Lors du développement de circuits électriques, il devient souvent nécessaire d'utiliser des stabilisateurs de tension de faible ou moyenne puissance (jusqu'à 1,5 A) ou des sources de tension de référence. Il est pratique qu'un tel nœud soit disponible dans une conception intégrée, sous la forme d'un seul microcircuit. Une gamme de 9 tensions nominales CC allant de 5V à 24V ferme les régulateurs de série 78XX. Travail de niche LM317 - les tensions sont plus élevées (jusqu'à 37V) et plus bas (jusqu'à 1,2 V) de cette plage, valeurs de tension intermédiaires, stabilisateurs réglables.
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Qu'est-ce que la puce LM317
Le microcircuit est un régulateur de tension linéaire dont la valeur de sortie peut être réglée dans certaines limites ou ajustée rapidement. Disponible en plusieurs options de boîtier avec trois fils.La plage de tension de sortie pour toutes les options est la même et le courant maximum peut varier.
| La désignation | Courant maximal, A | Cadre |
|---|---|---|
| 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 |
Principales caractéristiques du régulateur de tension linéaire LM317
Les fiches techniques du stabilisateur LM317 contiennent des informations techniques complètes, qui peuvent être trouvées en étudiant la spécification. Vous trouverez ci-dessous les paramètres dont le non-respect est le plus critique et s'il est mal utilisé, le microcircuit peut tomber en panne. Tout d'abord, il s'agit du courant de fonctionnement maximal. Il est donné dans la section précédente pour différents types d'exécution. Il faut ajouter que pour obtenir le courant le plus élevé de 1,5 A, le microcircuit doit être installé sur un dissipateur thermique.
La tension maximale à la sortie du régulateur, construite sur la base du LM317, ne peut pas dépasser 40 V. Si cela ne suffit pas, vous devez choisir un analogue haute tension du stabilisateur.
La tension de sortie minimale est de 1,25 V. Avec cette conception de circuit, vous pouvez en obtenir moins, mais la protection contre les surcharges fonctionnera. Ce n'est pas la meilleure option - une telle protection devrait fonctionner contre le dépassement du courant de sortie, comme cela fonctionne dans d'autres stabilisateurs intégrés. Par conséquent, en pratique, il est impossible d'obtenir un régulateur qui fonctionne à partir de zéro lorsqu'une polarisation négative est appliquée à la broche Adjust.
La valeur minimale de la tension d'entrée n'est pas indiquée dans la fiche technique, mais peut être déterminée à partir des considérations suivantes :
- tension de sortie minimale - 1,25 V;
- la chute de tension minimale pour Uout = 37 V est égale à trois volts, il est logique de supposer que pour la sortie minimale, elle ne devrait pas être inférieure;
Sur la base de ces deux prémisses, au moins 3,5 V doivent être appliqués à l'entrée pour obtenir la valeur de sortie minimale. De plus, pour un fonctionnement stable, le courant traversant le diviseur doit être d'au moins 5 mA - afin que le courant parasite de la sortie ADJ n'introduise pas de décalage de tension important (en pratique, il peut atteindre jusqu'à 0,5 mA).
Ceci s'applique aux informations des fiches techniques classiques de fabricants renommés (Texas Instruments, etc.). Dans les fiches techniques du nouvel échantillon des entreprises d'Asie du Sud-Est (Tiger Electronics, etc.), ce paramètre est indiqué, mais sous une forme implicite, comme la différence entre la tension d'entrée et de sortie. Elle doit être d'au moins 3 volts pour toutes les tensions, ce qui ne contredit pas le raisonnement précédent.
La tension d'entrée maximale ne doit pas dépasser la tension de sortie conçue de plus de 40 V. Cela doit également être pris en compte lors du développement de circuits.
Important! Vous pouvez être guidé par les paramètres déclarés si le microcircuit est publié par un fabricant bien connu. Les produits d'entreprises inconnues ont généralement des caractéristiques inférieures
Objet des conclusions et principe de fonctionnement
Il a été mentionné que le LM317 appartient à la classe des stabilisateurs linéaires. Cela signifie que la stabilisation de la tension de sortie est réalisée grâce à la redistribution de l'énergie entre la charge et l'élément de régulation.
Constitution du transistor et de la charge diviseur de tension d'entrée. Si la tension réglée sur la charge diminue (en raison d'une variation de courant, etc.), le transistor s'ouvre légèrement. Si elle augmente, elle se ferme, le facteur de division change et la tension à la charge reste stable. Les inconvénients d'un tel schéma sont connus :
- il faut que la tension d'entrée dépasse la sortie;
- une puissance importante est dissipée sur le transistor de régulation ;
- Le rendement, même théorique, ne peut pas dépasser le rapport Uout / Uin.
Mais il y a de sérieux avantages (par rapport aux circuits à impulsions) :
- puce relativement simple et peu coûteuse;
- nécessite une tuyauterie externe minimale ;
- et le principal avantage est que la tension de sortie est exempte de composants parasites haute fréquence (les interférences d'alimentation sont minimes).
Schéma standard pour allumer un microcircuit:
- la tension d'entrée est appliquée à la broche d'entrée ;
- à la sortie Sortie - sortie ;
- sur Ajust - la tension de référence dont dépend la sortie.
Les résistances R1 et R2 définissent la tension de sortie. Il est calculé par la formule :
Uout=1.25⋅ (1+R2/R1) + Iadj⋅R2.
