Микросхема лм317 схема включения: LM317 и LM317T схемы включения, datasheet, характеристики

LM317: Характеристики, виды и схемы

LM317 – это регулируемый стабилизатор напряжения. Он может служить для создания различных блоков питания. Он способен быть основой для стабилизатора тока, зарядного устройства, лабораторного блока питания и даже звукового усилителя. Для того, чтобы им воспользоваться, достаточно подключить его к одной их схем обвязки, обозначенных ниже.

Эта микросхема является одной из самых популярных в мире – все из-за простоты ее устройства и работы с ней, ее дешевизны и надежности. Последнее обеспечивается наличием защит короткого замыкания выводов и перегрева микросхемы. LM317 не требует множества компонентов в качестве обвязки. Наибольшую популярность микросхема приобрела в среде радиолюбителей.

LM317 регулирует напряжение линейно, что является ее преимуществом относительно импульсных преобразователей. Микросхема продается в нескольких вариантах корпуса, наибольшей популярностью пользуется версия LM317T в корпусе TO-220. Она была разработана Бобом Добкиным в 1976 году, когда он работал в National Semiconductor, и с тех пор является бессменным хитом в кругах радиолюбителей.

Схема LM317

Все внутреннее устройство стабилизатора можно видеть на его схеме, взятой в datasheet. На ней изображены три вывода схемы: вход (на этот вход подается питание), регулировка и выход. На пине регулировки вольтаж сигнала сначала понижается на одностороннем ограничителе до стабильных 1.25В и служит опорным источником, а ток, вместе с током питания идут на компаратор, основанный на операционном усилителе.

Также на схеме можно видеть выходной каскад на базе биполярного транзистора, который усиливает ток, и блок защиты от перегрева и превышения по току.

Справа от блока защиты находится датчик тока, падение на котором и отслеживается защитой с целью предупреждения повреждений от КЗ.

Характеристики LM317

• Максимальное входное напряжение LM317 – 40В
• Диапазон напряжений выхода LM317 – 1.2-37В
• Максимальный выходной ток для LM317 – 1.5А
• Опорное напряжение микросхемы – 0.1-1.3В
• Минимальный ток нагрузки – 3. 5mA
• Погрешность напряжения на выходе – 0.1%
• Рассеиваемая мощность – 20Вт
• Рабочий температурный диапазон – 0-125C
• Температурный диапазон хранения – -65-150C
• Температурный диапазон хранения – -65-150°C

Виды LM317

Микросхема продается в нескольких варианта корпуса, в зависимости от потребности в размерах, нагрузки и подключении, а также типу монтажа схемы — каждый может выбрать наиболее подходящий ему вариант.

Наиболее популярна LM317T в корпусе TO-220 на 1.5 Ампер. Это считается универсальным вариантом, так как может использоваться в навесном монтаже, а также поверхностном. Радиатор в таком корпусе позволяет отводить излишнее тепло и испытывать более серьезные нагрузки, чем его собратья, а при необходимости его можно прикрепить к большему радиатору.

Подключение LM317

LM317 имеет следующую конфигурацию выводов в разных корпусах:

Минимальная схема подключения представляет собой два резистора сопротивления и три конденсатора, подключенных согласно схеме. В соответствии с характеристиками сопротивления и будет определяться напряжение на выходе.

У LM317 два главных параметра: это его опорное напряжение, а также ток, истекающий на выводе подстройки. Опорное напряжение (Vref) — напряжение, которое стабилизатор поддерживает на сопротивлении R1. Оно нестабильно и разнится от партии к партии в среднем на 0.1В, поэтому для расчетов лучше держать в уме усредненное значение – 1.25В. Для серьезных же проектов стоит измерить его для каждого используемого экземпляра. Соответственно, следуя схеме, если замкнуть резистор R2, то на выходе мы получим опорное напряжение – 1.25В, а с увеличением вольтажа на R2 будет увеличиваться и выходное напряжение. Таким образом, LM317 постоянно сравнивает напряжение на выходе через резистивный делитель с опорным, поэтому, меняя сопротивление, мы меняем выходное напряжение.

Ток, утекающий на подстройке (Iadj) – паразитный. По заявлению производителей он составляет от 50 до 100 мкА, но на деле же может достигать и 500 мкА. Из-за этого для стабильности выходного напряжения сопротивление R1 не должно быть выше 240 Ом, чтобы через делитель не проходил ток менее 5 мА.

