عند تطوير الدوائر الكهربائية ، غالبًا ما يكون من الضروري استخدام مثبتات الجهد ذات الطاقة المنخفضة أو المتوسطة (حتى 1.5 أ) أو مصادر الجهد المرجعية. من الملائم أن تكون هذه العقدة متوفرة في تصميم متكامل ، في شكل دائرة كهربائية واحدة. مجموعة من 9 تصنيفات جهد تيار مستمر تتراوح من 5 فولت إلى 24 فولت تغلق منظمات السلسلة 78XX. مكانة العمل LM317 - الفولتية أعلى (حتى 37 فولت) و تحت (يصل إلى 1.2 فولت) من هذا النطاق ، قيم الجهد المتوسط ، المثبتات القابلة للتعديل.
محتوى
ما هي شريحة LM317
الدائرة المصغرة عبارة عن منظم جهد خطي ، يمكن ضبط قيمة خرجه ضمن حدود معينة أو تعديلها بسرعة. متاح في عدة خيارات سكنية مع ثلاثة خيوط.نطاق جهد الخرج لجميع الخيارات هو نفسه ، وقد يختلف الحد الأقصى للتيار.
| تعيين | أقصى تيار ، أ | إطار |
|---|---|---|
| LM317T | 1,5 | TO-220 |
| إل إم 317 إل زد | 0,1 | TO-92 |
| LM317P | 1,5 | ISOWAT-220 |
| LM317D2T | 1,5 | D2PAK |
| LM317 ك | 0,1 | TO-3 |
| LM317LD | 1,5 | SO-8 |
الميزات الرئيسية لمنظم الجهد الخطي LM317
تحتوي أوراق البيانات الخاصة بالمثبت LM317 على معلومات فنية كاملة ، والتي يمكن العثور عليها من خلال دراسة المواصفات. فيما يلي المعلمات ، والتي يعد عدم الالتزام بها هو الأكثر أهمية ، وإذا تم استخدامها بشكل غير صحيح ، فقد تفشل الدائرة المصغرة. بادئ ذي بدء ، هذا هو الحد الأقصى لتيار التشغيل. تم تقديمه في القسم السابق لأنواع مختلفة من التنفيذ. يجب إضافة أنه من أجل الحصول على أعلى تيار 1.5 أ ، يجب تثبيت الدائرة المصغرة على المشتت الحراري.
لا يمكن أن يكون الحد الأقصى للجهد عند خرج المنظم ، المبني على أساس LM317 ، أكثر من 40 فولت.
الحد الأدنى لجهد الخرج هو 1.25 فولت. مع تصميم الدائرة هذا ، يمكنك الحصول على أقل ، لكن الحماية من الحمل الزائد ستعمل. ليس هذا هو الخيار الأفضل - يجب أن تعمل هذه الحماية ضد تجاوز تيار الإخراج ، حيث تعمل في مثبتات متكاملة أخرى. لذلك ، من الناحية العملية ، من المستحيل الحصول على منظم يعمل من الصفر عند تطبيق انحياز سلبي على دبوس الضبط.
لا تتم الإشارة إلى الحد الأدنى لقيمة جهد الإدخال في ورقة البيانات ، ولكن يمكن تحديدها من الاعتبارات التالية:
- الحد الأدنى لجهد الخرج - 1.25 فولت ؛
- الحد الأدنى لانخفاض الجهد لـ Uout = 37 V يساوي ثلاثة فولت ، ومن المنطقي أن نفترض أنه بالنسبة للحد الأدنى من المخرجات ، يجب ألا يكون أقل ؛
بناءً على هذين المقدرين ، يجب تطبيق 3.5 فولت على الأقل على المدخلات للحصول على الحد الأدنى لقيمة المخرجات. أيضًا ، من أجل التشغيل المستقر ، يجب أن يكون التيار عبر الحاجز 5 مللي أمبير على الأقل - بحيث لا يؤدي التيار الطفيلي لمخرج ADJ إلى حدوث تحول كبير في الجهد (عمليًا ، يمكن أن يصل إلى 0.5 مللي أمبير).
هذا ينطبق على المعلومات من أوراق البيانات الكلاسيكية من الشركات المصنعة المعروفة (Texas Instruments ، إلخ). في أوراق البيانات الخاصة بالعينة الجديدة من شركات جنوب شرق آسيا (Tiger Electronics ، وما إلى ذلك) ، يشار إلى هذه المعلمة ، ولكن في شكل ضمني ، على أنها الفرق بين جهد الإدخال والإخراج. يجب أن تكون 3 فولت على الأقل لجميع الفولتية ، وهذا لا يتعارض مع المنطق السابق.
يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لجهد الدخل جهد الخرج المصمم بأكثر من 40 فولت. يجب أن يؤخذ هذا أيضًا في الاعتبار عند تطوير الدوائر.
مهم! يمكنك أن تسترشد بالمعلمات المعلنة إذا تم إصدار الدائرة المصغرة بواسطة أي مصنع معروف. منتجات الشركات غير المعروفة عادة ما يكون لها خصائص أقل
الغرض من الاستنتاجات ومبدأ العملية
ذكر أن LM317 ينتمي إلى فئة المثبتات الخطية. هذا يعني أن استقرار جهد الخرج يتم بسبب إعادة توزيع الطاقة بين الحمل والعنصر المنظم.
الترانزستور وتحميل الماكياج مقسم جهد الدخل. إذا انخفض الجهد المضبوط على الحمل (بسبب تغيير التيار ، وما إلى ذلك) ، يفتح الترانزستور قليلاً. إذا زاد ، يتم إغلاقه ، يتغير عامل الانقسام ويظل الجهد عند الحمل مستقرًا. عيوب مثل هذا المخطط معروفة:
- من الضروري أن يتجاوز جهد الدخل الناتج ؛
- يتم تبديد قوة كبيرة على الترانزستور المنظم ؛
- الكفاءة ، حتى من الناحية النظرية ، لا يمكن أن تتجاوز نسبة Uout / Uin.
ولكن هناك مزايا جدية (بالنسبة لدارات النبض):
- شريحة بسيطة وغير مكلفة نسبيًا ؛
- يتطلب الحد الأدنى من الأنابيب الخارجية ؛
- والميزة الرئيسية هي أن جهد الخرج خالي من المكونات الطفيلية عالية التردد (تداخل مزود الطاقة ضئيل).
مخطط قياسي لتشغيل الدائرة المصغرة:
- يتم تطبيق جهد الإدخال على دبوس الإدخال ؛
- لإخراج الإخراج - الإخراج ؛
- on Ajust - الجهد المرجعي الذي يعتمد عليه الإخراج.
تقوم المقاومات R1 و R2 بضبط جهد الخرج. يتم حسابه بالصيغة:
Uout = 1.25⋅ (1 + R2 / R1) + Iadj⋅R2.
Iadj هو التيار الطفيلي لمسمار الضبط ، وفقًا للشركة المصنعة يمكن أن يكون في حدود 5 µA. تظهر الممارسة أنه يمكن أن تصل إلى قيم بترتيب من حيث الحجم أو اثنين أعلى.
يمكن أن يكون للمكثف C1 سعة تتراوح من مئات إلى عدة آلاف من الميكروفاراد. في معظم الحالات ، يكون هذا هو مكثف الإخراج للمقوم. يجب توصيله بالدائرة الدقيقة بموصلات لا يزيد طولها عن 7 سم.إذا تعذر تلبية هذا الشرط لمكثف المعدل ، فيجب توصيل سعة إضافية تبلغ حوالي 100 ميكروفاراد في المنطقة المجاورة مباشرة لطرف الإدخال. لا ينبغي أن يكون للمكثف C3 سعة تزيد عن 100-200 ميكروفاراد لسببين:
- لتجنب انتقال المثبت إلى وضع التذبذب الذاتي ؛
- للتخلص من تيار الاندفاع للشحن عند استخدام الطاقة.
في الحالة الثانية ، قد تعمل الحماية من الحمل الزائد.
لا تنس أنه عندما يتدفق التيار المقاومات، يتم تسخينها (هذا ممكن أيضًا عندما ترتفع درجة الحرارة المحيطة).تتغير المقاومة R1 و R2 وليس هناك ما يضمن أنها ستتغير بشكل متناسب. لذلك ، يمكن أن يتغير الجهد عند الخرج مع التسخين أو التبريد. إذا كان هذا أمرًا بالغ الأهمية ، فيمكن استخدام مقاومات ذات معامل درجة حرارة طبيعي للمقاومة. يمكن تمييزها بوجود ستة خطوط على الجسم. لكن هذه العناصر أغلى ثمناً ويصعب شرائها. خيار آخر هو استخدام الصمام الثنائي زينر لجهد مناسب بدلاً من R2.
ما هي نظائرها
هناك دوائر دقيقة مماثلة تم تطويرها في شركات أخرى في بلدان أخرى. نظائرها الكاملة هي:
- GL317 ؛
- SG317 ؛
- UPC317 ؛
- ECG1900.
يتم أيضًا إنتاج مثبتات ذات خصائص كهربائية متزايدة. يمكن إعطاء المزيد من الحالي:
- LM338 - 5 أ ؛
- LM138-5 أ
- LM350 - 3 أ.
في حالة الحاجة إلى مصدر جهد قابل للتعديل بحد أعلى 60 فولت ، يجب استخدام المثبتات LM317HV و LM117HV. مؤشر HV يعني الجهد العالي - الجهد العالي.
من الدوائر الدقيقة المحلية ، يعد KR142EN12 تناظريًا كاملاً ، ولكنه يتم إنتاجه فقط في حزمة TO-220. يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند تصميم لوحات الدوائر المطبوعة.
أمثلة على دوائر التبديل لمثبت LM317
ترد المخططات النموذجية للتبديل على الدائرة المصغرة في ورقة البيانات. التطبيق النموذجي هو مثبت الجهد الثابت ، الذي تمت مناقشته أعلاه.
إذا قمت بتثبيت مقاوم متغير بدلاً من R2 ، فيمكن تعديل جهد خرج المنظم بسرعة. يجب ألا يغيب عن البال أن مقياس الجهد سيكون نقطة ضعف في الدائرة. حتى مع وجود مقاومات متغيرة ذات نوعية جيدة ، فإن نقطة التلامس الخاصة بالمحرك مع الطبقة الموصلة سيكون لها بعض عدم استقرار الاتصال. في الممارسة العملية ، سيؤدي هذا إلى عدم استقرار إضافي لجهد الخرج.
للحماية ، توصي الشركة المصنعة بتمكين اثنين الصمام الثنائي D1 و D2.يجب أن يحمي الصمام الثنائي الأول من الموقف الذي يكون فيه جهد الخرج أعلى من الدخل. في الممارسة العملية ، هذا الموقف نادر للغاية ، ويمكن أن يحدث فقط في حالة وجود مصادر جهد أخرى من جانب الخرج. تلاحظ الشركة المصنعة أن هذا الصمام الثنائي يحمي أيضًا من حدوث ماس كهربائي عند الإدخال - سيخلق المكثف C1 في هذه الحالة تيار تفريغ للقطبية المعاكسة ، مما سيؤدي إلى فشل الدائرة المصغرة. لكن داخل الدائرة المصغرة ، بالتوازي مع هذا الصمام الثنائي ، توجد سلسلة من ثنائيات زينر والمقاومات ، والتي ستعمل بنفس الطريقة. لذلك ، فإن الحاجة إلى تثبيت هذا الصمام الثنائي أمر مشكوك فيه. وسيحمي D2 في مثل هذه الحالة مدخلات المثبت من تيار المكثف C2.
إذا كانت موازية لوضع R2 الترانزستور، ثم يمكن التحكم في تشغيل المثبت. عندما يتم تطبيق الجهد على قاعدة الترانزستور ، فإنه يفتح ويحول R2. ينخفض جهد الخرج إلى 1.25 فولت ، وهنا من الضروري التأكد من أن الفرق بين جهد الدخل والخرج لا يتجاوز 40 فولت.
يمكن تقليل التأثير الضار لتلامس مقياس الجهد على استقرار جهد الخرج عن طريق توصيل مكثف بالتوازي مع المقاومة المتغيرة. في هذه الحالة ، لن يتدخل الصمام الثنائي الواقي D1.
إذا كان تيار خرج المثبت غير كافٍ ، فيمكن تعزيزه باستخدام ترانزستور خارجي.
يمكنك الحصول على مثبت تيار من منظم الجهد عن طريق تشغيل LM317 وفقًا لهذا المخطط. يتم حساب تيار الخرج بالصيغة I = 1.25⋅R1. غالبًا ما يستخدم هذا التضمين كمحرك لمصابيح LED - يتم تشغيل مؤشر LED كحمل.
أخيرًا ، تضمين غير عادي لمثبت خطي - تم إنشاء دائرة على أساسها تحويل التيار الكهربائي. ردود الفعل الإيجابية لحدوث التذبذبات تحدد الدائرة C3R6.
تحتوي شريحة LM317 على عدد كبير من نقاط الضعف. لكن فن إنشاء الدوائر هو استخدام مزايا المثبت لتجاوز العيوب. تم الكشف عن جميع عيوب الدائرة المصغرة ، يتم تقديم المشورة حول كيفية تحييدها. لذلك ، فإن LM317 يحظى بشعبية بين المبدعين من أجهزة الراديو المحترفين والهواة.
مقالات مماثلة:
