La guida definitiva ai trasformatori LM317: dati, caratteristiche e loro applicazioni
2023-12-01 7488

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IL LM317 è un chip del regolatore di tensione frequentemente utilizzato nei circuiti, notato per la sua tensione di uscita variabile.Questo regolatore lineare è adatto per una vasta gamma di applicazioni elettroniche, come circuiti di alimentazione, circuiti analogici e strumenti di precisione.L'LM317 fornisce una tensione di uscita stabile gestendo la differenza tra input e output, con lode lodevole e regolamentazione della linea.

Cos'è LM317?

L'LM317 è un regolatore regolabile a tre terminali che utilizza una tensione di riferimento interna fissa, consentendo la regolazione della tensione di uscita tramite resistori esterni.È comunemente utilizzato in vari circuiti di potenza come regolatore, fornendo un'uscita di tensione stabile e proteggendo efficacemente i circuiti successivi dalle fluttuazioni della tensione di ingresso.

Pinout dell'LM317

Figura 1: LM317 Pinout

Guardando il regolatore di tensione dalla parte anteriore, il primo pin a sinistra è agg, quello centrale è vout e l'ultimo pin a destra è Vin.

Ingresso (VIN): VIN è il pin che riceve la tensione di ingresso, che sarà regolata su una tensione specifica.

Output (VOUT): VOUT è il pin che fornisce un'uscita stabile.Offre una tensione regolabile, in genere collegata a circuiti che richiedono una regolazione della tensione.

Regolazione (agg): agg è il pin che consente il controllo sull'uscita di tensione.Questo pin è generalmente collegato a un resistore in combinazione con il pin di uscita per impostare la tensione di uscita desiderata.

Caratteristiche dell'LM317

Intervallo di tensione di uscita: regolabile da 1,25 V a 37 V.

Capacità di uscita: in grado di fornire 1,5A di corrente di uscita.

Differenziale di tensione di input-output: massimo di 40 V, ma un differenziale raccomandato è da 3v a 15 V per una stabilità di regolazione ottimale.

Corrente di uscita massima a differenziale 15 V: 2.2A.

Stabilità termica: rimane stabile in un intervallo di temperatura da 0 a 125 ° C.

Packaging: comunemente disponibile in TO-220, SOT223 e TO-263, tra gli altri.

Regolazione del carico: in genere allo 0,1%.

Regolazione della linea: in genere allo 0,01%/v.

Rapporto di rifiuto dell'ondulazione: 80 dB.

Corrente del pin di regolazione: i valori tipici vanno da 50μA a 100μA.

Protezione a temperatura eccessiva: presenta l'arresto termico per prevenire danni dovuti al surriscaldamento.

Protezione a corto circuito: include la limitazione della corrente interna per le condizioni di corto circuito.

Principio di funzionamento di LM317

Figura 2: Principio di lavoro LM317

Il principio di lavoro dell'LM317 ruota attorno al mantenimento di una caduta costante di tensione su due pin.Ha una tensione di riferimento interna fissa, in genere 1,25 volt, che funge da benchmark per la regolazione della tensione di uscita del regolatore.Variando il valore di resistenza di R2, la tensione tra i terminali VOUT e ADD può essere modificata, cambiando così la tensione di uscita al VOUT.La presenza di condensatori C1 e C2 garantisce il funzionamento stabile del circuito, riducendo le fluttuazioni della tensione e il rumore.Selezionando con precisione i valori per R1 e R2, gli utenti possono impostare la tensione di uscita desiderata ovunque da 1,25 volt fino a diverse decine di volt durante l'utilizzo.

Questo è il vantaggio di un regolatore di tensione regolabile;Puoi sintonizzarlo su qualsiasi tensione all'interno dell'intervallo supportato del regolatore.

Nota: i condensatori C1 e C2 vengono utilizzati per la pulizia della linea di alimentazione.C1 è opzionale e in genere utilizzato per la pulizia della risposta transitoria.Tuttavia, C2 è necessario quando il dispositivo è distante da qualsiasi condensatore di filtraggio, in quanto aiuta a levigare le linee elettriche in caso di picchi attuali.

Calcolo di resistenza/tensione per LM317

Figura 3: grafico di calcolo della tensione LM317

È possibile utilizzare la seguente formula per calcolare la tensione di uscita (VOUT), che dipende dai valori dei resistori esterni R1 e R2.