Все, что вам нужно – это подставить ваше значение R1 в это формулу R2=R1*((Uo/Uref)-1).

Кроме того, не забывайте об охлаждении. Чем больше разница входного и выходного тока, тем сильнее будет нагреваться стабилизатор, что приведет к проблемам с его работой. Параметров, описанных производителем, можно добиться, только используя дополнительное охлаждение в виде радиатора.

Типовые схемы LM317

Как было указано, в LM317 используется при создании регулируемых и нерегулируемых блоков питания, однако, также может быть использован в качестве основы стабилизатора тока при создании светодиодных драйверов, которые поддерживают ток в цепи вне зависимости от входного напряжения. Только описанных в datasheet применений хватит на отдельную книгу, поэтому разберем несколько самых популярных схем на этом стабилизаторе.

Регулируемый блок питания (1.

2-37В)

Все, что понадобится для его создания, это заменить R2 на переменный резистор, а также добавить трансформатор с диодным мостом на вход. При использовании стоит учитывать, что микросхема обладает опорным напряжением в 1.25В, поэтому оно и будет минимальным для данной схемы.

Регулируемый блок питания (0-37В)

Если вам необходима полная регулировка с 0В, то производители схем предлагают подключить к схеме источник отрицательного напряжения на 10В.

Вы можете намотать дополнительную катушку на трансформатор блока питания и подключить его выводы после диодного моста следующим образом:

Либо вы можете использовать источник отрицательного напряжения, который будет питаться от основной обмотки.

Таким образом, вы получите простейший лабораторный блок питания.

Светодиодный драйвер (Стабилизатор тока)

С помощью этой схемы вы можете запитывать достаточно мощные светодиоды и светодиодные ленты. Все, что нужно — это знать потребляемый ток и, исходя из него, подобрать сопротивление по формуле.

В нем используется тот же принцип, что и в самой простой схеме, но вместо резистивного делителя установлен датчик тока. Чем больший ток потребляет нагрузка на выходе, тем большее падение напряжения будет наблюдаться на датчике. Оно отслеживается микросхемой, и она увеличивает или уменьшает напряжение для поддержания стабильного тока. Даже при коротком замыкании ток будет держаться на стабильном уровне, который был выставлен.

Зарядное устройство

Схема данного зарядного устройства взята из datasheet и имеет напряжение на выходе 6В с ограничением 0.6А. С помощью изменения сопротивления резисторов R1 и R2 возможно регулировать напряжение под ваши нужды, а при помощи резистора R3 – ток. Оно подойдет для питания аккумуляторов телефонов, инструментов и бытовой техники.

Регулирование переменного напряжение

Так как два LM317 могут регулировать не только положительные, но и отрицательные колебания синусоиды, то с помощью них можно создать AC регулятор. Можно видеть, что схема довольно не сложная и не требует множества компонентов:

Как проверить LM317?

В отличие от транзисторов, данную микросхему невозможно проверить мультиметром. Такой способ никак не гарантирует правильную работу из-за большого количества внутренних элементов, не соединенных с выводами. Поэтому, если какой-то из них выйдет из строя, то проверить это мультиметром будет проблематично. Самый простой способ проверки работы LM317 — это создать простейший стенд на макетной плате, а запитать его можно будет всего лишь от батарейки.

Таким образом, вы сможете быстро убедиться в полностью рабочем состоянии элемента, даже если необходимо проверить несколько штук.

Применение LM317

Схемы, приведенные выше – лишь малая часть, основа, по сравнению с тем, что возможно сделать на этом стабилизаторе. Он может использоваться почти во всех схемах, которые требуют постоянного питания до 40 В. Вот некоторые сферы применения, описанные в официальном техническом документе данной микросхемы:

• Персональные компьютеры
• Цифровые камеры
• ЭКГ
• Интернет свитчи
• Биометрические датчики
• Драйверы электромоторов
• Портативные зарядки
• PoE
• RFID считыватели
• Бытовая техника
• Рентгеновские аппараты

Как можно видеть, даже сам производитель рассчитывает на максимально широкое использования данного элемента, что уж говорить о самодельщиках, готовых представить самые необычные схемы с использованием LM317.

