Ao desenvolver circuitos elétricos, muitas vezes torna-se necessário o uso de estabilizadores de tensão de baixa ou média potência (até 1,5A) ou fontes de tensão de referência. É conveniente que esse nó esteja disponível em um design integrado, na forma de um único microcircuito. Uma faixa de 9 classificações de tensão DC variando de 5V a 24V fecham os reguladores da série 78XX. Nicho de trabalho LM317 - as tensões são mais altas (até 37V) e abaixo (até 1,2 V) desta faixa, valores de tensão intermediários, estabilizadores ajustáveis.
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O que é o chip LM317
O microcircuito é um regulador de tensão linear, cujo valor de saída pode ser definido dentro de certos limites ou ajustado rapidamente. Disponível em várias opções de alojamento com três condutores.A faixa de tensão de saída para todas as opções é a mesma e a corrente máxima pode variar.
| Designação | Corrente máxima, A | Quadro |
|---|---|---|
| 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 |
Principais recursos do regulador de tensão linear LM317
As fichas técnicas do estabilizador LM317 contêm informações técnicas completas, que podem ser encontradas estudando a especificação. Abaixo estão os parâmetros, cuja não observância é o mais crítico e, se usado incorretamente, o microcircuito pode falhar. Em primeiro lugar, esta é a corrente máxima de operação. Ele é fornecido na seção anterior para diferentes tipos de execução. Deve-se acrescentar que para obter a corrente mais alta de 1,5 A, o microcircuito deve ser instalado em um dissipador de calor.
A tensão máxima na saída do regulador, construída com base no LM317, não pode ser superior a 40 V. Se isso não for suficiente, você deve escolher um análogo de alta tensão do estabilizador.
A tensão de saída mínima é de 1,25 V. Com este projeto de circuito, você pode obter menos, mas a proteção contra sobrecarga funcionará. Esta não é a melhor opção - essa proteção deve funcionar contra o excesso de corrente de saída, pois funciona em outros estabilizadores integrados. Portanto, na prática, é impossível obter um regulador que funcione do zero quando uma polarização negativa é aplicada ao pino de ajuste.
O valor mínimo da tensão de entrada não é indicado na folha de dados, mas pode ser determinado a partir das seguintes considerações:
- tensão de saída mínima - 1,25 V;
- a queda de tensão mínima para Uout = 37 V é igual a três volts, é lógico supor que para a saída mínima não deve ser menor;
Com base nessas duas premissas, deve-se aplicar pelo menos 3,5 V na entrada para obter o valor mínimo de saída. Além disso, para uma operação estável, a corrente através do divisor deve ser de pelo menos 5 mA - para que a corrente parasita da saída ADJ não introduza uma mudança de tensão significativa (na prática, pode chegar a 0,5 mA).
Isso se aplica a informações de fichas técnicas clássicas de fabricantes conhecidos (Texas Instruments, etc.). Nas fichas técnicas da nova amostra de empresas do Sudeste Asiático (Tiger Electronics, etc.), esse parâmetro é indicado, mas de forma implícita, como a diferença entre a tensão de entrada e saída. Deve ser de pelo menos 3 volts para todas as tensões, o que não contradiz o raciocínio anterior.
A tensão máxima de entrada não deve exceder a tensão de saída projetada em mais de 40 V. Isso também deve ser levado em consideração ao desenvolver circuitos.
Importante! Você pode ser guiado pelos parâmetros declarados se o microcircuito for lançado por qualquer fabricante conhecido. Produtos de empresas desconhecidas geralmente têm características mais baixas
Objetivo das conclusões e princípio de operação
Foi mencionado que o LM317 pertence à classe dos estabilizadores lineares. Isso significa que a estabilização da tensão de saída é realizada devido à redistribuição de energia entre a carga e o elemento regulador.
Transistor e carga compõem divisor de tensão de entrada. Se a tensão ajustada na carga diminuir (devido a uma mudança na corrente, etc.), o transistor abre ligeiramente. Se aumenta, fecha, o fator de divisão muda e a tensão na carga permanece estável. As desvantagens de tal esquema são conhecidas:
- é necessário que a tensão de entrada ultrapasse a saída;
- uma grande potência é dissipada no transistor regulador;
- A eficiência, mesmo teoricamente, não pode ultrapassar a relação Uout/Uin.
Mas há vantagens sérias (em relação aos circuitos de pulso):
- chip relativamente simples e barato;
- requer tubulação externa mínima;
- e a principal vantagem é que a tensão de saída é livre de componentes parasitas de alta frequência (a interferência da fonte de alimentação é mínima).
Esquema padrão para ligar um microcircuito:
- a tensão de entrada é aplicada ao pino de entrada;
- para saída Saída - saída;
- on Ajust - a tensão de referência da qual a saída depende.
Os resistores R1 e R2 definem a tensão de saída. É calculado pela fórmula:
Uout=1,25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.
