Интегральный стабилизатор напряжения LM317. Описание и применение

Довольно часто возникает необходимость в простом стабилизаторе напряжения. В данной статье приводится описание и примеры применения недорогого (цены на LM317) интегрального стабилизатора напряжения LM317.

Список решаемых задач данного стабилизатора довольно обширен — это и питание различных электронных схем, радиотехнических устройств, вентиляторов, двигателей и прочих устройств от электросети или других источников напряжения, например аккумулятора автомобиля. Наиболее распространены схемы блоков питания на LM317 с регулировкой напряжения.

На практике, с участием LM317 можно построить стабилизатор напряжения на произвольное выходное напряжение, находящееся в диапазоне 3…38 вольт.

Технические характеристики:

• Напряжение на выходе стабилизатора:  1,2… 37 вольт.
• Ток выдерживающей нагрузки до  1,5 ампер.
• Точность стабилизации 0,1%.
• Имеется внутренняя защита от случайного короткого замыкания.
• Отличная защита интегрального стабилизатора от возможного перегрева.

Мощность рассеяния и входное напряжение  стабилизатора LM317

Напряжение на входе стабилизатора не должно превышать 40 вольт, а так же есть еще одно условие – минимальное входное напряжение должно превышать желаемое выходное на 2 вольта.

Микросхема LM317 в корпусе ТО-220 способна стабильно работать при максимальном токе нагрузки до 1,5 ампер. Если не применять качественный теплоотвод, то это значение будет ниже. Мощность, выделяемая микросхемой в процессе ее работы, можно определить приблизительно путем умножения силы тока на выходе и разности входного и выходного потенциала.

Максимально допустимое рассеивание мощности без теплоотвода равно приблизительно 1,5 Вт при температуре окружающего воздуха не более 30 градусов Цельсия. При обеспечении хорошего отвода тепла от корпуса LM317 (не более 60 гр.) рассеиваемая мощность может составлять 20 ватт.

При размещении микросхемы на радиаторе необходимо изолировать корпус микросхемы от радиатора, например слюдяной прокладкой. Так же для эффективного отвода тепла желательно использовать теплопроводную пасту.

Подбор сопротивления для стабилизатора LM317

Для точной работы микросхемы суммарная величина сопротивлений R1…R3 должна создавать ток приблизительно 8 мА при требуемом выходном напряжении (Vo), то есть:

R1 + R2 + R3 = Vo / 0,008

Данное значение следует воспринимать как идеальное. В процессе подбора сопротивлений допускается небольшое отклонение (8…10 мА).

Величина сопротивления переменного резистора R2 напрямую связана с диапазоном напряжения на выходе. Обычно его сопротивление должно быть примерно 10…15 % от суммарного сопротивления оставшихся резисторов (R1 и R2) либо же можно подобрать его сопротивление экспериментально.

Расположение резисторов на плате может быть произвольным, но желательно для лучше стабильности располагать подальше от радиатора микросхемы LM317.

Стабилизация и защита схемы

Емкость С2 и диод D1 не обязательны. Диод обеспечивает защиту стабилизатора LM317 от возможного обратного напряжения, появляющегося в конструкциях различных электронных устройств.

Емкость С2 не только слегка уменьшает отклик микросхемы LM317 на изменения напряжения, но и снижает влияние электрических наводок, при размещении платы стабилизатора вблизи мест имеющих мощное электромагнитное излучение.

Как было  уже сказано выше, ограничение  максимально  возможного  тока нагрузки для  LM317 составляет 1,5 ампера. Имеются разновидности стабилизаторов схожие по работе со стабилизатором LM317, но рассчитаны на более больший ток нагрузки. К примеру, стабилизатор LM350 выдерживает ток до 3 ампер, а LM338  до 5 ампер.

Для облегчения расчета параметров стабилизатора существует специальный калькулятор:

Скачать калькулятор для LM317 (скачено: 5 972)

Скачать datasheet LM317 (скачено: 1 928)

Регулируемый стабилизатор тока LM317

Регулируемый трехвыводной стабилизатор тока LM317 обеспечивает нагрузку в 100 мА. Диапазон выходного напряжения составляет от 1,2 до 37 В. Прибор очень удобен в применении и требует только пару наружных резисторов, обеспечивающих выходное напряжение. Плюс к этому, нестабильность по рабочим показателям имеет лучшие параметры, чем у аналогичных моделей с фиксированной подачей напряжения на выходе.

Описание

LM317 – стабилизатор тока и напряжения, который функционирует даже при отсоединенном управляющем выводе ADJ. При нормальной работе прибор не нуждается в подключении к дополнительным конденсаторам. Исключение составляет ситуация, когда устройство находится на значительном расстоянии от первичного фильтрующего питания. В этом случае потребуется монтаж входного шунтирующего конденсатора.

Выходной аналог позволяет улучшить показатели стабилизатора тока LM317. В итоге повышается интенсивность переходных процессов и значение коэффициента сглаживания пульсаций. Такой оптимальный показатель трудно достичь в других трехвыводных аналогах.

Предназначение рассматриваемого прибора заключается не только в замене стабилизаторов с фиксированным выходным показателем, но и для широкого спектра применения. Например, стабилизатор тока LM317 может использоваться в схемах с высоковольтным питанием. При этом индивидуальная система устройства влияет на разность между входным и выходным напряжением. Функционирование прибора в таком режиме может продолжаться неопределенный срок, пока разность между двумя показателями (входным и выходным напряжением) не превысит предельно допустимой точки.

Особенности

Стоит отметить, что стабилизатор тока LM317 удобен для создания простых регулируемых импульсных приборов. Они могут применяться в качестве прецизионного стабилизатора, посредством подсоединения постоянного резистора между двумя выходами.