Повышение максимального выходного тока

Существует два способа повышения максимального выходного тока. Если вам необходимо получить больше 1.5А, то вы можете либо подключить несколько микросхем параллельно, либо подключить силовой транзистор.

В первом случае достаточно подключить на выход стабилизаторов резисторы с низким сопротивлением. Они нужны для выравнивания токов.

Однако не всегда рационально использовать несколько микросхем. Поэтому нам на помощь приходит транзистор. В таком случае будет достаточно добавить его и резистор в качестве обвязки к нему.

Если нагрузка потребляет небольшой ток, то он будет проходить через микросхему, не затрагивая транзистор. А при повышении, почти весь ток будет проходить через транзистор, оставляя малую его часть стабилизатору. Но при использовании этой схемы внутренняя защита внутри LM317 от КЗ.

Аналоги LM317

Что делать, если нет возможности использовать LM317? Можно воспользоваться ее аналогами. Братьями-близнецами данного компонента являются UPC317, GL317, ECG1900 и SG317. Отечественный же аналог — это KP142Eh22A, а также существует KP142ЕН12 с фиксированным напряжением.

Если LM317 не хватает мощности для вашего проекта, то можно воспользоваться более мощными вариантами:

• LM350AT и LM350T – максимальный выходной ток 3А и мощность 25Вт
• LM350K – ток 3 А и мощность 30 Вт
• LM338T и LM338K – ток 5 А

Все эти микросхемы имеют одинаковые выводы, поэтому схемы не придется никак менять.

Безопасная эксплуатация LM317

Стоит помнить об эксплуатационных характеристиках радиокомпонента и не использовать его в критических условиях. Мощность рассеивания по официальной информации – 20 Вт, а разница входного и выходного напряжений не должна превышать 40 В. Во время пайки температура должна не превышать 260 C. Использовать можно при температуре от 0C до 125C, а хранить от -65C до 150C. Все это официально заявленные характеристики, в реальности они могут расходиться от экземпляра к экземпляру и быть заниженными.

Не стоит использовать элемент при максимальных и минимальных обозначенных значениях. При такой эксплуатации уровень стабильности и надежности значительно упадет. А также крайне желательно использовать радиатор для отвода тепла, так как иначе заявленные характеристики могут не совпадать с реальными.

Datasheet, даташит

Datasheet на данный стабилизатор проще всего найти на сайте производителя Texas Instruments. Или по ссылке.

В даташите вы сможете найти наиболее точные характеристики и спецификации, а также графики, отражающие работу микросхемы. Помимо этого, там описаны некоторые из типовых схем, использования и подробное описание их настройки под различные нужды. А также рекомендации по использованию.

Производители LM317

Так как LM317 является самым популярным стабилизатором напряжения, то ее выпускают крупнейшие предприятия по производству микросхем:

• Texas Instruments
• STMicroelectronics
• ONS
• UTC

Где купить LM317?

Стабилизатор применяется крайне широко, поэтому проблем с покупкой не возникает, он доступен почти во всех интернет-магазинах радиоэлектронных компонентов. Но к нам этот товар, как и другие радиоэлектронные компоненты, попадает по крайне завышенной цене, поэтому выгоднее всего купить его на AliExpress по этой ссылке.

Рекомендую к просмотру:

 

LM317 микросхема стабилизатор: характеристики, назначение выводов, аналоги

LM317 — регулируемый стабилизатор напряжения на 1,5А.

• Выходной ток 1,5 А.
• Диапазон регулирования выходного напряжения –1,2…37 В.
• Тепловая защита.
• Ограничение тока короткого замыкания.
• Ограничение выделяемой мощности (по встроенным температурным датчикам).
• Может использоваться для стабилизации высоких напряжений.
• В микросхеме отсутствует свинец.

Содержание

1. Корпус и назначение выводов
2. Типовая схема применения
3. Предельно допустимые значения
4. Электрические характеристики
5. Внутренняя схема LM317
6. Типовая схема включения для замера параметров
7. Информация для использования
8. Основные принципы работы LM317
9. Регулирование нагрузки
10. Внешние конденсаторы
11. Защитные диоды
12. Импортные и отечественные аналоги LM317
13. Типовые эксплуатационные характеристики

Корпус и назначение выводов

Вывода:

1 – Регулировка.