VOUT = 1.25V (1 + R2/R1)

In genere, il valore di R1 è fissato a 240 ohm (consigliato), ma può anche essere impostato tra 100 e 1000 ohm.Quindi, è necessario inserire il valore di R2 per eseguire il calcolo della tensione di uscita.In questo caso, se R2 sta usando 1000 ohm, la formula si completa come segue:

VOUT = 1.25x (1+1000/240) = 6.453V

Allo stesso modo, è possibile calcolare il valore di R2 usando la stessa formula.Se hai impostato la tensione di uscita su 10 V, puoi calcolare il valore di R2 come segue:

10 = 1.25x (1 + R2/240) => R2 = 1680Ω

Ora diamo un'occhiata a un esempio di utilizzo di LM317:

L'immagine seguente mostra il regolatore LM317 collegato a un circuito, con l'obiettivo di fornire un'uscita di tensione CC stabile per il circuito.

Figura 4: Circuito del caso LM317

In questo circuito, aggiungiamo una sorgente di tensione CC al perno VIN del regolatore.Questo pin riceve ancora una volta la tensione di ingresso, che il chip regolerà verso il basso.La tensione che inserisce questo pin deve essere superiore alle uscite della tensione.Tuttavia, si noti che il regolatore regola solo la tensione a un certo livello;Non è e non può generare tensione da sola.Pertanto, per ottenere un vout di tensione di uscita, Vin deve essere maggiore di VOUT.

In questo circuito, abbiamo bisogno di un 5VDC stabile come uscita, quindi Vin deve essere più di 5 V. in genere, a meno che non sia un regolatore a basso dropout, si desidera che la tensione di ingresso sia di circa 2 V più alta.Pertanto, per un'uscita 5V, alimentare 7 V nel regolatore.

Avendo a che fare con il perno di ingresso, ora passiamo al pin regolabile (agg).Poiché desideriamo un'uscita di 5 V, dobbiamo calcolare quale valore di R2 produrrà un output di 5 V.

Utilizzando la formula di tensione di uscita:

VOUT = 1.25V (1 + R2/R1)

Poiché R1 è di 240 ohm, quindi:

5V = 1,25 V (1 + R2/2402), quindi R2 = 720Ω

Pertanto, con un valore di R2 a 720 ohm, se si fornisce una tensione di ingresso superiore a 5 V, LM317 uscirà 5 V.

Figura 5: schema elettrico LM317

L'ultimo pin di LM317 è il pin di uscita e per fornire al circuito i 5 volt regolati, lo colleghiamo semplicemente al pin di uscita.

Come usare LM317

Il componente LM317 regola una differenza di 1,25 V tra i pin di uscita e regolazione.È possibile modificare l'uscita utilizzando due resistori collegati tra i pin di uscita e ingresso.

Inoltre, due condensatori di disaccoppiamento possono essere integrati nel circuito.Questa configurazione aiuta a eliminare l'accoppiamento non necessario e impedisce il rumore.

Un condensatore 1UF collegato all'uscita migliora la risposta transitoria.Inoltre, è possibile utilizzarlo come regolatore variabile facendo clic su un potenziometro sul perno regolabile.

Resistori e potenziometri lavorano insieme per creare la potenziale differenza necessaria per la produzione regolata.

Figura 6: diagramma del circuito live LM317

ICS equivalenti a LM317

I modelli alternativi a LM317 includono: LM7805, LM7806, LM7809, LM7812, LM7905, LM7912, LM117V33 e XC6206332MR.

Modelli equivalenti a LM317: LT1086, LM1117 (SMD), PB137 e LM337 (un regolatore di tensione variabile negativo).

Come proteggere il circuito LM317

Proteggere un circuito LM317 è fondamentale per prevenire danni.A causa dell'aumento del consumo energetico, i componenti potrebbero surriscaldarsi durante il funzionamento.Per questo motivo, i dissipatori di calore sono comunemente usati per proteggere l'IC dal surriscaldamento.Inoltre, a causa della bassa corrente del trasformatore, i condensatori esterni possono scaricare.Pertanto, i diodi vengono aggiunti in alcune applicazioni per prevenire lo scarico del condensatore.

Il diodo D1 protegge il condensatore dalla scarica durante i cortocircuiti di ingresso, mentre il diodo D2 viene utilizzato per fornire un percorso di scarico a bassa impedenza per proteggere CADJ durante i cortocircuiti in uscita.Per ottenere un elevato rapporto di soppressione dell'ondulazione, bypassare il terminale di regolazione.

Figura 7: Schema del circuito di protezione LM317

In sintesi, LM317 è un chip del regolatore di tensione comunemente usato che fornisce una tensione di uscita stabile controllando la differenza tra ingresso e uscita.I suoi pinout e parametri aiutano gli ingegneri ad applicare correttamente e configurare questo chip per ottenere la stabilità e l'affidabilità di potenza desiderate.