Создание вторичных питающих источников, работающих при недлительных коротких замыканиях, стало возможным благодаря оптимизации показателя напряжения на управляющем выводе системы. Программа удерживает его на входе в пределах 1,2 вольта, что для большинства нагрузок очень мало. Стабилизатор тока и напряжения LM317 изготавливается в стандартном транзисторном остове ТО-92, режим рабочих температур составляет от -25 до +125 градусов по Цельсию.

Характеристики

Рассматриваемый прибор отлично подходит для проектирования простых регулируемых блоков и источников питания. При этом параметры могут быть корректируемыми и заданными в плане нагрузки.

Регулируемый стабилизатор тока на LM317 обладает следующими техническими характеристиками:

• Диапазон выходного напряжения – от 1,2 до 37 вольт.
• Нагрузочный ток по максимуму – 1,5 А.
• Имеется защита от возможного короткого замыкания.
• Предусмотрены предохранители схемы от перегрева.
• Погрешность напряжения на выходе составляет не более 0,1%.
• Корпус интегральной микросхемы – типа ТО-220, ТО-3 или D2PAK.

Схема стабилизатора тока на LM317

Максимально часто рассматриваемое устройство используется в источниках питания светодиодов. Далее представлена простейшая схема, в которой задействован резистор и микросхема.

На входе поставляется напряжение источника питания, а главный контакт соединяется с выходным аналогом при помощи резистора. Далее происходит агрегация с анодом светодиода. В самой популярной схеме стабилизатора тока LM317, описание которого приведено выше, используется следующая формула: R = 1/25/I. Здесь I – это выходной ток устройства, его диапазон варьируется в пределах 0, 01-1.5 А. Сопротивление резистора допускается в размерах 0, 8-120 Ом. Рассеиваемая резистором мощность вычисляется по формуле: R = IxR (2).

Полученная информация округляется в большую сторону. Постоянные резисторы выпускаются с малым разбросом окончательного сопротивления. Это влияет на получение расчетных показателей. Чтобы урегулировать данную проблему, в схему подключают дополнительный стабилизирующий резистор необходимой мощности.

Плюсы и минусы

Как показывает практика, мощность резистора при эксплуатации лучше увеличить по площади рассеивания на 30 %, а в отсеке низкой конвекции – на 50 %. Кроме ряда преимуществ, стабилизатор тока светодиода LM317 имеет несколько минусов. Среди них:

• Небольшой коэффициент полезного действия.
• Необходимость отвода тепла от системы.
• Стабилизация тока свыше 20 % от предельного значения.

Избежать проблем в эксплуатации прибора поможет применение импульсных стабилизаторов.

Стоит отметить, что если нужно подключить мощный светодиодный элемент мощностью 700 миллиампер, потребуется рассчитать значения по формуле: R = 1, 25/0, 7 = 1.78 Ом. Рассеиваемая мощность соответственно составит 0, 88 Ватт.

Подключение

Расчет стабилизатора тока LM317 базируется на нескольких способах подключения. Ниже приведены основные схемы:

1. Если использовать мощный транзистор типа Q1, можно без радиатора микросборки получить на выходе ток 100 мА. Этого вполне хватает для управления транзистором. В качестве подстраховки от излишнего заряда используются защитные диоды D1 и D2, а параллельный электролитический конденсатор выполняет функцию по снижению посторонних шумов. При использовании транзистора Q1, предельная выходная мощность прибора составит 125 Вт.
2. В другой схеме обеспечивается ограничение подачи тока и стабильная работа светодиода. Специальный драйвер позволяет запитать элементы мощностью от 0, 2 ватт до 25 вольт.
3. В очередной конструкции применяется трансформатор понижения напряжения из переменной сети от 220 Вт до 25 Вт. При помощи диодного мостика переменное напряжение трансформируется в постоянный показатель. При этом все перебои сглаживаются за счет конденсатора типа С1, что обеспечивает поддержание стабильной работы регулятора напряжения.
4. Следующая схема подключения считается одной из самых простых. Напряжение поступает с вторичной обмотки трансформатора на 24 вольта, выпрямляется при проходе через фильтр, и на выдаче получается постоянный показатель 80 вольт. Это позволяет избежать превышения максимального порога подачи напряжения.

Стоит отметить, что простое зарядное устройство также можно собрать на базе микросхемы рассматриваемого прибора. Получится стандартный линейный стабилизатор с регулируемым показателем выходного напряжения. В аналогичной роли может функционировать микросборка устройства.

Аналоги

Мощный стабилизатор на LM317 имеет ряд аналогов на отечественном и зарубежном рынке. Самыми известными из них являются следующие марки:

• Отечественные модификации КР142 ЕН12 и КР115 ЕН1.
• Модель GL317.
• Вариации SG31 и SG317.
• UC317T.
• ECG1900.
• SP900.
• LM31MDT.

Отзывы

Как свидетельствуют отклики пользователей, рассматриваемый стабилизатор неплохо справляется со своими функциями. Особенно если это касается агрегации со светодиодными элементами, напряжением до 50 вольт. Упрощает обслуживание и эксплуатацию прибора возможность его регулировки и подключения в разных схемах. Нарекание на данное изделие имеется в том плане, что диапазон выдаваемых и подающих напряжений для него ограничен предельными нормами.

В завершение

Регулируемый стабилизатор интегрального типа LM317 оптимально подходит для проектирования простых источников питания, включая блоки и узлы для электронной аппаратуры, оборудованные различными выходными параметрами. Это могут быть устройства с заданным током и напряжением либо с регулируемыми указанными характеристиками. Для облегчения расчета, в инструкции предусмотрен специальный калькулятор стабилизатора, позволяющий подобрать нужную схему и определить возможность приспособления.

Lm317t Характеристики Схема Подключения — tokzamer.ru

Тогда схема нашего регулируемого двуполярного источника может выглядеть например так: Здесь дополнительные мощные транзисторы VT1 и VT2 позволяют увеличить выходной ток стабилизаторов.


