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Guía en profundidad para LM317: Comprensión de los reguladores de voltaje ajustable

LM317 es uno de los circuitos integrados de potencia más utilizados.No solo tiene la forma más simple de un circuito de regulador de voltaje de tres terminales fijo, sino que también tiene las características del voltaje de salida ajustable.Además, también tiene las ventajas de bajo ruido, amplio rango de regulación de voltaje, buen rendimiento de estabilización de voltaje y alta relación de supresión de ondas.En este artículo, discutiremos algunos puntos clave relacionados con LM317 para que pueda tener una comprensión profunda de este dispositivo.¡Así que comencemos!

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Introducción a LM317

El LM317 es un regulador de voltaje positivo ajustable de tres terminal IC del semiconductor nacional.El LM317 tiene un rango de voltaje de salida amplio de 1.2V a 37V y una corriente de carga de hasta 1.5a.El uso del LM317 es muy simple, lo que requiere solo dos resistencias externas para establecer el voltaje de salida deseado.Además, el LM317 ofrece una mejor linealidad y regulación de carga que los reguladores fijos estándar, y una variedad de circuitos de protección se integran en el LM317 para garantizar una operación estable y confiable, incluida la protección contra sobrecarga y la protección de zona segura.Normalmente, el LM317 no requiere condensadores externos, pero si la conexión desde el condensador de filtro de entrada a la entrada LM317 es de más de 6 pulgadas (aproximadamente 15 cm), se recomiendan condensadores externos.El uso de condensadores de salida también mejora la respuesta transitoria.Si usamos un condensador de filtro en el lado de ajuste, podemos obtener una relación de rechazo de ondulación mucho más alta que la de un regulador estándar de tres terminales.

El LM317 tiene varios usos especiales.Por ejemplo, al suspender el regulador a un voltaje más alto, el LM317 puede regular los voltajes de hasta varios cientos de voltios, siempre que la diferencia de voltaje de entrada o salida no exceda sus límites y que se eviten los circuitos cortos en las salidas.Además, podemos conectar el terminal de ajuste a un voltaje programable para la funcionalidad de salida de potencia programable.

Alternativas y equivalentes

• LM7905

• LM7809

• LM7912

• LT1086

La función del circuito estabilizador de la fuente de alimentación estabilizada de voltaje ajustable LM317

LM317 El circuito regulador de voltaje de voltaje ajustable es el papel principal del voltaje de entrada se convierte de forma estable al voltaje de salida requerido, para proporcionar una fuente de alimentación estable y confiable para el circuito o dispositivo.Específicamente, el papel del circuito del regulador de voltaje es el siguiente:

Proporcionar confiabilidad: el diseño de los circuitos de regulador de voltaje generalmente tiene en cuenta la protección excesiva, la protección de la sobre-temperatura, la protección del cortocircuito y otras funciones para garantizar el funcionamiento seguro de los circuitos y los equipos.Estos mecanismos de protección aseguran la confiabilidad y estabilidad de la fuente de alimentación regulada en situaciones inesperadas.

Ajuste el voltaje de salida: el circuito del regulador de voltaje permite al usuario ajustar el voltaje de salida según sea necesario para adaptarse a diferentes requisitos de circuito.Simplemente ajustando el potenciómetro o la resistencia, el voltaje de salida deseado se puede realizar dentro de un cierto rango.

Proteger los dispositivos de carga: un circuito del regulador de voltaje protege los dispositivos de carga de las variaciones de voltaje de entrada estabilizando el voltaje de salida.Puede resistir las fluctuaciones de potencia y la interferencia de ruido y evitar daños al equipo de carga causado por un voltaje demasiado alto o demasiado bajo.

Proporcione voltaje estable: el circuito del regulador de voltaje puede ajustar y estabilizar automáticamente el voltaje de salida de acuerdo con los cambios de voltaje de entrada y corriente de carga a través del mecanismo de control de retroalimentación.De esta manera, el circuito del regulador de voltaje puede proporcionar un voltaje de salida constante en diferentes condiciones de carga para garantizar el funcionamiento normal del equipo alimentado.

Circuito de arranque suave de LM317

La siguiente figura muestra un circuito de arranque suave construido con LM317.En el momento de encendido, dado que el voltaje en CE1 no puede cambiar repentinamente, Q1 está saturado y se enciende a través del efecto de sesgo de R1 y R2.Este estado de conducción hace que RP1 se acortera, lo que provoca el terminal de ajuste del LM317.En este momento, el voltaje de salida de la fuente de alimentación es de 1.25 V.A medida que aumenta el tiempo de carga de C2, el voltaje de salida aumentará gradualmente.La función de D1 es liberar rápidamente la carga en C2 después de que se apaga la potencia para garantizar que el inicio suave se pueda lograr normalmente cuando la potencia se enciende la próxima vez.Además, debe tenerse en cuenta que si Q1 y R2 no están conectados, pero un gran condensador electrolítico está conectado en paralelo a ambos extremos de RP1, el efecto de inicio suave también se puede lograr.

Corriente operativa mínima estable de LM317

El bloque de regulador de voltaje LM317 tiene una corriente de operación mínima estable, a veces también llamada corriente mínima de salida o corriente de descarga mínima.Típicamente, el valor de esta corriente operativa estable mínima es de aproximadamente 1,5 mA.Debido a las diferencias en los fabricantes y modelos del bloque de regulador de voltaje LM317, el valor específico de la corriente operativa mínima estable también puede ser diferente, pero generalmente no excede las 5 mA.Cuando la corriente de salida del bloque de regulador de voltaje LM317 es menor que su corriente de operación mínima estable, no funcionará correctamente.Por el contrario, cuando la corriente de salida excede este umbral, el bloque de regulador de voltaje LM317 puede emitir un voltaje de CC estable.

Al hacer una fuente de alimentación regulada basada en el bloque de regulador de voltaje LM317 (como se muestra en la figura), asegúrese de prestar atención a su corriente operativa mínima estable.Si se ignora este punto, pueden ocurrir los siguientes fenómenos anormales en la fuente de alimentación regulada que producimos.

Cálculo del voltaje de salida de LM317 y la selección de la resistencia de regulación de voltaje

El voto de voltaje de salida de LM317 está determinado conjuntamente por las resistencias R1 y RP1.La fórmula específica es Vout = 1.25 × (1+RP1/R1).Dado que hay un voltaje fijo de 1.25V entre el terminal VOUT y el terminal ADJ (terminal de ajuste) de LM317, si la resistencia de R1 permanece sin cambios, la corriente que fluye a través de R1 será un valor constante.Dado que RP1 y R1 están conectados en serie, el voltaje de salida se puede cambiar simplemente ajustando la resistencia de RP1.Cabe señalar que la corriente de funcionamiento del circuito interno de LM317 se emite desde el terminal VOUT, y esta corriente es de aproximadamente 5 mA.Por lo tanto, la resistencia máxima de R1 no debe exceder los 240Ω.Si el valor de R1 es demasiado grande, la corriente de funcionamiento del circuito interno de LM317 no se puede salir completamente, lo que hará que el voltaje de salida sea alto y la estabilidad disminuya.En aplicaciones prácticas, para obtener un mejor rendimiento, es mejor elegir una resistencia de película de metal con buena estabilidad de temperatura para R1.Si la estabilidad de la temperatura de resistencia de R1 no es buena, el voltaje de salida de LM317 puede deriva.

Calificaciones máximas absolutas de LM317

¿Por qué cambia el voltaje de salida de LM317 con el voltaje de entrada?

La caída de voltaje a través del LM317 está determinada por su resistencia interna y la cantidad de corriente que fluye a través de ella.La resistencia interna del LM317 es típicamente entre 0.2 y 0.6 ohmios, este valor variará según el fabricante y el dispositivo específico.Cuando la corriente fluye a través de LM317, se producirá una caída de voltaje en su resistencia interna, lo que afectará el voltaje de salida.Además, el voltaje de entrada de LM317 también afectará su voltaje de salida.Específicamente, a medida que aumenta el voltaje de entrada, la caída de voltaje a través de la resistencia interna aumentará en consecuencia, lo que resulta en una disminución en el voltaje de salida.Por el contrario, si el voltaje de entrada disminuye, la caída de voltaje a través de la resistencia interna también disminuirá, lo que provocará que el voltaje de salida aumente.Además del voltaje de entrada, el voltaje de salida del LM317 también se ve afectado por los cambios de temperatura.A medida que aumenta la temperatura, aumenta la resistencia interna del LM317, lo que reduce su voltaje de salida.Por el contrario, cuando la temperatura disminuye, la resistencia interna de LM317 disminuirá, aumentando así su voltaje de salida.

El efecto de los cambios de voltaje de entrada en el voltaje de salida del LM317 puede minimizarse mediante dos métodos.El primer método es usar un preacondicionador.El pre-regulador es un regulador de voltaje ubicado antes del LM317.Su función es proporcionar un voltaje estable a la entrada del LM317.Hay muchos tipos de prerreguladores, que pueden ser reguladores lineales, reguladores de conmutación o diodos Zener.Al proporcionar un voltaje regulado al LM317, el prerregulador puede reducir efectivamente las fluctuaciones de voltaje en la entrada del LM317.Al seleccionar un prerregulador, necesitamos hacer una coincidencia razonable basada en el rango de voltaje de entrada del LM317 y el voltaje de salida esperado.El segundo método es usar un condensador de derivación.El condensador de derivación está conectado entre la entrada y la salida del LM317 y actúa como un filtro de paso bajo.Puede filtrar efectivamente los cambios de ruido y voltaje de alta frecuencia, lo que afectará el voltaje de salida de LM317.El condensador de derivación proporciona una ruta de baja impedancia para señales de alta frecuencia, evitando que los cambios de voltaje actúen directamente en el LM317.Al seleccionar el valor del condensador de derivación, debemos considerar la ondulación del voltaje de entrada y el tamaño de la corriente de salida.Típicamente, el valor típico del condensador de derivación es entre 1UF y 10UF.

Preguntas frecuentes [Preguntas frecuentes]

1. ¿LM317 es un amplificador operacional?

LM 317 es un regulador de voltaje positivo ajustable terminal y no un amplificador operacional y la salida mínima es de 1.2 voltios.

2. ¿Para qué se usa un LM317?

El LM317 sirve una amplia variedad de aplicaciones, incluidas las regulaciones locales, en la tarjeta.Este dispositivo también se puede usar para hacer un regulador de salida programable, o conectando una resistencia fija entre el ajuste y la salida, el LM317 se puede usar como un regulador de corriente de precisión.

3. ¿LM317 es un LDO?

El regulador de voltaje lineal LM317 bajo abandono (LDO) es un regulador de voltaje LDO positivo de 3 terminales ajustable capaz de suministrar en exceso de 1.5 A en un rango de voltaje de salida de 1.2 V a 37 V. Este regulador de voltaje es excepcionalmente fácil de usar y requiere usar y requiereSolo dos resistencias externas para establecer el voltaje de salida.

4. ¿Cuál es la diferencia entre LM1117 y LM317?

La principal diferencia es el voltaje de abandono.Es 1.2V para el LM1117 y aproximadamente 3V para el LM317, por lo que depende del voltaje de suministro que alimente el regulador en cuanto a qué puede usar.El LM1117 requeriría un mínimo de 4.5V de voltaje de suministro (permitiendo la operación desde un suministro estándar de 5V).