LM317

LM317 är en populär justerbar positiv linjär spänningsregulator . Den designades av Bob Dobkin 1976 medan han arbetade på National Semiconductor .

LM337 är det negativa komplementet till LM317, som reglerar spänningar under en referens . Den designades av Bob Pease , som också arbetade för National Semiconductor .

Specifikationer

LM317 pinout visar dess konstanta spänningsreferens.

Symbol	Parameter	Värde	Enhet
V _ut	Utspänningsområde	1,25 – 37	V
V _in – V _ut	Spänningsskillnad	3 – 40	V
T _J	Driftövergångens temperaturområde	0 – 125	°C
I _O(MAX)	Maximal utström	1.5	A
I _L(MIN)	Minsta belastningsström	3,5 mA typiskt, 12 mA max
P _D	Effektförlust	Internt begränsad	W
R _θJA	Termiskt motstånd, koppling till omgivningen	80	°C/W
R _θJC	Termiskt motstånd, koppling till hölje	5	°C/W

Utan kylfläns med en omgivningstemperatur på 50 °C som en varm sommardag inuti en låda, en maximal effektförlust på (T _J_-TA ) /R _θJA = ((125-50)/80) = 0,98 W kan tillåtas. (En bit blank plåt av aluminium med måtten 6 x 6 cm och 1,5 mm tjock, ger en termisk resistans som tillåter 4,7 W värmeavledning).

I ett konstant spänningsläge med en inspänningskälla vid V _IN vid 34 V och en önskad utspänning på 5 V, blir den maximala utströmmen P _MAX / (V _I -V _O ) = 0,98 / (34-5) = 32 mA.

För ett konstant strömläge med en inspänningskälla vid V _IN vid 12 V och ett framåtspänningsfall på V _F =3,6 V, kommer den maximala utströmmen att vara P _MAX / (V _I - V _F ) = 0,98 / (12- 3,6) = 117 mA.

Drift

Som linjära regulatorer används LM317 och LM337 i DC till DC-omvandlarapplikationer .

Linjära regulatorer slösar i sig kraft; den förbrukade effekten är den passerade strömmen multiplicerat med spänningsskillnaden mellan ingång och utgång. En LM317 kräver vanligtvis en kylfläns för att förhindra att driftstemperaturen stiger för högt. För stora spänningsskillnader kan den effekt som går förlorad som värme i slutändan vara större än den som tillförs kretsen. Detta är avvägningen för att använda linjära regulatorer, som är ett enkelt sätt att ge en stabil spänning med få extra komponenter. Alternativet är att använda en omkopplingsspänningsregulator , vilket vanligtvis är mer effektivt, men har ett större fotavtryck och kräver ett större antal associerade komponenter.

I förpackningar med en värmeavledande monteringsflik, såsom TO-220 , är fliken ansluten internt till utgångsstiftet vilket kan göra det nödvändigt att elektriskt isolera fliken eller kylflänsen från andra delar av applikationskretsen. Om du inte gör detta kan kretsen kortslutas.

Spänningsregulator

Schematisk beskrivning av LM317 i en typisk spänningsregulatorkonfiguration, inklusive frånkopplingskondensatorer för att adressera ingångsbrus och utgångstransienter.

LM317 har tre stift: INput, OUTput och ADJustment. Internt har enheten en bandgap spänningsreferens som ger en stabil referensspänning på Vref ₌ 1,25 V följt av en återkopplingsstabiliserad förstärkare med en relativt hög utströmskapacitet. Hur justeringsstiftet ansluts bestämmer utspänningen enligt följande.

Om justeringsstiftet är anslutet till jord levererar utgångsstiftet en reglerad spänning på 1,25 V vid strömmar upp till max. Högre reglerade spänningar erhålls genom att ansluta justeringsstiftet till en resistiv spänningsdelare mellan utgång och jord. Sedan

V_{\mathrm {out} }=V_{\mathrm {ref} }\left(1+{\frac {R_{L} }{R_{H}}}\höger)

Vref är skillnaden i spänning mellan OUT-stiftet och ADJ-stiftet _. V _ref är typiskt 1,25 V under normal drift.

Eftersom en del viloström flyter från enhetens justeringsstift läggs en felterm till:

V_{\mathrm {out} }=V_{\mathrm {ref} }\left(1+{\frac {R_{L}}{R_{H}}}\right)+I_{Q}R_{L}

För att göra utsignalen mer stabil är enheten utformad för att hålla viloströmmen vid eller under 100µA, vilket gör det möjligt att ignorera feltermen i nästan alla praktiska fall.

Nuvarande regulator

En konstantströmkälla konstruerad med LM317

Enheten kan konfigureras för att reglera strömmen till en belastning, snarare än spänningen, genom att ersätta lågsidans motstånd på avdelaren med själva belastningen. Utströmmen är den som är resultatet av att referensspänningen sjunker över motståndet. Helst är detta:

I_{\mathrm {out} }={\frac {V_{\mathrm {ref} }}{R_{H}}}

Med hänsyn till viloström blir detta:

I_{\mathrm {out} }={\frac {V_{\mathrm {ref} }}{R_{H}}}+I_{Q }

LM317 kan också användas för att designa olika andra kretsar som 0 V till 30 V regulatorkrets, justerbar regulatorkrets med förbättrad rippelavvisning , precisionsströmbegränsarkrets, spårande förregulatorkrets, 1,25 V till 20 V regulatorkrets med minimal programström, justerbara flera on-card regulatorer med enkel kontroll, batteriladdarkrets, 50 mA konstantström batteriladdarkrets, långsam påslagning 15 V regulatorkrets, växelspänningsregulatorkrets, strömbegränsad 6 V laddarkrets, justerbar 4 V regulatorkrets, högströms justerbar regulatorkrets och många fler.

Jämfört med 78xx/79xx

LM317 är en justerbar analog till de populära 78xx fasta regulatorerna. Liksom LM317 är var och en av 78xx-regulatorerna utformade för att justera utspänningen tills den är någon fast spänning ovanför justeringsstiftet (som i det här fallet är märkt " jord ").

Mekanismen som används är tillräckligt lika för att en spänningsdelare kan användas på samma sätt som med LM317 och utgången följer samma formel, med regulatorns fasta spänning för Vref (t.ex. 5 V _för 7805). Dock är 78xx-enhetens viloström betydligt högre och mindre stabil. På grund av detta kan feltermen i formeln inte ignoreras och värdet på lågsidans motstånd blir mer kritiskt. Mer stabila justeringar kan göras genom att tillhandahålla en referensspänning som är mindre känslig än en resistiv delare för strömfluktuationer, såsom ett diodfall eller en spänningsbuffert . LM317 är utformad för att kompensera för dessa fluktuationer internt, vilket gör sådana åtgärder onödiga.

LM337 relaterar på samma sätt till de fasta 79xx -regulatorerna.

Andra källor från östblocket

LM317 har en östeuropeisk motsvarighet, B3170V, som tillverkades i Tyska demokratiska republiken (Östtyskland) av HFO (en del av Kombinat Mikroelektronik Erfurt ). Även i Sovjetunionen tillverkades och mest populära ICs K142EN12A och KR142EN12A. Dessa IC är funktionella analoger till LM317

Se även

externa länkar

Bandgap

Designen av band-gap referenskretsar: försök och vedermödor – Robert Pease , National Semiconductor (visar LM317 design i figur 4: LM117)
LM317 Bandgap Voltage Reference Exempel (ECE 327) – Kort förklaring av den temperaturoberoende bandgap-referenskretsen inom LM317.

Datablad / Databöcker

Voltage Regulator Databook (Historisk 1980) , National Semiconductor
LM317 (positiv) , LM350 (3 Amp) , Texas Instruments (TI förvärvade National Semiconductor)
LM317 (positiv) , LM350 (3 Amp) , ON Semiconductor
LM317 (positiv) , STMicroelectronics
LM337 (negativ) , Texas Instruments