Например, мне необходимо ограничить ток потребления светодиодов равный мА. Его мощность выбирается не менее 0,5 Вт; для питания трехватных светодиодов потребуется резистор сопротивлением 1,2 Ом, ток составит 1 А, а мощность рассеивания не менее 1,2 Вт.

Недостаток — бОльшее количество элементов, наличие помех. При низком падении lm не способна обеспечить необходимый коэффициент стабилизации, что может приводить к нежелательным пульсациям при работе.

Очень простой регулируемый блок питания на LM317

Для ее работы зная потребляемый светодиодом ток, необходимо подобрать сопротивление подстроечного резистора R1. В момент включения такого источника на его выходе минимальное напряжение, которое плавно увеличивается до установленного 15В по мере заряда конденсатора C1.

Предлагаю вниманию обзор интегрального линейного регулируемого стабилизатора напряжения или тока LM по цене 18 центов за штуку.

Рекомендации по номиналам конденсатора на выходе LM очень впечатляют,- это диапазон от 10 до мкФ.

А началось все с недоумения — почему это на выходе во всех схемах такой низкоомный делитель?

В Datasheets всех производителей есть параметр Adjustment Pin Current ток по входу подстройки. Светодиод будет включаться, с требуемой яркостью, которая не будет зависеть от поданного постоянного питания на вход микросхемы.

Схема простого регулируемого БП на LM317T Часть 1

Похожие статьи

Как проверить lm мультиметром? Мощность рассеивания не более 20 Вт.

Встречается в различных видов корпусов.

В других регуляторах регулирование осуществляется по цепи Отрицательной обратной связи, что максимально улучшает все параметры. Описание и применение

Параметр весьма интересный и важный, определяющий, в частности, максимальную величину резистора в цепи входа Adj. Резистор можно припаять на выводы микросхемы, но не стоит забывать, что через резистор протекает весь ток нагрузки, поэтому при больших токах нужен резистор повышенной мощности.

Простенько и со вкусом,- закрылся себе транзистор при напряжении база-эмиттер ниже 1,25 В и все тут.

Благодаря разбросу, на один нагрузка всегда будет больше чем на другие. И уж точно — лучшую регулировку, а также и широчайший диапазон по типам и номиналам резисторов и конденсаторов.

О принципе регулирования выходного напряжения LM
Стабилизатор тока на LM 317

Мощные аналоги LM317T — LM350 и LM338

Правда, это честно показано на диаграмме Ripple Rejection. Теперь — о самом неприятном, а именно о несоответствии реальных электрических характеристик заявленным.

Это типовая схема стабилизатора напряжения с выходным напряжением 12 В.

Рекомендации по применению защитных диодов для LM носят обще-теоретический характер и рассматривают ситуации, которых не бывает на практике. Самым эффективный способ, это собрать простой стенд используя макетную плату для проверки и запитать все от батарейки,. Для этого в управляющую цепь включаем цепочки из транзисторов и резисторов, как показано на рисунке ниже.

Микросхема LM в корпусе ТО способна стабильно работать при максимальном токе нагрузки до 1,5 ампер. А схемы и данные в его datasheet все те же … Итак, недостатки LM, как микросхемы и ошибки в рекомендациях по ее использованию.

Также легко сделать на этой микросхеме источник с несколькими фиксированными напряжениями, которые можно переключать программно, с помощью микроконтроллера. Конфигурация выводов Типовая схема включения LM Схема регулируемого блока питания на LM будет выглядеть так: Мощность трансформатора Вт, напряжение вторичной обмотки вольт. Следовательно, на вход Vin надо подать больше чем 5 вольт.

Технические характеристики:

Это максимальные значения, которые могут привести к повреждению устройства или повлиять на стабильность его работы. Что увеличивает уровень пульсаций на нагрузке с повышением частоты. А для LM она фактически означает степень собственной ущербности и показывает, как же хорошо LM борется с пульсациями, которые сама же берет с выхода и опять загоняет внутрь самой себя. Тогда схема нашего регулируемого двуполярного источника может выглядеть например так: Здесь дополнительные мощные транзисторы VT1 и VT2 позволяют увеличить выходной ток стабилизаторов. Кроме отечественной интегральной схемы КРЕН12, выпускаются более мощные импортные аналоги, выходные токи которых в раза больше.

Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. Схема стабилизатора тока на lm Плюс данного стабилизатора в том, что он является линейным и не вносит высокочастотные помехи, например как некоторые импульсные стабилизаторы. Стабилизация и защита схемы Емкость С2 и диод D1 не обязательны. Аналоги lm Иногда найти конкретно требуемую микросхему на рынке не удается возможным, тогда можно воспользоваться подобными ей. Поскольку мы хотим 5 вольт на выходе, мы подадим к регулятору 7 вольт.

Что довольно часто наблюдается при изготовлении мощного светильника на светодиодах. Можно упростить себе жизнь, если использовать микросхему LM — аналог микросхемы LM, но на отрицательное напряжение. Что увеличивает уровень пульсаций на нагрузке с повышением частоты. Схема стабилизатора тока на lm Плюс данного стабилизатора в том, что он является линейным и не вносит высокочастотные помехи, например как некоторые импульсные стабилизаторы. Поэтому вам даже не придется переделывать схему готового устройства с целью подгонки параметров регулятора напряжения или неизменяемого стабилизатора.
Блок питания на LM338T part 1

Техническая документация к электронным компонентам на русском языке.

Мощность рассеивания не более 20 Вт.

А, значит, все рекомендации и особенно схемы приложений, приводимые в datasheets, носят теоретический, рекомендательный характер.

Заинтересовавшихся прошу… Немного теории: Стабилизаторы бывают линейные и импульсные.

А в LM — при снижении выходного напряжение ниже 1,25 В. Надо бы хуже, да некуда. В процессе подбора сопротивлений допускается небольшое отклонение 8…10 мА. Что довольно часто наблюдается при изготовлении мощного светильника на светодиодах.

Смотрите также: Подключение к двухклавишному выключателю

Его мощность выбирается не менее 0,5 Вт; для питания трехватных светодиодов потребуется резистор сопротивлением 1,2 Ом, ток составит 1 А, а мощность рассеивания не менее 1,2 Вт. Список решаемых задач данного стабилизатора довольно обширен — это и питание различных электронных схем, радиотехнических устройств, вентиляторов, двигателей и прочих устройств от электросети или других источников напряжения, например аккумулятора автомобиля.

Теперь — о самом неприятном, а именно о несоответствии реальных электрических характеристик заявленным. Как вы уже поняли, микросхему необходимо обеспечить хорошим радиатором.

Производители этих компонентов гарантируют более высокую стабильность выходного напряжения, низкий ток регулирования, повышенную мощность с тем же минимальным выходным напряжением не более 1,3 В. Что касается второго параметра Iadj, то это фактически паразитный ток. Предлагаю вниманию обзор интегрального линейного регулируемого стабилизатора напряжения или тока LM по цене 18 центов за штуку. И не удивительно в связи с этим, что в цепи Adj рекомендуется ставить конденсатор С2. Вот только одно маленькое НО … Внутренняя часть LM содержит стабилизатор тока, в котором использован стабилитрон на напряжение 6,3 В.

Список решаемых задач данного стабилизатора довольно обширен — это и питание различных электронных схем, радиотехнических устройств, вентиляторов, двигателей и прочих устройств от электросети или других источников напряжения, например аккумулятора автомобиля. Значит, надо следить не только за максимальным током нагрузки, но и за минимальным тоже? Его мощность выбирается не менее 0,5 Вт; для питания трехватных светодиодов потребуется резистор сопротивлением 1,2 Ом, ток составит 1 А, а мощность рассеивания не менее 1,2 Вт. Затем подключают в схему со светодиодом.
Параллельное включение стабилизаторов …

Lm317 Характеристики Схема Подключения — tokzamer.ru

Исходя из формулы видно, что величина Vout зависит от значения резистора R2. Стабилизаторы тока бывают линейные и импульсные, в этой статье речь пойдёт о самом простом ограничителе тока на LM


Ограничение на минимальный ток нагрузки свидетельствует о плохой схемотехнике LM и явно ограничивает варианты ее использования.

И как-то специально его разряжать нет необходимости.
Стабилизатор тока на LM 317

Так как напряжение на светодиоде — неизменная величина, то стабилизаторы тока часто считают стабилизаторами мощности LED. Но при ее использовании стоит учесть тот факт, что она неспособна обеспечить напряжение меньше 5 В на выходе, поэтому если это важно, придется опять-таки использовать дополнительный транзистор или же найти именно требуемый компонент.

Регулировка происходит линейным способом, в отличие от импульсных преобразователей. Чем это плохо?

С помощью Rs можно настроить ограничение тока, а R1 и R2 определяют ограничение напряжения.

Отключил резисторы, напряжение осталось прежним- 12,54 вольта. В этом случае мощность прокачивается порционно — по мере необходимости для потребителя.

Опорное напряжение это то напряжение которое микросхема стабилизатора стремиться поддерживать на резисторе R1.

LM 7812 Паралельно 10 штук что будет ???

Сообщить об опечатке

О схемах, обещающих получить на выходе LM регулируемое напряжение от ноля Вольт. В процессе подбора сопротивлений допускается небольшое отклонение 8…10 мА. С помощью Rs можно настроить ограничение тока, а R1 и R2 определяют ограничение напряжения.

Значит, надо следить не только за максимальным током нагрузки, но и за минимальным тоже?

Схема стабилизатора тока на lm Плюс данного стабилизатора в том, что он является линейным и не вносит высокочастотные помехи, например как некоторые импульсные стабилизаторы.

При увеличении или уменьшении напряжения ток остается стабильным.

Я часто покупаю детали в Китае и пришел к такому выводу: Покупать можно, но нужно выбирать поставщиков, которые продают радиодетали, изготовленные на заводах, а не в цехах какого- нибудь не понятного ИП. В ниже приведенной схеме, LM ограничивает Iпотр.

Микросхема LM в корпусе ТО способна стабильно работать при максимальном токе нагрузки до 1,5 ампер.

Эта микросхема очень универсальна, на ней можно строить как всевозможные , так и ограничители тока, зарядные устройства … Но остановимся на ограничители тока.
Регулятор напряжения на кр142ен12а

Цоколевка микросхемы

А поможет в этом деле калькулятор.

Я не прошу детального ответа. Это важный момент, потому что можно случайно закоротить выводы, а на выходе микросхемы просто ничего не будет.

Собрал стабилизатор на и , умощнил их транзисторами tip35 и tip Предлагаем подробно рассмотреть, как собрать стабилизатор тока на lm своими руками.

Что касается форм-фактора, то у КР есть столько же выводов, сколько их имеет lm Для этого надо изменить сопротивление R1, подключенного к регулируемому выводу Adj. И не удивительно в связи с этим, что в цепи Adj рекомендуется ставить конденсатор С2. Даже студенты знают, что конденсатор на входе стабилизатора существенно, мягко говоря, эффективнее, чем на выходе.

Пример : для LED с Iпотр. Это значение будет ниже, если не применять качественный теплоотвод. Проверим на железе… Для проверки собрал схему на макетной плате. Номера контактов разных типов корпусов микросхемы.

Техническая документация к электронным компонентам на русском языке.

А вот схемы включения подходят от LM Что касается расчета Rs, то его можно определить по обычной формуле: Iвых. В Datasheets LM приведен неверный параметр на ток по входу Adj. Вот только одно маленькое НО … Внутренняя часть LM содержит стабилизатор тока, в котором использован стабилитрон на напряжение 6,3 В.