2 – V_OUT, Выходное напряжение.

3 – V_IN, Входное напряжение.

Теплоотводящая пластина корпуса микросхемы соединена с выводом 2.

Типовая схема применения

*Cin устанавливается в непосредственной близости к регулятору при отсутствии или значительном удалении фильтрующих конденсаторов источника питания.

** CO не влияет на параметры регулятора, но снижает высокочастотные помехи выходного напряжения.

Предельно допустимые значения

Параметр	Обозн.	Величина	Ед. изм.
Диапазон регулирования	VВХ−VВЫХ	−0.3…40	V
Мощность рассеяния	PD	Внутр.огранич.	W
Корпус 221A
TA = +25°C
Тепловое сопротивление	θJA	65	°C/W
кристалл-воздух
Тепловое сопротивление	θJC	5	°C/W
кристалл-корпус
Корпус 936 (D2PAK−3)	PD	Внутр. огранич.	W
TA = +25°C
Тепловое сопротивление	θJA	70	°C/W
кристалл-воздух
Тепловое сопротивление	θJC	5	°C/W
кристалл-корпус
Диапазон рабочих температур	TJ	− 55…+150	°C
Диапазон температур хранения	Tstg	− 65…+150	°C

Примечания:

1. Превышение предельно допустимых значений, указанных в таблице, может привести к необратимым повреждениям микросхемы.
2. Рекомендуемые условия работы не должны превышать работу устройства с предельно допустимыми значениями параметров.
3. Длительная работа с предельно допустимыми значениями в будущем может повлиять на надежность работы устройства.

Электрические характеристики

Параметр	Обозн.	Мин	Тип	Макс	Ед. изм.
Ток на выводе регулировки	IAdj	−	50	100	µA
Опорное напряжение, 3,0V≤VI−VO≤ 40V, 10mA≤IO≤Imax, PD≤Pmax	Vref	1.2	1.25	1.3	V
Минимальный ток нагрузки для начала стабилизации (VI−VO = 40 V)	ILmin	−	3.5	10	mA
Максимальный ток нагрузкиMaximum Output Current	Imax				A
VI−VO≤15 V,		1.5	2.2	−
VI−VO = 40 V,		0.15	0.4	−
Средний уровень шума	N	−	0. 003	−	% VO
Уровень пульсаций	RR				dB
без CAdj		−	65	−
CAdj = 10 µF		66	80	−
Температура отключения	−	−	180	−	°C
Тепловое сопротивление кристалл-корпус	RθJC	−	5	−	°C /W

Внутренняя схема LM317

Микросхема содержит 29 транзисторов.

Типовая схема включения для замера параметров

Значение R2 найти по формуле: V_out =I_SET х R2 + 1,250 х V_in, где I_SET=5,25 mA.

Основные принципы работы LM317

LM317 – 3-выводная интегральная микросхема-стабилизатор напряжения. Это 3-клеммный плавающий регулятор. Для осуществления основной функции по стабилизации выходного напряжения между регулировочным выводом и выходом микросхемы формируется опорное напряжение (Vref) 1,25 В.

Значение выходного напряжения задается по формуле:

Значение тока на регулировочном выводе микросхемы (IAdj) не превышает 100 mkA во всем диапазоне нагрузок и регулируемых напряжений. Поэтому для практического использования вторым членом в формуле можно пренебречь.

На основе анализа формулы можно сделать вывод, что микросхема имеет ограничения по минимальному току нагрузки. Если его значения меньше величины, указанной в соответствующем пункте таблицы «электрические параметры» выходное напряжение будет подниматься.

В LM317 для стабилизации выходного напряжения контролируется опорное напряжение между выводами, поэтому микросхему можно использовать для работы с высокими напряжениями относительно земли.

Рисунок: основная схема включения.

Регулирование нагрузки

LM317 способен стабилизировать выходное напряжение в широком диапазоне нагрузок. Для максимальной эффективности стабилизации необходимо учесть ряд требований:

1. программирующий резистор (R1) размещается максимально близко к микросхеме, чтобы исключить влияние подводящих проводников;
2. заземляющий конец R2 подсоединяется к основным дорожкам (шинам) заземления на плате, чтобы улучшить регулирование нагрузки.

Внешние конденсаторы

Чтобы уменьшить влияние входного импеданса подводящей линии, повысить стабильность работы регулятора, в непосредственной близости к выводу 3 (V_IN) устанавливают входной байпасный конденсатор (C_in), – дисковый 0,1 F или танталовый 1,0 F.

Между выводом регулировки и нулевым проводником устанавливают конденсатор C_Adj. Он предотвращает появление пульсаций на выходе микросхемы. Конденсатор емкостью 10 µF подавляет пульсации на 15 дБ при выходном напряжении 10 В.

LM317 будет эффективно выполнять функции регулятора напряжения и при отсутствии конденсатора С_О. Однако производитель рекомендует устанавливать на выходе микросхемы фильтрующий конденсатор, – 1,0 µF танталовый или 25 µF алюминиевый электролитический. Он погасит возможные ВЧ шумы и помехи и обеспечит стабильность работы регулятора.

Защитные диоды

Если LM317 используется с выходными конденсатора, рекомендуется устанавливать защитные диоды, как показано на рисунке. При снятии питающего напряжения они предотвратят несанкционированную разрядку выходных конденсаторов через вывод 2 (V_OUT) микросхемы.

На рисунке приведена рекомендуемая схема подключения LM317 с защитными диодами для напряжения на выходе свыше 25 В или высоких значений емкости (C_O > 25µF, C_Adj > 10µF).

Комбинация диодов D1 и D2 полностью защищает микросхему от возможного разряда конденсаторов C_Adj и С_О.

Рисунок: регулятор напряжения с диодной защитой.

Импортные и отечественные аналоги LM317

Уже не одно десятилетие интегральные регуляторы напряжения с различными параметрами выпускаются импортными и отечественными производителями радиоэлектронных компонентов. Поэтому найти для замены LM317 полный аналог или микросхему с максимально близкими характеристиками не представляет особого труда.

Среди продукции отечественных производителей самой популярной заменой является КР142ЕН12.

Перечень полных аналогов LM317 импортного производства включает: GL317; SG317; UPC317; ECG1900.

Список для замены LM317 будет неполным, если в него не включить элементы с близкими техническими параметрами:

• LM117 LM217 – работают в диапазоне температур -55… +150 °С,
• LM338, LM138, LM350 — регуляторы напряжения на 5А, 5А и 3А,
• LM317HV, LM117HV — выходное напряжение на выходе до 60V.

Типовые эксплуатационные характеристики

Зависимость относительного изменения выходного напряжения от температуры кристалла.

Зависимость выходного тока от разницы входного и выходного напряжения.

Зависимость силы тока на выводе «регулировка» от температуры кристалла.

Зависимость опорного напряжения от температуры кристалла.

Зависимость минимального рабочего тока (тока покоя) от разницы входного и выходного напряжения.

Зависимость уровня пульсаций от выходного напряжения.

Зависимость уровня пульсаций от выходного тока.

Зависимость уровня пульсаций от частоты.

Зависимость выходного импеданса от частоты.

График отклика микросхемы на импульс входного напряжения.

График отклика микросхемы на импульс изменения нагрузки.

LM317 Переменный импульсный источник питания (SMPS)

Комментарии

До сих пор на этом веб-сайте мы изучали схемы линейных источников питания на основе LM317, здесь мы узнаем, как LM317 может быть выполнен в качестве переменной мощности в режиме переключения или SMPS с нулевыми потерями.

Все мы знаем, что ИС LM317 внутренне спроектирована для работы в качестве ИС линейного регулятора напряжения, который имеет серьезный недостаток рассеивания мощности за счет нагрева. Более того, такая топология также требует, чтобы входной сигнал был как минимум на 3 В выше желаемого выходного, что накладывает дополнительные ограничения на данную конфигурацию регулятора.

Здесь мы обсуждаем, как ту же ИС можно просто реализовать как регулируемый источник питания 0-40 В с использованием топологии SMPS и, следовательно, устранить потери, упомянутые в предыдущем абзаце.

Преобразование схемы LM317 в схему импульсного регулятора с широтно-импульсной модуляцией

Описанная здесь переменная схема импульсного источника питания LM317 легко преобразует обычную микросхему LM317 в аналог импульсного регулятора на основе катушки индуктивности, как показано на следующей схеме:

Принципиальная схема

Ссылаясь на показанную выше диаграмму, мы видим, что LM317 сконфигурирован в обычном режиме переменного регулятора, но с некоторыми дополнительными частями в виде R6, C3 и D1.

Мы также можем видеть катушку индуктивности, присоединенную к D1, и соответствующий силовой биполярный транзистор Q1.

Как это работает

Здесь микросхема LM317 одновременно выполняет две задачи. Он изменяет выходное напряжение через указанный потенциометр R4 и, в свою очередь, вызывает срабатывание ШИМ для базы Q1.

По сути, введение R6/C3 превращает схему регулятора LM317 в схему высокочастотного генератора, заставляя выход LM317 быстро переключаться ВКЛ/ВЫКЛ с изменяющейся ШИМ, которая зависит от настройки R4.

Биполярный транзистор Q1 вместе с катушкой индуктивности L1 и D1 образует стандартную схему понижающего преобразователя, которая управляется объясненной выше ШИМ, генерируемой схемой LM317.

Это означает, что в то время как потенциометр R4 изменяется, ширина импульса напряжения, развиваемого на R1, также изменяется пропорционально, заставляя Q1 переключать L1 в соответствии с изменяющимися ШИМ.

Более длительные импульсы позволяют катушке индуктивности создавать более высокие напряжения и наоборот.

Конденсатор C4 гарантирует, что флуктуации выходного сигнала от L1 на выходе должным образом сглаживаются и устраняются, что, следовательно, увеличивает ток пульсаций до стабильного постоянного тока.

В предлагаемой схеме импульсного источника питания LM317, поскольку микросхема LM317 не участвует напрямую в управлении током нагрузки, она не рассеивает ток и, таким образом, обеспечивает эффективную регулировку высокого входного напряжения до желаемого низкого выходного напряжения. уровни.

Конструкция также позволяет пользователю модернизировать схему до сильноточной схемы SMPS, просто изменив номиналы Q1, L1, D1 в соответствии с требуемыми характеристиками выходного тока.

L1 можно построить, намотав бифилярную эмалированную медную проволоку на любой подходящий ферритовый сердечник.

Хотя эта схема LM317 SMPS обещает почти нулевые потери на выходе, Q1 должен быть установлен на радиаторе, и от него можно ожидать некоторой степени рассеяния.

Интересный отзыв от одного из активных читателей:

Мистер Свагатам:

Я пенсионер, но по-прежнему интересуюсь различными областями. Случайно наткнулся на ваш сайт, когда искал блоки питания на LM317.

Увидел интересную схему импульсного источника питания с использованием LM317.

Как оказалось, точная схема указана в Национальном справочнике регуляторов напряжения для полупроводников 1978 года с дополнительными формулировками, объясняющими ее поведение.

Тем не менее, я обнаружил, что еще полезнее смоделировать схему с помощью LTSpiceVII (которую можно загрузить и использовать бесплатно), чтобы получить лучшее представление о том, как схема работает при изменении значений компонентов.

Так или иначе, я решил отсканировать две страницы из 1978 Справочник и электронное письмо на случай, если вы захотите опубликовать их со схемой для тех, кому могут быть интересны более подробные сведения.

С уважением,

Дентон Конрад

Роли, Северная Каролина

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем/печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными схемами и учебными пособиями.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете задать их через комментарии, я буду очень рад помочь!

описание, характеристики, принципиальная схема АРН, аналоги

При проектировании электрических схем часто приходится использовать стабилизаторы напряжения малой или средней мощности ( до 1,5 А ) или источники опорного напряжения. Удобно, если такой узел имеется в интегральном исполнении, в виде одной микросхемы. Диапазон 9 номинальных напряжений постоянного тока от 5 до 24 В охватывает стабилизатор серии 9.0049 78ХХ . Ниша эксплуатации LM317 – напряжения выше ( до 37 В ) и ниже ( до 1,2 В ) этого диапазона, промежуточные значения напряжения, регулируемые стабилизаторы.

Содержание

• 1 Что такое микросхема LM317
• 2 Основные характеристики линейного регулятора напряжения LM317
• 3 Назначение выводов и принцип работы
• 5 Схемы подключения 9 Примеры соединений LM
• 5
• 50095

Что такое Микросхема LM317

Это линейный стабилизатор напряжения, выходное значение которого можно задавать в определенных пределах или регулировать на лету. Доступен в нескольких упаковках с тремя контактами. Диапазон выходного напряжения всех вариантов одинаков, но максимальный ток может различаться.

Designation	Maximum current, A	Case
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

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОСНОВНОСТЬ СЛАДЕЛИЛА СЛЕДУЮЩИЕ ВОЛОСОЛЕЛА НАЛИЧЕСКОЕ ЗАДАРИЛА. , который можно прочитать, изучив даташит. Ниже перечислены параметры, несоблюдение которых наиболее критично и при неправильном использовании микросхема может выйти из строя. Прежде всего, это максимальный рабочий ток.

Он приведен в предыдущем разделе для разных версий. Следует добавить, что для получения максимального тока 1,5 А микросхему необходимо монтировать на радиатор.

Максимальное напряжение на выходе стабилизатора на базе LM317 может быть до 40В. Если этого недостаточно, приходится выбирать высоковольтный аналог регулятора.

Минимальное выходное напряжение 1,25 В. При такой схеме можно получить меньше, но сработает защита от перегрузки. Это не лучший вариант – такая защита должна работать от перегрузки по выходному току, как это работает в других интегральных стабилизаторах. Таким образом, на практике невозможно получить регулятор, работающий от нуля, когда на вывод Adjust подается отрицательное смещение.

Минимальное значение входного напряжения не указано в техпаспорте, но может быть определено из следующих соображений:

• Минимальное выходное напряжение 1,25 В;
• минимальное падение напряжения для Uвыход=37В составляет три вольта, логично предположить, что для минимального выхода оно должно быть не меньше;

Исходя из этих двух допущений, входное напряжение должно быть не менее 3,5 В, чтобы получить минимальное выходное значение. Также для стабильной работы ток через делитель должен быть не менее 5 мА – чтобы паразитный ток вывода ADJ не вносил значительный сдвиг напряжения (на практике он может достигать до 0,5 мА).

Имеется в виду информация из классических даташитов известных производителей (Texas Instruments и др.). В даташитах нового типа фирм Юго-Восточной Азии (Tiger Electronics и др.) этот параметр указан, но неявно, как разница между входным и выходным напряжением. Оно должно быть не менее 3 вольт для всех напряжений, что не противоречит предыдущим рассуждениям.

Максимальное входное напряжение не должно превышать расчетное выходное напряжение более чем на 40 В. Это также следует учитывать при проектировании цепей.

Важно! Указанные параметры можно использовать в качестве ориентира, если микросхема изготовлена ​​известным производителем. Изделия неизвестных фирм обычно имеют более низкие характеристики

Назначение выводов и работа

Упоминалось, что LM317 относится к классу линейных стабилизаторов. Это означает, что выходное напряжение стабилизируется за счет перераспределения энергии между нагрузкой и регулирующим элементом.

Транзистор и нагрузка образуют делитель входного напряжения. Если напряжение, установленное на нагрузке, снижается (из-за изменения тока и т.п.), транзистор приоткрывается. Если увеличивается – закрывается, коэффициент деления меняется и напряжение на нагрузке остается стабильным. Недостатки этой схемы известны:

• необходимо, чтобы входное напряжение превышало выходное напряжение;
• Регулирующий транзистор рассеивает много энергии;
• КПД даже теоретически не может превышать отношения Uвых/Uвх.

Но есть и серьезные преимущества (относительно импульсных схем):

• относительно простая и недорогая микросхема;
• требует минимальной внешней конвейерной обработки;
• и главное преимущество в том, что выходное напряжение лишено высокочастотных паразитных составляющих (помехи по мощности минимальны).

Стандартная схема микросхемы:

• на контакт Input подается входное напряжение;
• на выводе – выходное напряжение;
• on Ajust – опорное напряжение, от которого зависит выходное напряжение.

Резисторы R1 и R2 устанавливают выходное напряжение. Рассчитывается по формуле:

U вых=1,25⋅ (1+R2/R1) +Iadj⋅R2.

Iadj — паразитный ток настроечного выхода, по данным производителя может быть в пределах 5 мкА. Практика показывает, что она может достигать значений на порядок или два выше.

