Рассмотрим популярный и надежный стабилизатор напряжения LM317. Эта микросхема широко применяется в любительских схемах благодаря простоте использования и отличным техническим характеристикам. Давайте подробно разберем, что из себя представляет LM317 и как его можно применить в различных проектах.
Немного истории
LM317 был разработан инженером Бобом Добкиным в 1976 году, когда он работал в компании "National Semiconductor". Этот чип сразу завоевал популярность среди радиолюбителей и до сих пор остается хитом в их среде. В чем же причина такого успеха?
- Простота использования. Для работы LM317 требуется минимум внешних компонентов.
- Надежность. Встроенные схемы защиты от перегрузок.
- Доступность и низкая цена.
LM317 линейно регулирует напряжение, что отличает его от импульсных стабилизаторов. Эта особенность делает работу схем на его основе предсказуемой и стабильной.
Принцип работы
В основе LM317 лежит простой принцип сравнения выходного напряжения с опорным значением 1.25 В. Если выходное напряжение падает ниже опорного, то усилительный каскад увеличивает его, и наоборот. Таким образом поддерживается стабильное значение.
На схеме ниже можно увидеть внутреннее устройство LM317:
Разберем по порядку ее основные функциональные блоки:
- Входное напряжение подается на контакт Vin.
- На выводе ADJ формируется опорное напряжение 1.25В с помощью делителя.
- Операционный усилитель сравнивает опорное и выходное напряжения.
- Выходной каскад регулирует выходное напряжение.
- Блок защиты от перегрева и короткого замыкания.
Технические характеристики LM317
Давайте теперь подробно рассмотрим основные технические характеристики этого стабилизатора напряжения:
| Максимальное входное напряжение | 40В |
| Диапазон выходных напряжений | 1.2-37В |
| Максимальный выходной ток | 1.5А |
| Опорное напряжение | 1.25В |
| Погрешность выходного напряжения | 0.1% |
| Рассеиваемая мощность | 20Вт |
| Рабочая температура | 0-125С |
Как видно, LM317 обладает широкими возможностями по регулировке напряжения и может работать с серьезными нагрузками. Обратите внимание, что максимальное выходное напряжение на 3В меньше входного из-за внутреннего устройства микросхемы.
Типы корпусов
LM317 выпускается в нескольких variant ax корпуса:
- TO-220 - стандартный вариант на 1.5A.
- TO-220FP - плоский корпус для монтажа на печатных платах.
- TO-3 - металлический корпус с большим радиатором для мощных схем.
- D2PAK - компактный пластиковый корпус.
Наиболее универсальным считается TO-220, подходящий как для монтажа на радиатор, так и в печатные платы. Остальные корпуса выбираются по требованиям к габаритам и мощности схемы.
Применение LM317
Теперь перейдем к более интересной части - рассмотрению типовых схем включения LM317. Этот стабилизатор широко используется для создания источников питания, зарядных устройств, светодиодных драйверов и других полезных устройств.
Простейшая схема
Начинающим советую начать с простейшей схемы включения LM317:
Здесь два резистора R1 и R2 образуют делитель напряжения, устанавливая выходное значение согласно формуле:
Увых = 1.25 * (1 + R2/R1)
Подбирая сопротивление R2, можно легко получить нужное напряжение на выходе стабилизатора.
Регулируемый блок питания
Для создания регулируемого блока питания достаточно установить вместо R2 переменный резистор. Тогда, вращая его, вы сможете плавно изменять выходное напряжение в диапазоне 1.2-37В. К такой схеме нужно добавить трансформатор и выпрямитель переменного тока.
Стабилизатор тока
Заменив резистивный делитель на датчик тока, получаем простой драйвер для мощных светодиодов. Выходной ток в нагрузке будет стабилен независимо от напряжения питания.
Зарядное устройство
Добавлением всего пары компонентов превращаем LM317 в полезный источник lm317 тока для зарядки аккумуляторов различных типов. Выходным напряжением и током легко управлять резисторами.
Это лишь некоторые примеры применения LM317, которых на самом деле великое множество. Данный стабилизатор - настоящая находка для любителей электронного творчества.
Советы по использованию
Чтобы LM317 надежно работал в ваших схемах, рекомендуется учесть несколько важных моментов.
Выбор корпуса и радиатора
При больших токах нагрузки следите за перегревом стабилизатора. В корпусе TO-220 может потребоваться дополнительный радиатор. TO-3 или D2PAK подойдут для мощных применений.
Входное и выходное напряжение
Не превышайте допустимых значений, иначе LM317 выйдет из строя. Входное напряжение должно превышать выходное не менее чем на 3 В.
Повышение максимального тока
Для токов свыше 1.5А подключите LM317 через транзистор или используйте несколько микросхем параллельно.
Температурный режим
Не эксплуатируйте стабилизатор на предельных температурах. Оптимальный рабочий диапазон от -20 до +60 градусов Цельсия.
Следуя этим простым рекомендациям, вы сможете использовать весь потенциал LM317 в своих проектах.
Аналоги и заменители
Если по каким-то причинам сложно найти или применить LM317, не отчаивайтесь. Существует множество полных аналогов этого стабилизатора от других производителей:
- KIA317, KA317 - аналоги от several x корейских компаний
- MC317, uA317 - от Microchip и Analog Devices
- LP317, NCV317 - от STMicroelectronics и ON Semiconductor
- AP317, ZX317 - от Diodes Inc. и некоторых китайских брендов
Все перечисленные микросхемы имеют такие же выводы и схемы включения, как оригинальный LM317. Поэтому вы легко сможете заменить их в своих проектах без переделок.
Где купить LM317
Благодаря широчайшей популярности, LM317 продается практически в любом магазине электронных компонентов.
Конечно, покупной LM317 не заменит удовольствия от самостоятельной сборки источника lm317. Но для быстрых экспериментов готовый стабилизатор - отличное решение.
LM317: выводы
Мы рассмотрели устройство, характеристики и применение стабилизатора напряжения LM317. Этот простой и надежный чип является настоящей находкой для радиолюбителей и конструкторов. С его помощью можно собрать множество полезных схем для своих проектов.
Я надеюсь, что статья была полезна и интересна для вас. Пользуйтесь рекомендациями, экспериментируйте и воплощайте свои идеи в жизнь.