В обратном плече стабилизатора компоненты подключаются таким же образом, как и в верхнем. Например, мне необходимо ограничить ток потребления светодиодов равный мА. Так как сопротивление R1 равно Ом, а выходное напряжение равно 5 В, то R2 согласно формуле будет равно Ом. Минимальная величина напряжения на выходе LM составляет 1,25 В. С помощью данного резистора можно выставить ток стабилизации, например мА, тогда даже при коротком замыкании на выходе схемы будет протекать ток, равный мА.

Описание и применение Допустим используя эту схему надо получить 5 В нагрузке. При повышении напряжения, сила тока медленно начинает набирать мощь.
Регулятор напряжения на LM317T dc-dc step-down.

Основные характеристики, топология микросхемы

Как проверить lm мультиметром?

На входе стабилизатора при этом должно быть минимум 15В!

Кроме отечественной интегральной схемы КРЕН12, выпускаются более мощные импортные аналоги, выходные токи которых в раза больше. На основе стабилизатора легко сделать зарядное устройство для 12 В аккумуляторов, вот что нам предлагает datasheet. Отличная защита интегрального стабилизатора от возможного перегрева.

Однако если ток не перестанет расти, то лампа может сгореть. Заранее благодарен Вам за ответ.

Рекомендуем: Защита кабеля в траншее кирпичом пуэ

Стабилизатор тока для светодиодов — описание

Затем подключают в схему со светодиодом. Но уже при напряжении между выходом и контактом Adj менее 1,25 В сработает схема защиты от КЗ. Но опять, же повторюсь, данный способ стабилизации годится только для маломощных светодиодов. В LM реализован ущербный принцип регулирования выходного напряжения,- по цепи Положительной обратной связи.

Это позволит досконально изучить процесс функционирования и впоследствии создать более усложненную конструкцию. А для увеличения выходного тока применяется транзистор с проводимостью n-p-n. Но это — нереальная ситуация. Каждый любитель современных электронных приборов должен научиться самостоятельно собирать преобразователи. Ограничение на минимальный ток нагрузки свидетельствует о плохой схемотехнике LM и явно ограничивает варианты ее использования.

Мощность рассеяния и входное напряжение стабилизатора LM317

Характеристики Стабилизатор напряжения lm, основанный на работе микросхемы данной модификации, имеет такие характеристики: Изделие дает возможность самостоятельно настраивать уровень выходного напряжения в пределах 1,В. Рабочий блок питания Очень важно, чтобы области спаивания имели литую форму.

А схемы и данные в его datasheet все те же … Итак, недостатки LM, как микросхемы и ошибки в рекомендациях по ее использованию. Регулируемый Adj — это вывод, который позволяет регулировать выходное напряжение через подстрочный резистор. Стабилизатор тока для светодиодов — описание Конечно же, самым простым способ ограничить Iпотр. На выход стабилизатора нужно прицепить резисторы нужной мощности и номинала , настроить выходные напряжения и лишь после этого подключать питаемую схему.
Блок питания на LM338T part 1

Использование регулятора напряжения LM317

  
Особенности LM317

— Микросхема может работать в широком диапазоне выходных напряжений от 1.2 до 37 В.
— Микросхема обеспечивает выходной ток до 1.5 А.
— Максимальная рассеиваемая мощность до 20 Вт.
— Микросхема имеет встроенную защиту от перегрузок по току и от короткого замыкания.
— Встроенная защита от перегрева.

Минимальное включение подразумевает использование двух внешних резисторов. Отношение сопротивлений этих резисторов задает выходное напряжение регулятора, и двух конденсаторов на входе и выходе микросхемы.

Наиболее важные электрические параметры микросхемы — это опорное напряжение Vref и тое в цепи управляющего вывода Iadj. опорное напряжение — это напряжение, которое микросхема стремиться поддерживать на резисторе R1, то есть, если замкнуть накоротко резистор R2, то на выходе регулятора мы получит это самое опорное напряжение. Это напряжение может немного меняться от экземпляра к экземпляру и составляет 1.2 … 1.3 В ( в среднем 1.25В.) Чем выше падение напряжение на резисторе R2, тем выше выходное напряжение регулятора. Вычислить выходное напряжение просто, оно равно падению напряжения на R2 + 1.25 (Vref).

     
  
Что касается второго параметра Iadj, то это фактически паразитный ток. Чем он меньше, тем лучше. Изготовители микросхемы заявляют этот ток от 50 до 100 микроампер, но в действительности может быть до 500 мкА. Поэтому чтобы обеспечить  хорошую стабильность выходного напряжения, ток через делитель R1-R2 должен быть не менее 5 мА. Можно оттолкнуться от сопротивления резистора R1 и высчитать R2 по формуле:R2=R1*((Uвых/Uоп)-1)

Затем уточнить номиналы в реальных условиях в работающей схеме.

Приведем пример номиналов для пары стандартных напряжений:

Для напряжения 5В R1 = 120 Ом, R2 = 360 Ом
Для напряжения 12В R1 = 240Ом, R2 = 2000 Ом

Однако, для типовых напряжений вроде 5, 12, 15 и т.д. вольт проще и удобнее использовать регуляторы на фиксированные напряжения вроде 7805 или 7812. Использовать 317 для этих целей лучше только в том случае если регулятора на фиксированное напряжение не оказалось под рукой, а сделать источник питания нужно срочно.

Конфигурация выводов микросхемы LM317 в разных корпусах
  
  

Регулируемый источник питания на микросхеме LM317
  
  

Источник питания с плавным запуском. Как видим, к стандартной схеме добавляется биполярный транзистор структуры PNP, резистор на 50 кОм, кремниевый диод и электролитический конденсатор на 25 мкФ. В момент включения такого источника на его выходе минимальное напряжение, которое плавно увеличивается до установленного 15В по мере заряда конденсатора C1.

