บน 03/09/2024 503

คู่มือเชิงลึกถึง LM317: ทำความเข้าใจกับหน่วยงานกำกับดูแลแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้

LM317 เป็นหนึ่งในวงจรรวมพลังงานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดไม่เพียง แต่มีรูปแบบที่ง่ายที่สุดของวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามขั้วคงที่ แต่ยังมีลักษณะของแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทที่ปรับได้นอกจากนี้ยังมีข้อดีของเสียงรบกวนต่ำช่วงการควบคุมแรงดันไฟฟ้ากว้างประสิทธิภาพการเสถียรของแรงดันไฟฟ้าที่ดีและอัตราส่วนการปราบปรามระลอกคลื่นสูงในบทความนี้เราจะหารือเกี่ยวกับประเด็นสำคัญบางประการที่เกี่ยวข้องกับ LM317 เพื่อให้คุณมีความเข้าใจในเชิงลึกเกี่ยวกับอุปกรณ์นี้มาเริ่มกันเถอะ!

แคตตาล็อก

บทนำสู่ LM317

LM317 เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าบวกแบบปรับเทอร์มินัลสามขั้วจากเซมิคอนดักเตอร์แห่งชาติLM317 มีช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง 1.2V ถึง 37V และกระแสโหลดสูงถึง 1.5Aการใช้ LM317 นั้นง่ายมากโดยต้องการตัวต้านทานภายนอกเพียงสองตัวเท่านั้นที่จะตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการนอกจากนี้ LM317 ยังมีการควบคุมเชิงเส้นและการโหลดที่ดีกว่าหน่วยงานกำกับดูแลคงที่มาตรฐานและวงจรการป้องกันที่หลากหลายจะถูกรวมเข้ากับ LM317 เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่มั่นคงและเชื่อถือได้รวมถึงการป้องกันการโอเวอร์โหลดและการป้องกันโซนที่ปลอดภัยโดยปกติแล้ว LM317 ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุภายนอก แต่ถ้าการเชื่อมต่อจากตัวเก็บประจุตัวกรองอินพุตไปยังอินพุต LM317 มีมากกว่า 6 นิ้ว (ประมาณ 15 ซม.) แนะนำตัวเก็บประจุภายนอกการใช้ตัวเก็บประจุเอาท์พุทยังช่วยปรับปรุงการตอบสนองชั่วคราวหากเราใช้ตัวเก็บประจุตัวกรองที่ด้านการปรับเราจะได้รับอัตราส่วนการปฏิเสธระลอกคลื่นสูงกว่าตัวควบคุมสามขั้วมาตรฐาน

LM317 มีการใช้งานพิเศษหลายอย่างตัวอย่างเช่นโดยการระงับการควบคุมที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น LM317 สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึงหลายร้อยโวลต์โดยมีเงื่อนไขว่าความแตกต่างของอินพุตหรือแรงดันเอาต์พุตไม่เกินขีด จำกัดนอกจากนี้เราสามารถเชื่อมต่อเทอร์มินัลปรับกับแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งโปรแกรมได้สำหรับฟังก์ชันการส่งออกพลังงานที่ตั้งโปรแกรมได้

ทางเลือกและเทียบเท่า

- LM7905

- LM7809

- LM7912

- LT1086

ฟังก์ชั่นของแรงดันไฟฟ้าที่ปรับให้เข้ากับแรงดันไฟฟ้าที่มีความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าเสถียร

วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้า LM317 ที่ปรับได้เป็นบทบาทหลักของแรงดันไฟฟ้าอินพุตจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทที่ต้องการอย่างเสถียรเพื่อให้แหล่งจ่ายไฟที่เสถียรและเชื่อถือได้สำหรับวงจรหรืออุปกรณ์โดยเฉพาะบทบาทของวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้ามีดังนี้:

ให้ความน่าเชื่อถือ: การออกแบบวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้ามักจะคำนึงถึงการป้องกันที่เกินปัจจุบันการป้องกันอุณหภูมิเกินการป้องกันการลัดวงจรและฟังก์ชั่นอื่น ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่ปลอดภัยของวงจรและอุปกรณ์กลไกการป้องกันเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือและความเสถียรของแหล่งจ่ายไฟที่ควบคุมในสถานการณ์ที่ไม่คาดคิด

ปรับแรงดันเอาต์พุต: วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับแรงดันเอาต์พุตได้ตามต้องการเพื่อให้เหมาะกับข้อกำหนดของวงจรที่แตกต่างกันเพียงแค่ปรับโพเทนชิออมิเตอร์หรือตัวต้านทานแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการสามารถรับรู้ได้ภายในช่วงที่กำหนด

ปกป้องอุปกรณ์โหลด: วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าช่วยปกป้องอุปกรณ์โหลดจากการแปรผันของแรงดันไฟฟ้าอินพุตโดยการทำให้แรงดันเอาต์พุตเสถียรมันสามารถต้านทานความผันผวนของพลังงานและสัญญาณรบกวนและป้องกันความเสียหายต่ออุปกรณ์โหลดที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าสูงหรือต่ำเกินไป

จัดหาแรงดันไฟฟ้าที่เสถียร: วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามารถปรับและทำให้แรงดันไฟฟ้าเสถียรโดยอัตโนมัติตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าอินพุตและกระแสโหลดผ่านกลไกการควบคุมความคิดเห็นด้วยวิธีนี้วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามารถให้แรงดันเอาต์พุตคงที่ภายใต้เงื่อนไขการโหลดที่แตกต่างกันเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานปกติของอุปกรณ์ขับเคลื่อน

วงจรเริ่มต้นของ LM317

รูปด้านล่างแสดงวงจรเริ่มต้นที่สร้างขึ้นโดยใช้ LM317ในช่วงเวลาของพลังงานเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าใน CE1 ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างกะทันหัน Q1 จึงอิ่มตัวและเปิดผ่านเอฟเฟกต์อคติของ R1 และ R2สถานะการนำไฟฟ้านี้ทำให้ RP1 สั้นลงทำให้ขั้วปรับของ LM317 ถึงพื้นในเวลานี้แรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟคือ 1.25Vเมื่อเวลาการชาร์จของ C2 เพิ่มขึ้นแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทจะค่อยๆเพิ่มขึ้นฟังก์ชั่นของ D1 คือการปล่อยประจุบน C2 อย่างรวดเร็วหลังจากปิดพลังงานเพื่อให้แน่ใจว่าการเริ่มต้นอ่อนสามารถทำได้ตามปกติเมื่อเปิดพลังงานในครั้งต่อไปนอกจากนี้ควรสังเกตว่าหากไม่ได้เชื่อมต่อ Q1 และ R2 แต่ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ขนาดใหญ่เชื่อมต่อแบบขนานกับปลายทั้งสองของ RP1

กระแสการทำงานที่มีเสถียรภาพขั้นต่ำของ LM317

บล็อกควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 มีกระแสการทำงานที่มีเสถียรภาพขั้นต่ำซึ่งบางครั้งเรียกว่ากระแสไฟขั้นต่ำหรือกระแสไฟฟ้าขั้นต่ำโดยทั่วไปค่าของกระแสไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพขั้นต่ำนี้อยู่ที่ประมาณ 1.5mAเนื่องจากความแตกต่างของผู้ผลิตและโมเดลของบล็อกควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 ค่าเฉพาะของกระแสไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพขั้นต่ำอาจแตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปจะไม่เกิน 5mAเมื่อกระแสเอาต์พุตของบล็อกควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 ต่ำกว่ากระแสไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพขั้นต่ำมันจะทำงานไม่ถูกต้องในทางตรงกันข้ามเมื่อกระแสไฟฟ้าส่งออกเกินขีด จำกัด นี้บล็อกควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 สามารถส่งออกแรงดันไฟฟ้า DC ที่เสถียร

เมื่อสร้างแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมตามบล็อกควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 (ดังแสดงในรูป) ให้แน่ใจว่าได้ให้ความสนใจกับกระแสการทำงานที่มีเสถียรภาพขั้นต่ำหากจุดนี้ถูกละเว้นปรากฏการณ์ที่ผิดปกติต่อไปนี้อาจเกิดขึ้นในแหล่งจ่ายไฟที่ควบคุมได้ที่เราผลิต

การคำนวณแรงดันเอาต์พุต LM317 และการเลือกตัวต้านทานแรงดันไฟฟ้าควบคุม

แรงดันเอาต์พุต VOUT ของ LM317 ถูกกำหนดร่วมกันโดยตัวต้านทาน R1 และ RP1สูตรเฉพาะคือ vout = 1.25 × (1+rp1/r1)เนื่องจากมีแรงดันคงที่ 1.25V ระหว่างเทอร์มินัล VOUT และเทอร์มินัล adj (เทอร์มินัลปรับ) ของ LM317 หากความต้านทานของ R1 ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงกระแสไหลผ่าน R1 จะเป็นค่าคงที่เนื่องจาก RP1 และ R1 เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมแรงดันเอาต์พุตสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยเพียงแค่ปรับความต้านทานของ RP1ควรสังเกตว่ากระแสการดำเนินงานของวงจรภายในของ LM317 นั้นเป็นเอาต์พุตจากเทอร์มินัล Vout และกระแสนี้อยู่ที่ประมาณ 5mAดังนั้นความต้านทานสูงสุดของ R1 ไม่ควรเกิน240Ωหากค่าของ R1 มีขนาดใหญ่เกินไปกระแสการทำงานของวงจรภายในของ LM317 จะไม่ถูกส่งออกอย่างสมบูรณ์ซึ่งจะทำให้แรงดันเอาต์พุตสูงและความเสถียรในการลดลงในการใช้งานจริงเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นควรเลือกตัวต้านทานฟิล์มโลหะที่มีความเสถียรของอุณหภูมิที่ดีสำหรับ R1หากความเสถียรของอุณหภูมิความต้านทานของ R1 ไม่ดีแรงดันเอาต์พุตของ LM317 อาจลอยอยู่

การจัดอันดับสูงสุดของ LM317

เหตุใดแรงดันเอาต์พุตของ LM317 จึงเปลี่ยนไปด้วยแรงดันไฟฟ้าอินพุต

แรงดันไฟฟ้าตกผ่าน LM317 จะถูกกำหนดโดยความต้านทานภายในและปริมาณของกระแสไหลผ่านความต้านทานภายในของ LM317 มักจะอยู่ระหว่าง 0.2 ถึง 0.6 โอห์มค่านี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับผู้ผลิตและอุปกรณ์เฉพาะเมื่อกระแสไหลผ่าน LM317 การลดลงของแรงดันไฟฟ้าจะเกิดขึ้นกับความต้านทานภายในซึ่งจะส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทนอกจากนี้แรงดันไฟฟ้าอินพุตของ LM317 จะส่งผลกระทบต่อแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตเพิ่มขึ้นแรงดันไฟฟ้าจะลดลงในความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นตามลำดับทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงในทางตรงกันข้ามหากแรงดันไฟฟ้าอินพุตลดลงแรงดันไฟฟ้าจะลดลงในความต้านทานภายในจะลดลงเช่นกันทำให้แรงดันเอาต์พุตเพิ่มขึ้นนอกเหนือจากแรงดันไฟฟ้าอินพุตแล้วแรงดันเอาต์พุตของ LM317 ยังได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความต้านทานภายในของ LM317 จะเพิ่มขึ้นซึ่งจะช่วยลดแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทในทางตรงกันข้ามเมื่ออุณหภูมิลดลงความต้านทานภายในของ LM317 จะลดลงซึ่งจะเป็นการเพิ่มแรงดันเอาต์พุต

ผลของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตต่อแรงดันเอาต์พุตของ LM317 สามารถลดลงได้สองวิธีวิธีแรกคือการใช้เครื่องกำหนดเงื่อนไขpre-regulator เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่อยู่ก่อน LM317ฟังก์ชั่นของมันคือการให้แรงดันไฟฟ้าที่เสถียรแก่อินพุตของ LM317มีหลายประเภทของผู้จัด preergulators ซึ่งสามารถเป็นตัวควบคุมเชิงเส้น, การสลับหน่วยงานกำกับดูแลหรือไดโอดซีเนอร์ด้วยการจัดหาแรงดันไฟฟ้าที่มีการควบคุมให้กับ LM317 ทำให้ผู้ป่วยล่วงหน้าสามารถลดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อินพุตของ LM317เมื่อเลือกผู้ควบคุมก่อนเราต้องทำการจับคู่ที่เหมาะสมตามช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตของ LM317 และแรงดันเอาต์พุตที่คาดหวังวิธีที่สองคือการใช้ตัวเก็บประจุบายพาสตัวเก็บประจุบายพาสเชื่อมต่อระหว่างอินพุตและเอาต์พุตของ LM317 และทำหน้าที่เป็นตัวกรองผ่านผ่านมันสามารถกรองเสียงรบกวนความถี่สูงและการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าซึ่งจะส่งผลกระทบต่อแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทของ LM317ตัวเก็บประจุบายพาสให้เส้นทางความต้านทานต่ำสำหรับสัญญาณความถี่สูงป้องกันการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าจากการกระทำโดยตรงบน LM317เมื่อเลือกค่าของตัวเก็บประจุบายพาสเราจำเป็นต้องพิจารณาระลอกคลื่นของแรงดันไฟฟ้าอินพุตและขนาดของกระแสเอาต์พุตโดยทั่วไปค่าทั่วไปของตัวเก็บประจุบายพาสอยู่ระหว่าง 1UF และ 10UF

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. LM317 เป็นแอมป์ OP หรือไม่?

LM 317 เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าบวกแบบปรับเทอร์มินัลสามตัวและไม่ใช่แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการและเอาต์พุตขั้นต่ำคือ 1.2 โวลต์

2. ใช้ LM317 อะไร?

LM317 ให้บริการแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายรวมถึงท้องถิ่นในการควบคุมการ์ดอุปกรณ์นี้ยังสามารถใช้เพื่อสร้างตัวควบคุมเอาต์พุตที่ตั้งโปรแกรมได้หรือโดยการเชื่อมต่อตัวต้านทานคงที่ระหว่างการปรับและเอาต์พุต LM317 สามารถใช้เป็นตัวควบคุมกระแสไฟฟ้าที่แม่นยำ

3. LM317 เป็น LDO หรือไม่?

ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น LM317 LM317 Low (LDO) เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LDO บวก 3-terminal ที่สามารถปรับได้ที่สามารถจัดหาได้มากกว่า 1.5 A มากกว่าช่วงแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุท 1.2 V ถึง 37 V. การควบคุมแรงดันไฟฟ้านี้ใช้งานง่ายมีตัวต้านทานภายนอกเพียงสองตัวเท่านั้นที่จะตั้งค่าแรงดันเอาต์พุต

4. ความแตกต่างระหว่าง LM1117 และ LM317 แตกต่างกันอย่างไร

ความแตกต่างที่สำคัญคือแรงดันกลางคันมันคือ 1.2V สำหรับ LM1117 และประมาณ 3V สำหรับ LM317 ดังนั้นจึงขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ให้อำนาจหน่วยควบคุมว่าคุณสามารถใช้งานได้LM1117 จะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 4.5V (อนุญาตให้ดำเนินการจากอุปทาน 5V มาตรฐาน)