Конденсатор С1 может иметь емкость от сотен до нескольких тысяч микрофарад. В большинстве случаев он служит выходным конденсатором выпрямителя. Его необходимо подключить к микросхеме проводами не длиннее 7 см. Если это условие для конденсатора выпрямителя не может быть выполнено, необходимо подключить дополнительный конденсатор емкостью около 100 мкФ в непосредственной близости от входной клеммы. Конденсатор С3 не должен иметь емкость более 100-200 мкФ по двум причинам:

• Во избежание перехода стабилизатора в режим автоколебаний;
• для устранения броска тока на зарядке при подаче питания.

Во втором случае может сработать защита от перегрузки.

Не следует забывать, что при протекании тока через резисторы они нагреваются (это возможно и при повышении температуры окружающей среды). Резисторы R1 и R2 меняются, и нет гарантии, что они изменятся пропорционально. Поэтому выходное напряжение может изменяться при нагревании или охлаждении. Если это критично, можно использовать резисторы с нормированным температурным коэффициентом сопротивления. Отличить их можно по наличию шести полосок на корпусе. Но такие элементы дороже и их сложнее купить. Другим вариантом было бы использование столитрона на подходящее напряжение вместо R2.

Какие существуют аналоги

Существуют аналогичные микросхемы, разработанные другими фирмами в других странах. Полные аналоги:

• GL317;
• SG317;
• СКП317;
• ЭКГ1900.

Также доступны стабилизаторы с более высокими электрическими характеристиками. Более высокие токи могут выдавать:

• LM338 – 5 А;
• LM138 – 5 А
• LM350 – 3 А.

Если требуется регулируемый источник напряжения с верхним пределом 60В, то необходимо использовать стабилизаторы LM317HV, LM117HV. Индекс HV означает высокое напряжение.

Полный аналог отечественной микросхемы – КР142ЕН12, но выпускается только в корпусе ТО-220. Это следует учитывать при проектировании печатных плат.

Примеры схем включения регулятора LM317

Типовые принципиальные схемы микросхемы приведены в даташите. Стандартное применение – стационарный регулятор напряжения – рассмотрено выше.

Если вместо R2 установить переменный резистор, то можно оперативно регулировать выходное напряжение регулятора. Следует учитывать, что слабым местом схемы будет потенциометр. Даже с переменными резисторами хорошего качества точка контакта ползунка с проводящим слоем будет иметь некоторую нестабильность соединения. На практике это приведет к дополнительной нестабильности выходного напряжения.

Для защиты производитель рекомендует включать два диода D1 и D2. Первый диод должен защищать от ситуации, когда выходное напряжение будет выше входного. На практике такая ситуация встречается очень редко и может возникнуть только при наличии других источников напряжения на стороне выхода. Производитель отмечает, что этот диод также защищает от короткого замыкания на входе – конденсатор С1 в этом случае создаст разрядный ток противоположной полярности, что приведет микросхему к выходу из строя. Но внутри микросхемы параллельно этому диоду есть цепочка из стабилизирующих диодов и резисторов, которые будут работать точно так же. Поэтому необходимость в этом диоде сомнительна. А D2 в этой ситуации будет защищать вход стабилизатора от тока конденсатора С2.

Если поставить параллельно транзистор R2, то работой стабилизатора можно управлять. При подаче напряжения на базу транзистора он открывается и шунтирует R2. Выходное напряжение снижено до 1,25В. Здесь вы должны убедиться, что разница между входным напряжением и выходным напряжением не превышает 40В.

Пагубное влияние контакта потенциометра на стабильность выходного напряжения можно уменьшить, подключив параллельно переменному сопротивлению конденсатор. В этом случае защитный диод D1 не мешает.

Если выходного тока стабилизатора недостаточно, его можно усилить внешним транзистором.

Из стабилизатора напряжения можно получить регулятор тока, включив в эту схему LM317. Выходной ток рассчитывается по формуле I=1,25⋅R1. Подобное включение часто используется в качестве драйвера для светодиодов – светодиод включается в нагрузку.

Наконец, необычное включение линейного стабилизатора – на его основе создана схема импульсного блока питания. Положительная обратная связь для колебаний обеспечивается схемой C3R6.

Микросхема LM317 имеет значительное количество недостатков. Но искусство создания схем и заключается в том, чтобы использовать преимущества стабилизатора, минуя недостатки. Выявлены все недостатки чипа, даны советы, как их нейтрализовать.