Также легко сделать на этой микросхеме источник с несколькими фиксированными напряжениями, которые можно переключать программно, с помощью микроконтроллера. Для этого в управляющую цепь включаем цепочки из транзисторов и резисторов, как показано на рисунке ниже. Базы транзисторов соединяем с портами микроконтроллера. При подаче высокого уровня на каждый последующий транзистор он будет подключать параллельно R2 еще один дополнительный резистор и выходное напряжение будет уменьшаться: 
  

   
  
LM317 можно использовать не только для стабилизации напряжения, но и в качестве стабилизатора тока. Схема получается еще проще, так как здесь нужен всего один единственный внешний резистор, задающий выходной ток:
 

   
  
На LM317 можно сделать несложное зарядное устройство для аккумуляторов с номинальным напряжением 12В.  Номиналы резисторов R1 и R2 задают конечное напряжение на заражаемой батарее, а  резистор Rs устанавливает максимальный зарядный ток.  Это схема из даташита на микросхему:
   
 

     
Двуполярный регулируемый источник питания (например как основа для лабораторного блока питания) можно собрать на двух LM317, но тогда придется использовать трансформатор с двумя обмотками и два выпрямителя, то есть каналы источника питания нужно будет делать независимыми друг от друга. Это хорошее, но дорогое решение. Можно упростить себе жизнь, если использовать микросхему LM337 — аналог микросхемы LM317, но на отрицательное напряжение. Тогда схема нашего регулируемого двуполярного источника может выглядеть например так:
   
 

   
Здесь дополнительные мощные транзисторы VT1 и VT2 позволяют увеличить выходной ток стабилизаторов. нужно выбирать транзисторы согласно тому току, на который вы рассчитываете источник питания.

На следующей схеме изображен регулируемый источник питания на ток до 20 ампер и напряжение от 1.3 до 12 вольт. Транзисторы и микросхему LM317 необходимо установить на радиаторы.  Резисторы в эмиттерных цепях транзисторов должны быть рассчитаны на мощность не менее 5 Вт.
     

Стабилизатор тока на lm317, lm338, lm350 для светодиодов

В последнее время интерес к схемам стабилизаторов тока значительно вырос. И в первую очередь это связано с выходом на лидирующие позиции источников искусственного освещения на основе светодиодов, для которых жизненно важным моментом является именно стабильное питание по току. Наиболее простой, дешевый, но в то же время мощный и надежный токовый стабилизатор можно построить на базе одной из интегральных микросхем (ИМ): lm317, lm338 или lm350.

Datasheet по lm317, lm350, lm338

Прежде чем перейти непосредственно к схемам, рассмотрим особенности и технические характеристики вышеприведенных линейных интегральных стабилизаторов (ЛИС).

Все три ИМ имеют схожую архитектуру и разработаны с целью построения на их основе не сложных схем стабилизаторов тока или напряжения, в том числе применяемых и со светодиодами. Различия между микросхемами кроются в технических параметрах, которые представлены в сравнительной таблице ниже.

	LM317	LM350	LM338
Диапазон значений регулируемого выходного напряжения	1,2…37В	1,2…33В	1,2…33В
Максимальный показатель токовой нагрузки	1,5А	3А	5А
Максимальное допустимое входное напряжение	40В	35В	35В
Показатель возможной погрешности стабилизации	~0,1%	~0,1%	~0,1%
Максимальная рассеиваемая мощность*	15-20 Вт	20-50 Вт	25-50 Вт
Диапазон рабочих температур	0° — 125°С	0° — 125°С	0° — 125°С
Datasheet	LM317.pdf	LM350.pdf	LM338.pdf

* — зависит от производителя ИМ.

Во всех трех микросхемах присутствует встроенная защита от перегрева, перегрузки и возможного короткого замыкания.

Lm317, самая распространенная ИМ, имеет полный отечественный аналог — КР142ЕН12А.

Выпускаются интегральные стабилизаторы (ИС) в монолитном корпусе нескольких вариантов, самым распространенным является TO-220. Микросхема имеет три вывода:

1. ADJUST. Вывод для задания (регулировки) выходного напряжения. В режиме стабилизации тока соединяется с плюсом выходного контакта.
2. OUTPUT. Вывод с низким внутренним сопротивлением для формирования выходного напряжения.
3. INPUT. Вывод для подачи напряжения питания.

Схемы и расчеты

Наибольшее применение ИС нашли в источниках питания светодиодов. Рассмотрим простейшую схему стабилизатора тока (драйвера), состоящую всего из двух компонентов: микросхемы и резистора. На вход ИМ подается напряжение источника питания, управляющий контакт соединяется с выходным через резистор (R), а выходной контакт микросхемы подключается к аноду светодиода.

Если рассматривать самую популярную ИМ, Lm317t, то сопротивление резистора рассчитывают по формуле: R=1,25/I₀ (1), где I₀ – выходной ток стабилизатора, значение которого регламентируется паспортными данными на LM317 и должно быть в диапазоне 0,01-1,5 А. Отсюда следует, что сопротивление резистора может быть в диапазоне 0,8-120 Ом. Мощность, рассеиваемая на резисторе, рассчитывается по формуле: P_R=I₀²×R (2). Включение и расчеты ИМ lm350, lm338 полностью аналогичны.

Полученные расчетные данные для резистора округляют в большую сторону, согласно номинальному ряду.

Постоянные резисторы производятся с небольшим разбросом значения сопротивления, поэтому получить нужное значение выходного тока не всегда возможно. Для этой цели в схему устанавливается дополнительный подстроечный резистор соответствующей мощности. Это немного увеличивает цену сборки стабилизатора, но гарантирует получение необходимого тока для питания светодиода. При стабилизации выходного тока более 20% от максимального значения, на микросхеме выделяется много тепла, поэтому ее необходимо снабдить радиатором.

Онлайн калькулятор lm317, lm350 и lm338

Допустим, необходимо подключить мощный светодиод с током потребления 700 миллиампер. Согласно формуле (1) R=1,25/0,7= 1.786 Ом (ближайшее значение из ряда E2—1,8 Ом). Рассеиваемая мощность по формуле (2) будет составлять: 0.7×0.7×1.8 = 0,882 Ватт (ближайшее стандартное значение 1 Ватт).

