Інтегральний стабілізатор напруги lm317
Інтегральний стабілізатор напруги LM-317
Часом стабілізований джерело живлення з регульованим вихідним напругою буває, ох, як, необхідний. Коло, що вирішуються таким стабілізатором проблем, - досить широкий: тут і харчування напругою 3 ... 9 В різних дисководів, камкодеров, побутової техніки та ін. Від, наприклад, автомобільної акумуляторної батареї напругою 12 ... 15 В. На ділі, стабілізатор може бути встановлений на будь-яка напруга від 3 до 38 В. у цій статті не дається докладних рецептів для кожного випадку застосування - інформація узагальнена, але наведене потрібно мати на увазі, застосовуючи інтегральний стабілізатор LM-317.
Вхідна напруга і потужність розсіювання
Вхідна напруга для інтегрального стабілізатора (ІС) має бути мінімум на 2 В більше вихідного і не перевищувати 40 В. ІС LM-317 розрахована на нормальну оптимальну (довготривалу) експлуатацію при струмі в 1,5 А (для корпусу ТО-220, показаного на малюнку). Потужність розсіювання, що виділяється у вигляді тепла, може обмежити вихідний струм до меншого значення (якщо немає ефективного тепловідведення - UA9LAQ). Розсіюється на ІС потужність може бути розрахована як різниця між вхідним і вихідним напругами ІС в вольтах, помножена на вихідний струм стабілізатора в амперах. Максимальна дозволена розсіювання потужності при кімнатній температурі <+30º C составляет примерно 1,5 Вт. (Я рекомендую применять ИС при меньшем токе или использовать радиатор). Если используется достаточно массивный радиатор, способный снижать температуру “язычка” ИС до +60º С, то ИС может рассеивать мощность до 20 Вт.
Якщо використовується радіатор, то не забудьте ізолювати "язичок" ІС або радіатор цілком від шасі ( "землі", загального проводу). Доброю практикою є і використання теплопровідних пасти (КПТ), яка поміщається між металевим "язичком" ІС LM-317 і теплоотводом. Приклад: вхідна напруга ІС становить 24 В, а вихідна - 9 В, різниця становить 15 В. Якщо струм, споживаний від стабілізатора складає 0,1 А, то розсіює потужність складе: 15 В х 0,1 А = 1,5 Вт. В цьому випадку, невеликий радіатор ІС не завадить.
Вибираємо опору резисторів
Для правильної роботи ІС сума опорів резисторів R1 і R3 повинна мати таке значення, яке б забезпечувало струм приблизно 8 мА (0,008 А) при необхідному вихідному стабілізованому напрузі (Vo). Розділіть величину необхідного вихідного напруги Vo на 0,008, щоб отримати сумарний номінал резисторів R1, R2 і R3. Цей номінал не надто критичний і забезпечить (при наведеному розрахунку) максимальне значення опорів резисторів. Значення струму в 8 мА (0,008 А) - ідеально, але може бути і вище (наприклад, 10 мА), якщо необхідно узгодити цей струм з наявними в наявності номіналами резисторів.
R1 + R2 + R3 = Vo / 0.008
Значення опору потенціометра (R2) залежить від бажаного діапазону вихідних напруг стабілізатора. Найчастіше, опір потенціометра становить 10% від суми опорів резисторів R1 і R2. Оскільки, наведена тут інформація носить узагальнений характер, то опір потенціометра і постійних резисторів може бути уточнено експериментально. Вихідна напруга стабілізатора (Vo) є функція від співвідношення опорів резисторів R1 і R3. Змінний резистор R2 використовується для установки бажаного вихідного напруги стабілізації. Щоб розрахувати приблизні значення опорів резисторів R1 і R3, скористайтеся формулою: Vo = 1.25 (1 + R1 / R3). Стандартні значення ряду опорів резисторів можна використовувати в стабілізаторі з фіксованою вихідною напругою або з перемиканням напруги ступенями. Слід користуватися номіналами резисторів, найближчими до розрахункових. За допомогою R2 проводиться точна установка вихідної напруги (точного співвідношення опорів) стабілізатора. При великому діапазоні установки вихідної напруги, відповідно, збільшується опір потенціометра і зменшуються на цю ж величину опору постійних резисторів.
Розташування деталей некритично, але для гарної температурної стабільності, необхідно застосовувати відповідні типи резисторів. Також намагайтеся розташовувати їх якомога далі від джерел тепла. Загальна стабільність вихідної напруги складається з багатьох змінних, але, як правило, не перевищує 0,25% (від величини вихідної напруги - UA9LAQ) після прогріву.
Захист і стабілізація
Діод D1 і конденсатор С2 можуть бути відсутні. Діод захищає мікросхему від зворотних напруг, які можуть виникати в деяких електронних схемах. Конденсатор С2 трохи уповільнює реакцію мікросхеми на зміни напруги, але і зменшує можливість наведень, при розташуванні стабілізатора в місцях з сильними електромагнітними полями. Для спрощення схеми, резистор R2 може бути вилучений, при цьому, резистор R1 з'єднується безпосередньо з R3, а точка їх з'єднання підключається до керуючого електрода LM-317. Постійні резистори стандартних номіналів, однак, обмежують можливості ІС.
Специфікація на деталі + номер за прейскурантом
LM317 (LM317AT-ND), стабілізатор з регульованим вихідним напругою в ланцюзі позитивного полюса (розташування висновків дивіться на малюнку) - PT # 92448-ND
D1 - 1N4002, 1 A, 200 В, (слідкуйте за правильністю полярності при установці) - PT # 1N4002GICT-ND
R1, R3 - Точні значення опорів можуть бути отримані розрахунковим шляхом. Для більшої стабільності використані прецизійні дротові резистори. Якщо точність і стабільність одержуваного напруги Вас задовольняють, можна використовувати резистори інших типів. - PT # SC1A (номінал) -ND або SC3D (номінал) -ND.
R2 - підлаштування резистор, наприклад, типу Bourns 3059P, номінал залежить від діапазону перебудови і величини вихідної напруги Vo (див. Розрахунок). - PT # 3059P (номінал) -ND. Примітка: як змінного резистора можна застосувати і недорогі їх типи з невеликою втратою в стабільності і зручності настройки.
C1 - 0,1 мкФ, 50 В мінімально, монолітний керамічний - PT # P4887-ND
C2 - 220 пФ, 50 В мінімально, монолітний керамічний - PT # P4804-ND
C3 - 2,2 мкФ, 50 В оксидний (слідкуйте за правильністю полярності при установці) - PT # P6790-ND
Стеклотекстолитовую плата з отворами (PerfBoard) - може бути придбана в Digi-Key. Manufacturers: Vector Co. або Keystone. Розмір плати 4.5 x 6.5 дюймів (можна розмістити 3 і більше стабілізаторів) - PT # V1043.
Радіатор: хорошим джерелом радіаторів є "здохлим" комп'ютерний монітор. Digi-Key також поставляє литі радіатори Aavid. Розмір радіаторів залежить від нагрівання ІС, струму навантаження і температури всередині корпусу БП з ІС. У тих же виробників можна "розжитися" теплопровідної пастою.