Iadj est le courant parasite de la broche d'accord, selon le fabricant il peut être inférieur à 5 µA. La pratique montre qu'il peut atteindre des valeurs supérieures d'un ordre de grandeur ou deux.
Le condensateur C1 peut avoir une capacité de plusieurs centaines à plusieurs milliers de microfarads. Dans la plupart des cas, il s'agit du condensateur de sortie du redresseur. Il doit être connecté au microcircuit avec des conducteurs ne dépassant pas 7 cm.Si cette condition ne peut pas être remplie pour le condensateur redresseur, une capacité supplémentaire d'environ 100 microfarads doit être connectée à proximité immédiate de la borne d'entrée. Le condensateur C3 ne doit pas avoir une capacité supérieure à 100-200 microfarads pour deux raisons :
- éviter le passage du stabilisateur au mode d'auto-oscillation ;
- pour éliminer le courant d'appel pour charger lorsque l'alimentation est appliquée.
Dans le second cas, la protection contre les surcharges peut fonctionner.
N'oubliez pas que lorsque le courant traverse résistances, ils chauffent (cela est également possible lorsque la température ambiante augmente).Les résistances R1 et R2 changent et rien ne garantit qu'elles changeront proportionnellement. Par conséquent, la tension à la sortie lors du réchauffement ou du refroidissement peut changer. Si cela est critique, des résistances avec un coefficient de température de résistance normalisé peuvent être utilisées. Ils se distinguent par la présence de six bandes sur le corps. Mais ces articles sont plus chers et il est plus difficile de les acheter. Une autre option consiste à utiliser une diode Zener pour une tension appropriée au lieu de R2.
Quels sont les analogues
Il existe des microcircuits similaires développés dans d'autres entreprises dans d'autres pays. Les analogues complets sont :
- GL317;
- SG317;
- CUP317 ;
- ECG1900.
Des stabilisateurs aux caractéristiques électriques accrues sont également produits. Plus de courant peut être donné:
- LM338 - 5 A ;
- LM138 - 5A
- LM350 - 3A.
Si une source de tension réglable avec une limite supérieure de 60 V est requise, les stabilisateurs LM317HV, LM117HV doivent être utilisés. Index HV signifie Haute Tension - haute tension.
Parmi les microcircuits domestiques, le KR142EN12 est un analogue complet, mais il n'est produit que dans le boîtier TO-220. Ceci doit être pris en compte lors de la conception des cartes de circuits imprimés.
Exemples de circuits de commutation pour le stabilisateur LM317
Des schémas typiques de mise sous tension du microcircuit sont donnés dans la fiche technique. Une application typique est un stabilisateur de tension fixe, discuté ci-dessus.
Si vous installez une résistance variable au lieu de R2, la tension de sortie du régulateur peut être rapidement ajustée. Il faut garder à l'esprit que le potentiomètre sera un point faible du circuit. Même avec des résistances variables de bonne qualité, le point de contact du moteur avec la couche conductrice aura une certaine instabilité de connexion. En pratique, cela se traduira par une instabilité supplémentaire de la tension de sortie.
Pour la protection, le fabricant recommande d'activer deux diode D1 et D2.La première diode doit protéger contre une situation où la tension de sortie est supérieure à l'entrée. En pratique, cette situation est extrêmement rare et ne peut se produire que s'il existe d'autres sources de tension côté sortie. Le fabricant note que cette diode protège également contre le cas d'un court-circuit à l'entrée - le condensateur C1 dans ce cas créera un courant de décharge de polarité opposée, ce qui entraînera une défaillance du microcircuit. Mais à l'intérieur du microcircuit, parallèlement à cette diode, il y a une chaîne de diodes zener et des résistances, qui fonctionneront tout de même. Par conséquent, la nécessité d'installer cette diode est douteuse. Et D2 dans une telle situation protégera l'entrée du stabilisateur du courant du condensateur C2.
Si parallèle à R2 mettre transistor, alors le fonctionnement du stabilisateur peut être contrôlé. Lorsqu'une tension est appliquée à la base du transistor, il s'ouvre et shunte R2. La tension de sortie diminue à 1,25 V. Ici, il est nécessaire de s'assurer que la différence entre la tension d'entrée et de sortie ne dépasse pas 40 V.
L'effet néfaste du contact du potentiomètre sur la stabilité de la tension de sortie peut être réduit en connectant un condensateur en parallèle avec la résistance variable. Dans ce cas, la diode de protection D1 n'interférera pas.
Si le courant de sortie du stabilisateur n'est pas suffisant, il peut être amplifié avec un transistor externe.
Vous pouvez obtenir un stabilisateur de courant à partir d'un régulateur de tension en allumant le LM317 selon ce schéma. Le courant de sortie est calculé par la formule I=1.25⋅R1. Une telle inclusion est souvent utilisée comme pilote pour les LED - la LED est allumée en tant que charge.
Enfin, une inclusion inhabituelle d'un stabilisateur linéaire - un circuit a été créé sur sa base changer de source d'alimentation. Une rétroaction positive pour l'apparition d'oscillations définit le circuit C3R6.
La puce LM317 présente un nombre important de faiblesses. Mais l'art de créer des circuits consiste à utiliser les avantages du stabilisateur pour contourner les inconvénients. Tous les inconvénients du microcircuit sont révélés, des conseils sont donnés pour les neutraliser. Par conséquent, le LM317 est populaire auprès des créateurs d'équipements radio professionnels et amateurs.
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