Iadj é a corrente parasita do pino de afinação, segundo o fabricante pode estar dentro de 5 µA. A prática mostra que pode atingir valores uma ordem de grandeza ou duas maiores.
O capacitor C1 pode ter uma capacidade de centenas a vários milhares de microfarads. Na maioria dos casos, é o capacitor de saída do retificador. Ele deve ser conectado ao microcircuito com condutores não maiores que 7 cm. Se esta condição não puder ser atendida para o capacitor retificador, uma capacitância adicional de aproximadamente 100 microfarads deve ser conectada nas proximidades do terminal de entrada. O capacitor C3 não deve ter uma capacitância superior a 100-200 microfarads por dois motivos:
- evitar a transição do estabilizador para o modo de auto-oscilação;
- para eliminar a corrente de energização para carregar quando a energia é aplicada.
No segundo caso, a proteção contra sobrecarga pode funcionar.
Não se esqueça que quando a corrente flui através resistores, eles aquecem (isso também é possível quando a temperatura ambiente aumenta).A resistência R1 e R2 mudam e não há garantia de que mudarão proporcionalmente. Portanto, a tensão na saída com aquecimento ou resfriamento pode mudar. Se isso for crítico, podem ser usados resistores com um coeficiente de resistência de temperatura normalizado. Eles podem ser distinguidos pela presença de seis listras no corpo. Mas esses itens são mais caros e é mais difícil comprá-los. Outra opção é usar um diodo zener para uma tensão adequada em vez de R2.
Quais são os análogos
Existem microcircuitos semelhantes desenvolvidos em outras empresas em outros países. Os análogos completos são:
- GL317;
- SG317;
- UPC317;
- ECG1900.
Estabilizadores com características elétricas aumentadas também são produzidos. Mais corrente pode ser dada:
- LM338 - 5A;
- LM138 - 5A
- LM350 - 3A.
Se for necessária uma fonte de tensão ajustável com um limite superior de 60 V, os estabilizadores LM317HV, LM117HV devem ser usados. Índice HV significa alta tensão - alta tensão.
Dos microcircuitos domésticos, o KR142EN12 é um analógico completo, mas é produzido apenas no pacote TO-220. Isso deve ser levado em consideração ao projetar placas de circuito impresso.
Exemplos de circuitos de comutação para o estabilizador LM317
Esquemas típicos para ligar o microcircuito são fornecidos na folha de dados. Uma aplicação típica é um estabilizador de tensão fixa, discutido acima.
Se você instalar um resistor variável em vez de R2, a tensão de saída do regulador poderá ser ajustada rapidamente. Deve-se ter em mente que o potenciômetro será um ponto fraco no circuito. Mesmo com resistores variáveis de boa qualidade, o ponto de contato do motor com a camada condutora terá alguma instabilidade de conexão. Na prática, isso resultará em instabilidade adicional da tensão de saída.
Para proteção, o fabricante recomenda habilitar dois diodo D1 e D2.O primeiro diodo deve proteger contra uma situação em que a tensão de saída seja maior que a de entrada. Na prática, esta situação é extremamente rara e só pode ocorrer se houver outras fontes de tensão do lado da saída. O fabricante observa que este diodo também protege contra um curto-circuito na entrada - o capacitor C1, neste caso, criará uma corrente de descarga de polaridade oposta, o que levará à falha do microcircuito. Mas dentro do microcircuito, paralelo a este diodo, existe uma cadeia de diodos zener e resistores, que funcionarão da mesma forma. Portanto, a necessidade de instalar este diodo é duvidosa. E D2 em tal situação protegerá a entrada do estabilizador da corrente do capacitor C2.
Se paralelo a R2 coloque transistor, então a operação do estabilizador pode ser controlada. Quando a tensão é aplicada à base do transistor, ele abre e desvia R2. A tensão de saída diminui para 1,25 V. Aqui é necessário garantir que a diferença entre a tensão de entrada e saída não exceda 40 V.
O efeito prejudicial do contato do potenciômetro na estabilidade da tensão de saída pode ser reduzido conectando um capacitor em paralelo com a resistência variável. Neste caso, o diodo de proteção D1 não irá interferir.
Se a corrente de saída do estabilizador não for suficiente, ele pode ser reforçado com um transistor externo.
Você pode obter um estabilizador de corrente de um regulador de tensão ligando o LM317 de acordo com este esquema. A corrente de saída é calculada pela fórmula I=1,25⋅R1. Essa inclusão é frequentemente usada como driver para LEDs - o LED é ligado como uma carga.
Finalmente, uma inclusão incomum de um estabilizador linear - um circuito foi criado com base trocando a fonte energética. A realimentação positiva para a ocorrência de oscilações configura o circuito C3R6.
O chip LM317 tem um número significativo de pontos fracos. Mas a arte de criar circuitos é usar as vantagens do estabilizador para contornar as desvantagens. Todas as desvantagens do microcircuito são reveladas, são dados conselhos sobre como neutralizá-los. Portanto, o LM317 é popular entre os criadores de equipamentos de rádio profissional e amador.
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