На практике, для предотвращения нагрева, мощность рассеивания резистора лучше увеличить примерно на 30%, а в корпусе с низкой конвекцией на 50%.

Кроме множества плюсов, стабилизаторы для светодиодов на основе lm317, lm350 и lm338 имеют несколько значительных недостатков – это низкий КПД и необходимость отвода тепла от ИМ при стабилизации тока более 20% от максимального допустимого значения. Избежать этого недостатка поможет применение импульсного стабилизатора, например, на основе ИМ PT4115.

Читайте так же

Не верьте слепо Datasheet (на примере LM317)

Справочники по компонентам (или datasheets) являются необходимейшим элементом при разработке электронных схем. Однако, у них есть одна, но неприятная особенность.
Дело в том, что документация на любой электронный компонент (например, микросхему) всегда должна быть готова еще до того, как эта микросхема начнет выпускаться.
В итоге, реально мы имеем ситуацию, когда микросхемы уже поступили в продажу, а еще ни одно изделие на их основе не было создано.
А, значит, все рекомендации и особенно схемы приложений, приводимые в datasheets, носят теоретический, рекомендательный характер.
Эти схемы в основном демонстрируют принципы работы электронных компонентов, но они не проверены на практике и не должны поэтому слепо приниматься во внимание при разработке.
Это нормальное и логичное положение дел, если только со временем и по мере
накопления опыта в документацию вносятся изменения и дополнения.
Практика же показывает обратное,- в большинстве случаев все схемные решения, приводимые в datasheets, так и остаются на теоретическом уровне.
И, к сожалению, частенько это не просто теории, а грубые ошибки.
И еще большее сожаление вызывает несоответствие реальных (и важнейших)
параметров микросхемы, заявленным в документации.

В качестве типичного примера подобных datasheets приведем справочник на LM317,- трех-выводной регулируемый стабилизатор напряжения, который, кстати, выпускается уже лет 20. А схемы и данные в его datasheet все те же …

Итак, недостатки LM317, как микросхемы и ошибки в рекомендациях по ее использованию.

1. Защитные диоды.
Диоды D1 и D2 служат для защиты регулятора,-
D1 для защиты от короткого замыкания на входе, а D2 для защиты от разряда
конденсатора C2 “через низкое выходное сопротивление регулятора” (цитата).
На самом деле, диод D1 не нужен, поскольку никогда не бывает ситуации, когда
напряжение на входе регулятора меньше, чем напряжение на выходе.
Поэтому, диод D1 никогда не открывается, а значит и не защищает регулятор.
Кроме, конечно, случая короткого замыкания на входе.
Диод D2 может открываться, конечно, Но, конденсатор C2 прекрасно разряжается
и без него, через резисторы R2 и R1 и через сопротивление нагрузки.
И как-то специально его разряжать нет необходимости.
Кроме того, упоминание в datasheet о “разряде С2 через выход регулятора”
не более, чем ошибка, потому, как схема выходного каскада регулятора –
это эмиттерный повторитель.
И конденсатору C2 просто нет может разряжаться через выход регулятора.

2. Теперь — о самом неприятном, а именно о несоответствии реальных
электрических характеристик заявленным.

В Datasheets всех производителей есть параметр Adjustment Pin Current
(ток по входу подстройки).  Параметр весьма интересный и важный, определяющий, в частности, максимальную величину резистора в цепи входа Adj.  А также и значение конденсатора C2. Заявленное типовое значение тока Adj равно 50 мкА.
Что весьма впечатляет и полностью устраивало бы меня, как схемотехника.
Если бы на самом деле оно не было бы в 10 раз больше, т.е. 500 мкА.

Это — реальное несоответствие, проверенное на микросхемах разных производителей и на протяжении многих лет.
А началось все с недоумения — почему это на выходе во всех схемах такой низкоомный делитель ?
А вот потому и низкоомный, что иначе невозможно получить на выходе LM317
минимальный уровень напряжения.

Самое интересное, что в методике измерения тока Adj низкоомный делитель
на выходе так же присутствует. Что фактически означает, что этот делитель включен параллельно с электродом Adj.
Только с таким хитрым подходом и можно «влезть» в рамки типовой величины в 50 мкА.
Но это — довольно изящная, но уловка.  «Особые условия измерения».

Я понимаю, весьма трудно добиться стабильного тока заявленной величины в 50 мкА. Так не пишите липу в Datasheet. Иначе — это обман покупателя. А честность — лучшая политика.

3. Еще о самом неприятном.

В Datasheets LM317 есть параметр Line Regulation, который определяет
рабочий диапазон напряжений. И диапазон указан таки не плохой — от 3 до 40 Вольт.
Вот только одно маленькое НО …
Внутренняя часть LM317 содержит стабилизатор тока, в котором использован
стабилитрон на напряжение 6,3 В.
Поэтому, эффективное регулирование начинается с напряжения Вход-Выход в 7 Вольт.
Кроме того, выходной каскад LM317 — это транзистор n-p-n, включенный по схеме
эмиттерного повторителя. И на «раскачке» у него — такие же повторители.
Поэтому эффективная работа LM317 при напряжении в 3 В невозможна.

4. О схемах, обещающих получить на выходе LM317 регулируемое напряжение от ноля Вольт.

Минимальная величина напряжения на выходе LM317 составляет 1,25 В.
Можно было бы получить и меньше, если бы не встроенная схема защиты от
короткого замыкания на выходе. Не самая хорошая схема, мягко говоря …
В других микросхемах схема защиты от КЗ срабатывает при превышении тока нагрузки.
А в LM317 — при снижении выходного напряжение ниже 1,25 В. Простенько и со вкусом,- закрылся себе транзистор при напряжении база-эмиттер ниже 1,25 В и все тут.
Вот поэтому, все схемы приложений, которые обещают получить на выходе
LM317 регулируемое напряжение, начиная аж от ноля вольт — не работают.
Все эти схемы предлагают подключить контакт Adj через резистор к источнику
отрицательного напряжения.
Но уже при напряжении между выходом и контактом Adj менее 1,25 В
сработает схема защиты от КЗ.
Все эти схемы — чистая теоретическая фантазия. Их авторы не знают, как работает LM317.

5. Способ защиты от КЗ на выходе, используемый в LM317, также накладывает
известные ограничения на запуск регулятора,- в ряде случаев запуск будет затруднен, поскольку невозможно различить режим короткого замыкания и режим нормального включения, когда выходной конденсатор еще не заряжен.

6. Рекомендации по номиналам конденсатора на выходе LM317 очень впечатляют,- это диапазон от 10 до 1000 мкФ. Что в сочетании с величиной выходного сопротивления регулятора порядка одной тысячной Ома является полным бредом.
Даже студенты знают, что конденсатор на входе стабилизатора существенно,
мягко говоря, эффективнее, чем на выходе.

7. О принципе регулирования выходного напряжения LM317.

LM317 представляет собой операционный усилитель, в котором регулирование
выходного напряжения осуществляется по НЕ инвертирующему входу Adj.
Другими словами — по цепи Положительной обратной связи (ПОС).

Чем это плохо ? А тем, что все помехи с выхода регулятора через вход Adj проходят внутрь LM317, а затем — опять на нагрузку. Хорошо еще, что коэффициент передачи по цепи ПОС меньше единицы …
А то получили бы автогенератор.
И не удивительно в связи с этим, что в цепи Adj рекомендуется ставить конденсатор С2.
Хоть как-то отфильтровывать помехи и повышать устойчивость к самовозбуждению.

Весьма занятным представляется и тот факт, что в цепи ПОС, внутри LM317,
имеется конденсатор 30 пФ. Что увеличивает уровень пульсаций на нагрузке с повышением частоты.
Правда, это честно показано на диаграмме Ripple Rejection. Вот только зачем этот конденсатор ?
Он был бы весьма полезен, если бы регулирование осуществлялось по цепи
Отрицательной обратной связи. А в цени ПОС он только ухудшает устойчивость.

Кстати, и с самим понятием Ripple Rejection не все «по понятиям».
В общепринятом понимании эта величина означает, насколько хорошо регулятор
фильтрует пульсации со ВХОДА.
А для LM317 она фактически означает степень собственной ущербности
и показывает, как же хорошо LM317 борется с пульсациями, которые сама же
берет с выхода и опять загоняет внутрь самой себя.
В других регуляторах регулирование осуществляется по цепи
Отрицательной обратной связи, что максимально улучшает все параметры.

8. О минимальном токе нагрузки для LM317.

В Datasheet указан минимальный ток нагрузки в 3,5 мА.
При меньшем токе LM317 неработоспособна.
Весьма странная особенность для стабилизатора напряжения.
Значит, надо следить не только за максимальным током нагрузки, но и за минимальным тоже ?
Это так же означает, что при токе нагрузки, равном 3,5 мА КПД регулятора не превышает 50 %.
Большое Вам спасибо, господа разработчики …

Выводы.

1. Рекомендации по применению защитных диодов для LM317 носят обще-теоретический характер и рассматривают ситуации, которых не бывает на практике.
А, поскольку, в качестве защитных диодов предлагается использовать мощные диоды Шоттки, то получаем ситуацию, когда стоимость (ненужной) защиты превышает цену самой LM317.

2. В Datasheets LM317 приведен неверный параметр на ток по входу Adj.
Он измерен в «особых» условиях при подключении низкоомного выходного делителя.
Эта методика измерения не соответствует общепринятому понятию «ток по входу» и показывает неспособность достичь при изготовлении LM317 заданных параметров.
А также и является обманом покупателя.

3. Параметр Line Regulation указан как диапазон от 3 до 40 Вольт.
На некоторых схемах приложений LM317 «работает» при напряжении вход-выход аж в два вольта.
На самом деле, диапазон эффективного регулирования равен 7 — 40 Вольт.

4. Все схемы получения на выходе LM317 регулируемого напряжения, начиная с ноля вольт, — практически не работоспособны.

5. Способ защиты от короткого замыкания LM317 на практике иногда применяется.
Он прост, но не является лучшим. В ряде случаев запуск регулятора будет вообще невозможен.

6. Рекомендации по выбору величины конденсатора на выходе LM317 вполне заслужили бы оценку «неудовлетворительно» при сдаче экзамена любым студентом.

7. В LM317 реализован ущербный принцип регулирования выходного напряжения,- по цепи Положительной обратной связи. Надо бы хуже, да некуда.

8. Ограничение на минимальный ток нагрузки свидетельствует о плохой схемотехнике LM317 и явно ограничивает варианты ее использования.

Суммируя все недостатки LM317 можно дать рекомендации:

а) Для стабилизации постоянных «типовых» напряжений 5, 6, 9, 12, 15, 18, 24 В целесообразно использовать трех-выводные стабилизаторы серии 78xx, а не LM317.

б) Для построения действительно эффективных стабилизаторов напряжения следует использовать микросхемы типа LP2950, LP2951, способных работать при напряжении вход-выход менее 400 милливольт.
В сочетании с мощными транзисторами при необходимости.
Эти же микросхемы эффективно работают и в качестве стабилизаторов тока.

в) В большинстве случаев операционный усилитель, стабилитрон и мощный транзистор (особенно полевой) дадут гораздо лучшие параметры, чем LM317.
И уж точно — лучшую регулировку, а также и широчайший диапазон по типам и номиналам резисторов и конденсаторов.

г). И, не доверяйте слепо Datasheets.
Любые микросхемы делаются и, что характерно, продаются людьми …

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее