Co to jest regulator napięcia LM317: obwód i jego działanie

Co to jest regulator napięcia LM317: obwód i jego działanie

Zasilanie odbierane po stronie odbiorczej lub po stronie odbiorcy wykazuje wahania poziomów napięcia z powodu nieregularnych obciążeń lub stanu bazowego lokalnej sieci energetycznej. Te wahania napięcia mogą prowadzić do skrócenia żywotności urządzeń elektrycznych i elektronicznych konsumenta lub do uszkodzenia obciążeń. Tak więc jest to wymagane chronią obciążenia przed zbyt wysokim i niskim napięciem lub potrzeba zapewnienia stałego napięcia do obciążeń i utrzymania stabilność napięcia w systemie z wykorzystaniem techniki regulacji. Regulację napięcia można zdefiniować jako utrzymywanie stałego napięcia lub utrzymywanie poziomu napięcia systemu w dopuszczalnych granicach w szerokim zakresie warunków obciążenia, a zatem do regulacji napięcia stosuje się regulatory napięcia. Do liniowej regulacji napięcia i okazjonalnie regulowany regulator napięcia LM317 jest używany, w którym przewidziano niestandardowe napięcie.



Co to jest regulator napięcia?

Regulacja napięcia w a system zasilania można osiągnąć za pomocą urządzenia elektrycznego lub elektronicznego zwanego regulatorem napięcia. Istnieją różne typy regulatorów napięcia, takie jak stałe regulatory napięcia i zmienne regulatory napięcia. Są one ponownie podzielone na wiele typów jako elektroniczne regulatory napięcia,Elektromechanicznyregulatory, automatyczne regulatory napięcia, liniowe regulatory napięcia, regulatory przełączające, regulatory napięcia LM317, regulatory hybrydowe, regulatory SCR i tak dalej.


Regulator napięcia

Regulator napięcia





Regulator napięcia LM317

Regulator napięcia LM317

Regulator napięcia LM317

Jest to rodzaj dodatnio-liniowych regulatorów napięcia używanych do regulacji napięcia, który został wynaleziony przez Roberta C. Dobkina i Roberta J. Widlara podczas ich pracy w National Semiconductor w 1970 roku. Jest to trójzaciskowy regulowany regulator napięcia. i jest łatwy w użyciu, ponieważ do ustawienia napięcia wyjściowego potrzebne są tylko dwa zewnętrzne rezystory w obwodzie regulatora napięcia LM317. Jest głównie używany do regulacji lokalnych i na karcie. Jeśli się połączymy stały rezystor pomiędzy wyjściem a regulacją regulatora LM317, obwód LM317 może być użyty jako precyzyjny regulator prądu.



Obwód regulatora napięcia LM317

Trzy zaciski to pin wejściowy, pin wyjściowy i pin regulacyjny. Obwód LM317 pokazano na poniższym rysunku jako tYkonfiguracja graficzna schematu obwodu regulatora napięcia LM317, w tym kondensatorów odsprzęgających. Ten obwód LM317 jest w stanie zapewnić zmienną zasilacz z wyjściem 1A i możliwością regulacji do 30V. Obwód składa się z rezystora po stronie niskiej i rezystora po stronie wysokiej, połączonych szeregowo, tworzących rezystancyjny dzielnik napięcia, który jest pasywnym obwodem liniowym używanym do wytwarzania napięcia wyjściowego stanowiącego ułamek jego napięcia wejściowego.

Kondensatory odsprzęgające służą do odsprzęgania lub zapobiegania niepożądanemu sprzężeniu jednej części obwodu elektrycznego z inną częścią. Aby uniknąć wpływu szumów powodowanych przez niektóre elementy obwodu na pozostałe elementy obwodu, kondensatory odsprzęgające w obwodzie służą do adresowania szumów wejściowych i przejściowych stanów wyjściowych. W obwodzie zastosowano radiator, aby uniknąć przegrzania elementów z powodu większego rozpraszania mocy.

Obwód regulatora napięcia LM317

Obwód regulatora napięcia LM317

funkcje

Istnieje kilka specjalnych cech regulatora LM317, a kilka z nich to:


  • Jest w stanie zapewnić prąd nadmiarowy 1,5 A, dlatego jest koncepcyjnie traktowany jako wzmacniacz operacyjny z napięciem wyjściowym w zakresie od 1,2 V do 37 V.
  • Obwód regulatora napięcia LM317 składa się wewnętrznie z ochrona przed przeciążeniem termicznym i ograniczenie prądu zwarciowego do stałej temperatury.
  • Jest dostępny w dwóch pakietach jako pakiet 3-przewodowych tranzystorów i D2PAK-3 do montażu powierzchniowego.
  • Można wyeliminować przechowywanie wielu stałych napięć.

Działanie obwodu regulatora napięcia LM317

Regulator LM317 może zapewniać nadmiar prądu wyjściowego, a zatem przy tej wydajności jest koncepcyjnie traktowany jako wzmacniacz operacyjny . Kołek regulacyjny jest wejściem odwracającym wzmacniacza i aby wytworzyć stabilne napięcie odniesienia 1,25 V, wewnętrzne napięcie odniesienia pasma wzbronionego jest używane do ustawienia wejścia nieodwracającego.

Napięcie wyjściowe można regulować w sposób ciągły do ​​ustalonej wartości za pomocą rezystancyjnego dzielnika napięcia między wyjściem a masą, który skonfiguruje wzmacniacz operacyjny jako wzmacniacz nieodwracający.

Napięcie odniesienia pasma wzbronionego służy do wytwarzania stałego napięcia wyjściowego niezależnie od zmian mocy zasilania. Nazywa się je również niezależnym od temperatury napięciem odniesienia, często stosowanym w układach scalonych.

Napięcie wyjściowe (idealnie) obwodu regulatora napięcia LM317

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

Dodano składnik błędu, ponieważ część prądu spoczynkowego płynie z kołka regulacyjnego urządzenia.

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

Aby uzyskać bardziej stabilną moc wyjściową, schemat obwodu regulatora napięcia LM317 jest zaprojektowany tak, aby prąd spoczynkowy był mniejszy lub równy 100 mikroamperom. Zatem we wszystkich praktycznych przypadkach błąd można zignorować.

Jeśli zamienimy rezystor strony niskociśnieniowej dzielnika ze schematu obwodu regulatora napięcia LM317 na obciążenie, wówczas wynikowa konfiguracja regulatora LM317 będzie regulować prąd do obciążenia. Dlatego ten obwód LM317 można traktować jako obwód regulatora prądu LM317.

Regulator prądu LM317

Regulator prądu LM317

Prąd wyjściowy to spadek napięcia odniesienia na rezystancji RH i jest podawany jako

Prąd wyjściowy w idealnym przypadku to

Iout= Vref / RH

Biorąc pod uwagę prąd spoczynkowy, prąd wyjściowy podano jako

Iout= (Vref / RH) + IQ

Te liniowe regulatory napięcia LM317 i LM337 są często używane w Konwerter DC-DC Aplikacje. Regulatory liniowe w naturalny sposób pobierają dużo prądu, gdy dostarczają. Moc wytworzona w wyniku zwielokrotnienia tego prądu przez różnicę napięć między wejściem a wyjściem zostanie rozproszona i zmarnowana jako ciepło.

Z tego powodu ciepło jest wymagane do uwzględnienia w znaczącym projekcie i prowadzi do nieefektywności. Jeśli różnica napięcia wzrośnie, moc strat wzrośnie, a czasami ta rozproszona moc odpadowa będzie większa niż moc dostarczona.

Chociaż jest to nieistotne, ale ponieważ liniowe regulatory napięcia z kilkoma dodatkowymi komponentami są prostym sposobem na uzyskanie stabilnego napięcia, musimy zaakceptować ten kompromis. Regulatory napięcia przełączającego są alternatywą dla tych regulatorów liniowych, ponieważ te regulatory przełączające są ogólnie bardziej wydajne, ale wymagają większej liczby elementów do zaprojektowania, a zatem wymagają więcej miejsca.

Mam nadzieję, że ten artykuł zawiera krótkie omówienie obwodu regulatora napięcia LM317 z działaniem. Ponadto w celu uzyskania wyjaśnień dotyczących regulatory napięcia i ich zastosowania , możesz się z nami skontaktować, zamieszczając swoje uwagi lub pytania w sekcji komentarzy poniżej.