอิง จะสะดวกหากโหนดดังกล่าวมีอยู่ในการออกแบบแบบบูรณาการ ในรูปแบบของไมโครเซอร์กิตเดียว ช่วงแรงดันไฟฟ้า DC 9 ช่วงตั้งแต่ 5V ถึง 24V ปิดตัวควบคุมซีรีส์ 78XX. Niche work LM317 - แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า (มากถึง 37 V) และด้านล่าง (สูงถึง 1.2 V) ของช่วงนี้ ค่าแรงดันกลาง ตัวปรับความคงตัวที่ปรับได้

ชิป LM317 คืออะไร

ไมโครเซอร์กิตเป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น ซึ่งสามารถตั้งค่าเอาต์พุตได้ภายในขอบเขตที่กำหนดหรือปรับอย่างรวดเร็ว มีให้เลือกในตัวเรือนหลายแบบพร้อมสายจูงสามแบบช่วงแรงดันเอาต์พุตสำหรับตัวเลือกทั้งหมดจะเท่ากัน และกระแสสูงสุดอาจแตกต่างกันไป

คุณสมบัติที่สำคัญของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น LM317

เอกสารข้อมูลสำหรับโคลง LM317 มีข้อมูลทางเทคนิคทั้งหมด ซึ่งสามารถพบได้โดยการศึกษาข้อมูลจำเพาะ ด้านล่างนี้คือพารามิเตอร์ การไม่ปฏิบัติตามซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่สุด และหากใช้อย่างไม่ถูกต้อง ไมโครเซอร์กิตอาจล้มเหลว ประการแรกนี่คือกระแสไฟที่ใช้งานสูงสุด ระบุไว้ในส่วนก่อนหน้าสำหรับการดำเนินการประเภทต่างๆ ต้องเสริมว่าเพื่อให้ได้กระแสสูงสุด 1.5 A ต้องติดตั้งไมโครเซอร์กิตบนแผงระบายความร้อน

แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่เอาต์พุตของตัวควบคุมที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของ LM317 ต้องไม่เกิน 40 V หากยังไม่เพียงพอ คุณต้องเลือกอะนาล็อกแรงดันสูงของตัวกันโคลง

แรงดันไฟขาออกขั้นต่ำคือ 1.25 V ด้วยการออกแบบวงจรนี้ คุณจะได้ค่าน้อยลง แต่การป้องกันโอเวอร์โหลดจะได้ผล นี่ไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุด - การป้องกันดังกล่าวควรป้องกันกระแสไฟขาออกที่เกิน เนื่องจากใช้งานได้กับตัวปรับความคงตัวแบบรวมอื่นๆ ดังนั้น ในทางปฏิบัติ เป็นไปไม่ได้ที่จะรับเรกูเลเตอร์ที่ทำงานจากศูนย์เมื่อใช้อคติเชิงลบกับพิน Adjust

ค่าต่ำสุดของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าไม่ได้ระบุไว้ในแผ่นข้อมูล แต่สามารถกำหนดได้จากข้อควรพิจารณาต่อไปนี้:

• แรงดันขาออกขั้นต่ำ - 1.25 V;
• แรงดันตกคร่อมขั้นต่ำสำหรับ Uout = 37 V เท่ากับสามโวลต์ มันมีเหตุผลที่จะถือว่าสำหรับเอาต์พุตขั้นต่ำ ไม่ควรน้อยกว่านั้น

ตามสถานที่ทั้งสองนี้ ต้องใช้อย่างน้อย 3.5 V กับอินพุตเพื่อให้ได้ค่าเอาต์พุตขั้นต่ำ นอกจากนี้ สำหรับการทำงานที่เสถียร กระแสที่ไหลผ่านตัวแบ่งต้องมีอย่างน้อย 5 mA เพื่อให้กระแสปรสิตของเอาต์พุต ADJ ไม่ได้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่มีนัยสำคัญ (ในทางปฏิบัติ สามารถเข้าถึงได้ถึง 0.5 mA)

สิ่งนี้ใช้กับข้อมูลจากแผ่นข้อมูลแบบคลาสสิกจากผู้ผลิตที่มีชื่อเสียง (Texas Instruments เป็นต้น) ในเอกสารข้อมูลของกลุ่มตัวอย่างใหม่จากบริษัทในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (Tiger Electronics เป็นต้น) พารามิเตอร์นี้ถูกระบุ แต่อยู่ในรูปแบบโดยนัย ซึ่งเป็นความแตกต่างระหว่างแรงดันอินพุตและเอาต์พุต แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดควรมีอย่างน้อย 3 โวลต์ ซึ่งไม่ขัดแย้งกับเหตุผลก่อนหน้านี้

แรงดันไฟขาเข้าสูงสุดไม่ควรเกินแรงดันเอาต์พุตที่ออกแบบไว้มากกว่า 40 V ซึ่งจะต้องนำมาพิจารณาด้วยเมื่อพัฒนาวงจร

สำคัญ! คุณสามารถได้รับคำแนะนำจากพารามิเตอร์ที่ประกาศไว้หากไมโครเซอร์กิตถูกปล่อยออกมาจากผู้ผลิตที่มีชื่อเสียง ผลิตภัณฑ์ของบริษัทที่ไม่รู้จักมักมีลักษณะที่ต่ำกว่า

วัตถุประสงค์ของข้อสรุปและหลักการทำงาน

มีการกล่าวถึงว่า LM317 อยู่ในคลาสของตัวปรับความคงตัวเชิงเส้น ซึ่งหมายความว่าการรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟขาออกนั้นเกิดจากการแจกจ่ายพลังงานใหม่ระหว่างโหลดและองค์ประกอบควบคุม

ทรานซิสเตอร์และโหลดเมคอัพ ตัวแบ่งแรงดันไฟเข้า. หากแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้บนโหลดลดลง (เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของกระแส ฯลฯ) ทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้นเล็กน้อย ถ้ามันเพิ่มขึ้น มันจะปิด ปัจจัยการแบ่งจะเปลี่ยนไปและแรงดันไฟที่โหลดจะคงที่ ข้อเสียของโครงการดังกล่าวเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว:

• จำเป็นที่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าเกินเอาต์พุต
• พลังงานขนาดใหญ่กระจายไปบนทรานซิสเตอร์ควบคุม
• ประสิทธิภาพแม้ในทางทฤษฎีไม่สามารถเกินอัตราส่วน Uout / Uin

แต่มีข้อดีที่ร้ายแรง (เทียบกับวงจรพัลส์):

• ชิปที่ค่อนข้างง่ายและราคาไม่แพง
• ต้องการท่อภายนอกน้อยที่สุด
• และข้อได้เปรียบหลักคือแรงดันไฟขาออกนั้นปราศจากส่วนประกอบที่เป็นกาฝากความถี่สูง (การรบกวนของแหล่งจ่ายไฟมีน้อยมาก)

โครงร่างมาตรฐานสำหรับการเปิดไมโครเซอร์กิต:

• แรงดันไฟฟ้าอินพุตถูกนำไปใช้กับพินอินพุต
• เพื่อเอาท์พุต เอาท์พุต - เอาท์พุต;
• บน Ajust - แรงดันอ้างอิงที่เอาต์พุตขึ้นอยู่กับ

ตัวต้านทาน R1 และ R2 ตั้งค่าแรงดันเอาต์พุต คำนวณโดยสูตร:

Uout=1.25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.

Iadj คือกระแสกาฝากของพินจูน ตามที่ผู้ผลิตระบุว่าสามารถอยู่ภายใน 5 µA การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าสามารถเข้าถึงค่าลำดับความสำคัญหรือสูงกว่าสองค่า

ตัวเก็บประจุ C1 สามารถมีความจุได้ตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายพันไมโครฟารัด ในกรณีส่วนใหญ่จะเป็นตัวเก็บประจุเอาท์พุทของวงจรเรียงกระแส ต้องเชื่อมต่อกับไมโครเซอร์กิตที่มีตัวนำไม่เกิน 7 ซม. หากไม่เป็นไปตามเงื่อนไขนี้สำหรับตัวเก็บประจุแบบเรียงกระแส ความจุเพิ่มเติมประมาณ 100 ไมโครฟารัดควรเชื่อมต่อในบริเวณใกล้เคียงกับขั้วอินพุต ตัวเก็บประจุ C3 ไม่ควรมีความจุมากกว่า 100-200 microfarads ด้วยเหตุผลสองประการ:

• เพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนโคลงไปสู่โหมดการสั่นในตัวเอง
• เพื่อขจัดกระแสไฟเข้าที่จะชาร์จเมื่อใช้พลังงาน

ในกรณีที่สอง การป้องกันการโอเวอร์โหลดอาจทำงานได้

อย่าลืมว่าเมื่อกระแสไหลผ่าน ตัวต้านทาน, พวกมันร้อนขึ้น (สิ่งนี้เป็นไปได้เช่นกันเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้น)แนวต้าน R1 และ R2 เปลี่ยนไป และไม่มีการรับประกันว่าจะเปลี่ยนตามสัดส่วน ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตที่มีการอุ่นเครื่องหรือเย็นลงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ หากนี่เป็นสิ่งสำคัญ สามารถใช้ตัวต้านทานที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิปกติได้ พวกเขาสามารถแยกแยะได้ด้วยการปรากฏตัวของหกลายบนร่างกาย แต่สินค้าดังกล่าวมีราคาแพงกว่าและหาซื้อได้ยากกว่า อีกทางเลือกหนึ่งคือใช้ซีเนอร์ไดโอดสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมแทน R2

อะไรคือสิ่งที่คล้ายคลึงกัน

มีไมโครเซอร์กิตที่คล้ายคลึงกันซึ่งพัฒนาขึ้นในบริษัทอื่นในประเทศอื่นๆ แอนะล็อกที่สมบูรณ์คือ:

• GL317;
• SG317;
• UPC317;
• คลื่นไฟฟ้าหัวใจ 1900

ตัวกันโคลงที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเพิ่มขึ้นก็ถูกผลิตขึ้นเช่นกัน สามารถให้ปัจจุบันมากขึ้น:

• LM338 - 5 A;
• LM138 - 5 A
• LM350 - 3 ก.

หากจำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายแรงดันไฟแบบปรับได้ที่มีขีดจำกัดบนที่ 60 V ต้องใช้ตัวปรับความคงตัว LM317HV, LM117HV ดัชนี HV หมายถึง ไฟฟ้าแรงสูง - ไฟฟ้าแรงสูง

ของไมโครเซอร์กิตในประเทศ KR142EN12 เป็นอะนาล็อกที่สมบูรณ์ แต่ผลิตในแพ็คเกจ TO-220 เท่านั้น สิ่งนี้จะต้องนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบแผงวงจรพิมพ์

ตัวอย่างวงจรสวิตชิ่งสำหรับตัวกันโคลง LM317

แผนผังทั่วไปสำหรับการเปิดไมโครเซอร์กิตมีอยู่ในแผ่นข้อมูล การใช้งานทั่วไปคือตัวปรับแรงดันไฟฟ้าคงที่ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น

หากคุณติดตั้งตัวต้านทานแบบปรับได้แทน R2 แรงดันเอาต์พุตของตัวควบคุมสามารถปรับได้อย่างรวดเร็ว ต้องระลึกไว้เสมอว่าโพเทนชิออมิเตอร์จะเป็นจุดอ่อนในวงจร แม้จะมีตัวต้านทานปรับค่าได้คุณภาพดี จุดสัมผัสของเครื่องยนต์ที่มีชั้นนำไฟฟ้าจะมีการเชื่อมต่อที่ไม่เสถียร ในทางปฏิบัติจะส่งผลให้เกิดความไม่แน่นอนเพิ่มเติมของแรงดันไฟขาออก

สำหรับการป้องกัน ผู้ผลิตแนะนำให้เปิดใช้งาน two ไดโอด D1 และ D2ไดโอดตัวแรกควรป้องกันสถานการณ์ที่แรงดันเอาต์พุตสูงกว่าอินพุต ในทางปฏิบัติ สถานการณ์นี้มีน้อยมาก และสามารถเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีแหล่งจ่ายแรงดันไฟอื่นจากฝั่งเอาต์พุต ผู้ผลิตตั้งข้อสังเกตว่าไดโอดนี้ยังป้องกันเหตุการณ์ไฟฟ้าลัดวงจรที่อินพุต - ตัวเก็บประจุ C1 ในกรณีนี้จะสร้างกระแสไฟดิสชาร์จของขั้วตรงข้ามซึ่งจะนำไปสู่ความล้มเหลวของไมโครเซอร์กิต แต่ภายในไมโครเซอร์กิตขนานกับไดโอดนี้มีสายโซ่ของ ซีเนอร์ไดโอด และตัวต้านทานซึ่งจะทำงานเหมือนกัน ดังนั้น ความจำเป็นในการติดตั้งไดโอดนี้จึงเป็นที่น่าสงสัย และ D2 ในสถานการณ์เช่นนี้จะป้องกันอินพุตของโคลงจากกระแสของตัวเก็บประจุ C2

ถ้าขนานกับ R2 ให้ใส่ ทรานซิสเตอร์จากนั้นจึงควบคุมการทำงานของโคลงได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับฐานของทรานซิสเตอร์ จะเปิดและแบ่ง R2 แรงดันไฟขาออกลดลงเป็น 1.25 V. ที่นี่มีความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าความแตกต่างระหว่างแรงดันขาเข้าและขาออกไม่เกิน 40 V.

ผลกระทบที่เป็นอันตรายของหน้าสัมผัสโพเทนชิออมิเตอร์ต่อความเสถียรของแรงดันไฟขาออกสามารถลดลงได้โดยการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานกับความต้านทานตัวแปร ในกรณีนี้ ไดโอดป้องกัน D1 จะไม่รบกวน

หากกระแสไฟขาออกของตัวกันโคลงไม่เพียงพอก็สามารถเพิ่มได้ด้วยทรานซิสเตอร์ภายนอก

คุณสามารถรับโคลงปัจจุบันจากตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าโดยเปิด LM317 ตามรูปแบบนี้ กระแสไฟขาออกคำนวณโดยสูตร I=1.25⋅R1 การรวมดังกล่าวมักใช้เป็นไดรเวอร์สำหรับ LED - ไฟ LED เปิดเป็นโหลด

ในที่สุดการรวมตัวกันเชิงเส้นที่ผิดปกติ - วงจรถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของมัน แหล่งจ่ายไฟสลับ. ข้อเสนอแนะในเชิงบวกสำหรับการเกิดความผันผวนจะกำหนดวงจร C3R6

ชิป LM317 มีจุดอ่อนจำนวนมาก แต่ศิลปะในการสร้างวงจรคือการใช้ข้อดีของตัวกันโคลงเพื่อเลี่ยงข้อเสีย มีการเปิดเผย minuses ทั้งหมดของ microcircuit คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการทำให้เป็นกลาง ดังนั้น LM317 จึงเป็นที่นิยมในหมู่ผู้สร้างอุปกรณ์วิทยุมืออาชีพและมือสมัครเล่น

บทความที่คล้ายกัน: