Circuito lm317 de conexão paralela. Regulador de tensão LM317

LM317 é um IC de baixo custo Regulador de voltagem Com proteção integrada contra curto-circuito de saída e proteção contra superaquecimento, o LM317 pode ser transformado em um regulador de tensão CC linear fácil de montar que pode ajustável. Tais microcircuitos vêm em diferentes casos, por exemplo, em TO-220 ou TO-92. Se o caso for TO-92, as duas últimas letras do nome serão LZ, ou seja, então: LM317LZ, as pinagens deste microcircuito em casos diferentes são diferentes, então você precisa ter mais cuidado, também existem esses microcircuitos em casos smd. Você pode solicitar LM317LZ a granel em um pequeno lote no link: LM317LZ (10 unidades), LM317T no link: LM317T (10 unidades). Considere o circuito estabilizador:

Figura 1 - Regulador de tensão DC no chip LM317LZ

Figura 2 - Regulador de tensão DC no chip LM317LZ

Figura 3 - Princípio de funcionamento do estabilizador linear

Referências de componentes (ou folhas de dados) são essenciais
no desenvolvimento de circuitos eletrônicos. No entanto, eles têm uma característica, mas desagradável.
O fato é que a documentação de qualquer componente eletrônico (por exemplo, um microcircuito)
deve estar sempre pronto antes que este chip seja lançado.
Como resultado, temos uma situação em que os microcircuitos já estão à venda,
e ainda assim nem um único produto baseado neles foi criado.
E, portanto, todas as recomendações e especialmente os esquemas de aplicação indicados nas fichas técnicas,
são de natureza teórica e recomendatória.
Estes circuitos demonstram principalmente os princípios de funcionamento dos componentes eletrônicos,
mas não foram testados na prática e, portanto, não devem ser levados cegamente em consideração
durante o desenvolvimento.
Este é um estado de coisas normal e lógico, mesmo que apenas ao longo do tempo e conforme
acumulando experiência, alterações e acréscimos são feitos na documentação.
A prática mostra o contrário - na maioria dos casos, todas as soluções de circuito,
dados na ficha técnica permanecem no nível teórico.
E, infelizmente, muitas vezes não se trata apenas de teorias, mas de erros crassos.
E ainda mais lamentável é a discrepância entre o real (e o mais importante)
parâmetros do chip indicados na documentação.

Como um exemplo típico de tais folhas de dados, aqui está um guia para o LM317,-
regulador de tensão ajustável de três pinos, que, aliás, está disponível
já tem 20 anos e os esquemas e dados da sua ficha técnica continuam os mesmos ...

Assim, as deficiências do LM317, como microcircuitos e erros nas recomendações para seu uso.

1. Diodos de proteção.
Os diodos D1 e D2 servem para proteger o regulador, -
D1 para proteção contra curto-circuito de entrada e D2 para proteção contra descarga excessiva
capacitor C2 “através da baixa impedância de saída do regulador” (citação).
Na verdade, o diodo D1 não é necessário, pois nunca há uma situação em que
A tensão na entrada do regulador é menor que a tensão na saída.
Portanto, o diodo D1 nunca abre e, portanto, não protege o regulador.
Exceto, é claro, no caso de curto-circuito na entrada. Mas esta é uma situação irrealista.
O diodo D2 pode abrir, é claro, mas o capacitor C2 descarrega perfeitamente
e sem ele, através dos resistores R2 e R1 e através da resistência de carga.
E de alguma forma não há necessidade de descarregá-lo especificamente.
Além disso, a menção na Ficha Técnica de “descarga C2 pela saída do regulador”
nada mais que um erro, pois, conforme o circuito do estágio de saída do regulador -
Este é um seguidor de emissor.
E o capacitor C2 simplesmente não pode ser descarregado pela saída do regulador.

2. Agora - sobre o mais desagradável, ou seja, a discrepância entre o real
características elétricas declarado.

As folhas de dados de todos os fabricantes possuem um parâmetro de corrente do pino de ajuste
(corrente na entrada de sintonia). O parâmetro é muito interessante e importante, determinando,
em particular, o valor máximo do resistor no circuito de entrada Adj.
Bem como o valor do capacitor C2. A corrente típica declarada Adj é 50 μA.
O que é muito impressionante e seria totalmente adequado para mim como engenheiro de circuitos.
Se de fato não fosse 10 vezes maior, ou seja, 500 uA.

Esta é uma discrepância real, testada em chips de diferentes fabricantes.
e por muitos anos.
E tudo começou com perplexidade - por que existe um divisor de baixa resistência na saída de todos os circuitos?
E é por isso que é de baixa resistência, porque senão é impossível chegar à saída do LM317
nível mínimo de tensão.

O mais interessante é que na técnica de medição da corrente Adj, o divisor de baixa resistência
a saída também está presente. O que na verdade significa que este divisor está ligado
em paralelo com o eletrodo Adj.
Somente com uma abordagem tão astuta é possível “encaixar-se” na estrutura de um valor típico de 50 μA.
Mas isso é bastante elegante, mas um truque. “Condições Especiais de Medição”.

Entendo que é muito difícil conseguir uma corrente estável com o valor declarado de 50 μA.
Portanto, não escreva tília na folha de dados. Caso contrário, é uma fraude do comprador. E a honestidade é a melhor política.

3. Mais sobre o que é mais desagradável.

O Datasheet LM317 possui um parâmetro Regulagem de Linha que define
faixa de tensão operacional. E a faixa indicada ainda não é ruim - de 3 a 40 volts.
Aqui está apenas um pequeno, MAS...
O interior do LM317 contém um regulador de corrente que utiliza
um diodo zener para uma tensão de 6,3 V.
Portanto, a regulação eficaz começa com uma tensão de entrada-saída de 7 Volts.
Além disso, o estágio de saída do LM317 é Transistor NPN incluído no esquema
seguidor de emissor. E no “acúmulo” ele tem os mesmos repetidores.
Portanto, a operação eficiente do LM317 com tensão de 3 V não é possível.

4. Sobre circuitos que prometem obter tensão ajustável de zero Volt na saída do LM317.

O valor mínimo de tensão na saída do LM317 é 1,25 V.
Seria possível obter ainda menos se não fosse o circuito de proteção integrado contra
curto-circuito na saída. Não é o melhor plano, para dizer o mínimo...
Em outros microcircuitos, o circuito de proteção contra curto-circuito é acionado quando a corrente de carga é excedida.
E no LM317 - quando a tensão de saída cai abaixo de 1,25 V. Simples e de bom gosto -
o transistor fechou-se com uma tensão base-emissor abaixo de 1,25 V e pronto.
É por isso que todos os esquemas de aplicação que prometem obter a saída
Tensão ajustável LM317, começando em zero volts - não funciona.
Todos esses circuitos sugerem conectar o pino Adj através de um resistor à fonte
tensão negativa.
Mas já quando a tensão entre a saída e o contato Adj é inferior a 1,25 V
o circuito de proteção contra curto-circuito funcionará.
Todos esses esquemas são pura fantasia teórica. Seus autores não sabem como funciona o LM317.

5. O método de proteção contra curto-circuito de saída usado no LM317 também impõe
restrições conhecidas ao lançamento do regulador - em alguns casos, o lançamento será difícil,
uma vez que não é possível distinguir entre o modo de curto-circuito e o modo normal,
quando o capacitor de saída ainda não está carregado.

6. As recomendações para classificações de capacitores na saída do LM317 são muito impressionantes, -
esta faixa é de 10 a 1000 uF. O que em combinação com o valor da resistência de saída
um regulador da ordem de um milésimo de ohm é um absurdo completo.
Até os alunos sabem que o capacitor na entrada do estabilizador é essencial,
para dizer o mínimo, mais eficaz do que a saída.

7. Sobre o princípio de regulação da tensão de saída do LM317.

O LM317 é um amplificador operacional no qual a regulação
a tensão de saída é realizada na entrada NÃO inversora Adj.
Em outras palavras, através do Circuito de Feedback Positivo (PIC).

Por que isso é ruim? E o fato de que toda interferência da saída do regulador através da entrada Adj passa dentro do LM317,
e depois de volta para carregar. É bom que o coeficiente de transmissão ao longo do circuito PIC seja menor que um ...
E então teríamos um autogerador.
E não é surpreendente a este respeito que seja recomendado colocar um capacitor C2 no circuito Adj.
Pelo menos de alguma forma filtre a interferência e aumente a resistência à autoexcitação.

Também é muito interessante que no circuito POS, dentro do LM317,
Existe um capacitor de 30pF. O que aumenta o nível de ondulação na carga com o aumento da frequência.
É verdade que isso é mostrado honestamente no gráfico de rejeição de ondulação. Mas por que esse capacitor?
Seria muito útil se a regulação fosse realizada ao longo da cadeia
avaliação negativa. E no valor do POS só piora a estabilidade.

Aliás, com o próprio conceito de Rejeição de Ripple, nem tudo está “de acordo com conceitos”.
No sentido convencional, este valor significa quão bem o regulador
filtra a ondulação do INPUT.
E para o LM317, na verdade significa o grau de sua própria inferioridade
e mostra quão bem o LM317 combate as ondulações, o que por si só
tira-o da saída e novamente o leva para dentro de si.
Em outros reguladores, a regulação é realizada ao longo da cadeia
Feedback negativo, que maximiza todos os parâmetros.

8. Sobre a corrente de carga mínima para LM317.

A folha de dados especifica uma corrente de carga mínima de 3,5 mA.
Com uma corrente mais baixa, o LM317 fica inoperante.
Uma característica muito estranha para um estabilizador de tensão.
Então, é necessário monitorar não só a corrente máxima de carga, mas também a mínima?
Isto também significa que com uma corrente de carga de 3,5 mA, a eficiência do regulador não excede 50%.
Muito obrigado desenvolvedores...

1. As recomendações para o uso de diodos de proteção para o LM317 são de caráter teórico geral e consideram situações que não acontecem na prática.
E, como se propõe o uso de diodos Schottky potentes como diodos de proteção, chegamos a uma situação em que o custo da proteção (desnecessária) excede o preço do próprio LM317.

2. No Datasheets LM317 o parâmetro da entrada de corrente Adj está incorreto.
É medido em condições "especiais" ao conectar um divisor de saída de baixa resistência.
Este método de medição não corresponde ao conceito geralmente aceito de “corrente de entrada” e mostra a incapacidade de atingir os parâmetros especificados durante a fabricação do LM317.
E também é um engano do comprador.

3. O parâmetro Regulação de Linha é especificado em uma faixa de 3 a 40 Volts.
Em alguns circuitos de aplicação, o LM317 “funciona” com uma tensão de entrada-saída de até dois volts.
Na verdade, a faixa de regulação efetiva é de 7 a 40 Volts.

4. Todos os circuitos receptores na saída do LM317 tensão ajustável, a partir de zero volts, são praticamente inoperantes.

5. O método de proteção contra curto-circuito LM317 às vezes é usado na prática.
É simples, mas não é o melhor. Em alguns casos, o início do regulador será impossível.

7. O LM317 implementa um princípio falho de regulação da tensão de saída, -
através de um ciclo de feedback positivo. Deveria ser pior, mas em lugar nenhum.

8. A limitação da corrente de carga mínima indica um projeto de circuito deficiente do LM317 e limita claramente seus casos de uso.

Resumindo todas as deficiências do LM317, podemos fazer recomendações:

a) Para estabilizar tensões constantes "típicas" de 5, 6, 9, 12, 15, 18, 24 V, é aconselhável utilizar estabilizadores de três pinos da série 78xx, e não LM317.

b) Para construir reguladores de tensão realmente eficazes, você deve usar microcircuitos como LP2950, ​​​​LP2951, capazes de operar com uma tensão de entrada-saída inferior a 400 milivolts.
Combinado com transistores poderosos quando necessário.
Os mesmos microcircuitos funcionam efetivamente como estabilizadores de corrente.

c) Na maioria dos casos, um amplificador operacional, um diodo zener e um transistor poderoso (especialmente um efeito de campo) darão muito melhores opções do que LM317.
E certamente - o melhor ajuste, bem como a mais ampla gama de tipos e valores de resistores e capacitores.

G). E não confie cegamente nas planilhas de dados.
Quaisquer microcircuitos são feitos e, caracteristicamente, vendidos por pessoas...

O LM317 está mais adequado do que nunca para o projeto de fontes reguladas simples e, para equipamentos eletrônicos, com diversas características de saída, tanto com tensão de saída regulada quanto com uma determinada tensão e atual cargas.

Para facilitar o cálculo dos parâmetros de saída necessários, existe uma calculadora LM317 especializada, que pode ser baixada no link no final do artigo junto com a ficha técnica do LM317.

Especificações do estabilizador LM317:

• Fornecendo tensão de saída de 1,2 a 37 V.
• Corrente de carga de até 1,5 A.
• A presença de proteção contra um possível curto-circuito.
• Proteção confiável do microcircuito contra superaquecimento.
• Erro de tensão de saída 0,1%.

Este circuito integrado barato está disponível nos pacotes TO-220, ISOWATT220, TO-3 e D2PAK.

A finalidade dos pinos do microcircuito:

Calculadora on-line LM317

Abaixo está calculadora on-line para calcular o regulador de tensão com base no LM317. No primeiro caso, com base na tensão de saída necessária e na resistência do resistor R1, o resistor R2 é calculado. No segundo caso, conhecendo as resistências de ambos os resistores (R1 e R2), é possível calcular a tensão na saída do estabilizador.

Veja a calculadora para calcular o estabilizador de corrente no LM317.

Exemplos de aplicação do estabilizador LM317 (diagramas de ligação)

estabilizador de corrente

O estabilizador de corrente pode ser usado em vários esquemas carregadores Para baterias ou regulamentado fontes de energia. O circuito do carregador padrão é mostrado abaixo.

Neste circuito de comutação, é utilizado o método de carregamento por corrente contínua. Como pode ser visto no diagrama, a corrente de carga depende da resistência do resistor R1. O valor desta resistência está na faixa de 0,8 ohms a 120 ohms, o que corresponde a corrente de carga 10 mA a 1,56 A:

Fonte de alimentação de 5 Volts com comutação eletrônica

Abaixo está um diagrama de uma fonte de alimentação de 15 volts com partida suave. A suavidade necessária para ligar o estabilizador é definida pela capacitância do capacitor C2:

Circuito de comutação com saída ajustável tensão

Recentemente, o interesse em circuitos estabilizadores de corrente cresceu significativamente. E, em primeiro lugar, isso se deve às posições de liderança das fontes de iluminação artificial baseadas em LEDs, para as quais é vital ponto importanteé precisamente uma fonte de corrente estável. O estabilizador de corrente mais simples, mais barato, mas ao mesmo tempo poderoso e confiável, pode ser construído com base em um dos circuitos integrados (IM): lm317, lm338 ou lm350.

Folha de dados para lm317, lm350, lm338

Antes de prosseguir diretamente para os esquemas, considere os recursos e especificações os estabilizadores lineares integrados (LIS) acima mencionados.

Todos os três IMs têm uma arquitetura semelhante e são projetados para construir circuitos estabilizadores de corrente ou tensão não complexos, incluindo aqueles usados ​​​​com LEDs. As diferenças entre os microcircuitos estão nos parâmetros técnicos, que são apresentados na tabela comparativa a seguir.

* - depende do fabricante do IM.

Todos os três microcircuitos possuem proteção integrada contra superaquecimento, sobrecarga e possível curto-circuito.

Os estabilizadores integrados (CIs) são produzidos em um pacote monolítico de diversas opções, sendo a mais comum o TO-220. O microcircuito possui três saídas:

1. AJUSTAR. Saída para definir (ajustar) a tensão de saída. No modo de estabilização de corrente, está conectado ao positivo do contato de saída.
2. SAÍDA. Saída com baixa resistência interna para formar a tensão de saída.
3. ENTRADA. Saída para tensão de alimentação.

Esquemas e cálculos

Os ICs são mais amplamente utilizados em fontes de alimentação LED. Considere o circuito estabilizador de corrente (driver) mais simples, consistindo de apenas dois componentes: um microcircuito e um resistor.
A tensão da fonte de alimentação é aplicada à entrada do IM, o contato de controle é conectado à saída através de um resistor (R) e o contato de saída do microcircuito é conectado ao ânodo do LED.

Se considerarmos o IM mais popular, Lm317t, então a resistência do resistor é calculada pela fórmula: R = 1,25 / I 0 (1), onde I 0 é a corrente de saída do estabilizador, cujo valor é regulado pelos dados do passaporte no LM317 e deve estar na faixa de 0,01 -1,5 A. Segue-se que a resistência do resistor pode estar na faixa de 0,8-120 ohms. A potência dissipada no resistor é calculada pela fórmula: P R \u003d I 0 2 ×R (2). A inclusão e os cálculos do IM lm350, lm338 são completamente semelhantes.

Os dados calculados obtidos para o resistor são arredondados, de acordo com a faixa nominal.

Os resistores fixos são fabricados com pequena variação no valor da resistência, portanto nem sempre é possível obter o valor desejado da corrente de saída. Para este propósito, um resistor de sintonia adicional com a potência apropriada é instalado no circuito.
Isso aumenta um pouco o preço do conjunto regulador, mas garante que seja recebida a corrente necessária para alimentar o LED. Quando a corrente de saída estabiliza mais de 20% do valor máximo, muito calor é gerado no microcircuito, por isso deve ser equipado com um radiador.

Calculadora online lm317, lm350 e lm338

O estabilizador de corrente para LEDs é usado em muitas luminárias. Como todos os diodos, os LEDs têm uma dependência não linear de volt-ampère. O que isso significa? Quando a tensão aumenta, a corrente lentamente começa a ganhar potência. E somente quando o valor limite é atingido, o brilho do LED fica saturado. Porém, se a corrente não parar de crescer, a lâmpada poderá queimar.

O correto funcionamento do LED só pode ser garantido por um estabilizador. Esta proteção também é necessária devido à variação nos limites de tensão do LED. Quando conectadas em paralelo, as lâmpadas podem simplesmente queimar, pois precisam passar uma quantidade de corrente inaceitável para elas.

Tipos de dispositivos estabilizadores

De acordo com o método de limitação da intensidade da corrente, distinguem-se dispositivos do tipo linear e de pulso.

Como a tensão no LED é um valor constante, os reguladores de corrente são frequentemente considerados reguladores de potência de LED. Na verdade, esta última é diretamente proporcional à variação da tensão, o que é típico de uma relação linear.

O regulador linear aquece quanto mais tensão é aplicada a ele. Esta é a sua principal deficiência. As vantagens deste design são devidas a:

• falta de interferência eletromagnética;
• simplicidade;
• baixo custo.

Dispositivos mais econômicos são estabilizadores baseados em um conversor de pulso. Nesse caso, a energia é bombeada em porções - conforme a necessidade do consumidor.

Diagramas de dispositivos de linha

A maioria o circuito mais simples estabilizador é um circuito baseado em LM317 para LED. Estes últimos são análogos a um diodo zener com uma certa corrente operacional que pode passar. Dada a baixa intensidade da corrente, você mesmo pode montar um dispositivo simples. O driver mais simples para lâmpadas e fitas LED é montado desta forma.

O chip LM317 tem sido um sucesso entre rádios amadores iniciantes há décadas devido à sua simplicidade e confiabilidade. Com base nele, você pode montar uma unidade de driver ajustável e outras fontes de alimentação. Isso exigirá vários componentes de rádio externos, o módulo funciona imediatamente, nenhuma configuração é necessária.

O estabilizador integrado LM317, como nenhum outro, é adequado para criar fontes de alimentação reguladas simples, para dispositivos eletrônicos com características diferentes, tanto com tensão de saída ajustável quanto com determinados parâmetros de carga.

O objetivo principal é a estabilização dos parâmetros fornecidos. O ajuste ocorre de forma linear, ao contrário dos conversores de pulso.

Os LM317 são produzidos em caixas monolíticas, feitas em diversas variações. O modelo mais comum TO-220 marcado como LM317T.

Cada saída do microcircuito tem sua finalidade:

• AJUSTAR. Entrada para regulação da tensão de saída.
• SAÍDA. Entrada para geração da tensão de saída.
• ENTRADA. Entrada para alimentação de tensão.

Indicadores técnicos do estabilizador:

• A tensão de saída está entre 1,2–37 V.
• Proteção contra sobrecarga e curto-circuito.
• Erro de tensão de saída 0,1%.
• Circuito de comutação com tensão de saída ajustável.

Dissipação de energia e tensão de entrada do dispositivo

A “barra” máxima da tensão de entrada não deve ser superior à especificada, e a mínima deve ser 2 V superior à tensão de saída desejada.

O microcircuito foi projetado para operação estável em correntes máximas de até 1,5 A. Este valor será menor se um bom dissipador de calor não for usado. A dissipação de energia máxima permitida sem este último é de aproximadamente 1,5 W a uma temperatura ambiente não mais que 30 0 C.

Ao instalar um microcircuito, é necessário isolar a caixa do radiador, por exemplo, usando uma junta de mica. Além disso, a dissipação de calor eficiente é obtida através do uso de pasta condutora de calor.

Pequena descrição

Descreva resumidamente as vantagens do módulo eletrônico LM317 usado em estabilizadores de corrente da seguinte forma:

• o brilho do fluxo luminoso é fornecido pela faixa de tensão de saída 1, - 37 V;
• os indicadores de saída do módulo não dependem da frequência de rotação do eixo do motor;
• manter a corrente de saída de até 1,5 A permite conectar vários receptores elétricos;
• o erro de flutuação dos parâmetros de saída é de 0,1% do valor nominal, o que é garantia de alta estabilidade;
• existe uma função de proteção para limitar a corrente e desligar em cascata em caso de superaquecimento;
• a carcaça do microcircuito substitui o aterramento, portanto, com fixação externa, o número de cabos de montagem é reduzido.

Esquemas de comutação

Sem dúvida, da maneira mais simples O limite de corrente para lâmpadas LED será a conexão em série de um resistor adicional. Mas esta ferramenta só é adequada para LEDs de baixa potência.

A fonte de alimentação estabilizada mais simples

Para fazer um estabilizador de corrente você precisará de:

• microchip LM317;
• resistor;
• ferramentas de montagem.

Montamos o modelo conforme esquema abaixo:

O módulo pode ser utilizado em circuitos de diferentes carregadores ou IS regulados.

Fonte de alimentação em um estabilizador integrado

Esta opção é mais prática. O LM317 limita o consumo de corrente, que é definido pelo resistor R.

Lembre-se que a corrente máxima necessária para acionar o LM317 é 1,5A com um bom dissipador de calor.

Esquema de um estabilizador com fonte de alimentação ajustável

Abaixo está um circuito com tensão de saída regulada de 1,2-30V / 1,5A.

A corrente alternada é convertida em corrente contínua por uma ponte retificadora (BR1). O capacitor C1 filtra a corrente de ondulação, C3 melhora a resposta transitória. Isto significa que o regulador de tensão pode funcionar perfeitamente sob CC em baixas frequências. A tensão de saída é ajustada pelo controle deslizante P1 de 1,2 volts a 30 V. A corrente de saída é de cerca de 1,5 A.

A seleção dos resistores de valor nominal para o estabilizador deve ser realizada de acordo com um cálculo preciso com tolerância (pequena). No entanto, a colocação arbitrária de resistores é permitida em placa de circuito, mas é aconselhável colocá-los longe do dissipador LM317 para melhor estabilidade.

Area de aplicação

O chip LM317 é uma excelente opção para uso no modo de estabilização dos principais indicadores técnicos. Caracteriza-se pela simplicidade de execução, custo barato e excelente desempenho. A única desvantagem é que o limite de tensão é de apenas 3 V. O gabinete estilo TO220 é um dos modelos mais acessíveis que dissipa o calor bastante bem.

O microcircuito é aplicável em dispositivos:

• estabilizador de corrente para LED (incluindo tiras de LED);
• Ajustável.

O circuito estabilizador baseado no LM317 é simples, barato e ao mesmo tempo confiável.