Интегральные стабилизаторы серии 78xx прочно заняли сектор источников питания малой и средней мощности. Однако есть область, где их невозможно применить из-за дискретного набора выходных напряжений. Если требуемый уровень не попадает в существующий ряд, на помощь придут микросхемы серии LM317, в которую входит и линейный регулятор напряжения LM317T.
Особенности стабилизатора LM317T
Некоторые особенности микросхемы LM317T характерны для всей линейки LM317:
- пределы выходного напряжения от 1,25 до 37 вольт (определяются внешним делителем);
- точность стабилизации 0,1% во всем диапазоне входных напряжений и допустимых нагрузок;
- набор встроенных защит (защита от сверхтока, тепловая защита, защита от выхода за пределы безопасной рабочей зоны).
Отличительными особенностями LM317T внутри серии является исполнение в корпусе TO-220. Микросхема имеет три вывода:
- Вход (input).
- Выход (output).
- Настройка (adjust).
Этот корпус предназначен для установки на внешний теплоотвод (для этого имеется теплоотводящий лепесток с отверстием для крепления винтом). В этом случае микросхема способна отдавать максимальный ток в 1,5 ампера (этот параметр также можно считать особенностью интегрального стабилизатора) и рассеивать предельную мощность.
Теплоотводящий лепесток электрически соединен с выводом Output, поэтому при установке на радиатор надо предусмотреть меры по изоляции корпуса от теплоотвода. Сделать это можно с помощью теплопроводящих прокладок. Другой вариант – изолировать радиатор от общего провода устройства.
Параметры микросхемы
Предельные характеристики микросхемы LM317T, приведенные в таблице, измерены при температуре окружающей среды +25 град.С. Электрические параметры замерены при условиях:
- Vi-Vo=5 вольт;
- Io=0,5 ампер;
- рабочая температура от 0 до +125 град.С;
- рассеиваемая мощность – 20 ватт.
Если условия измерения отличались, это оговаривается в каждом случае отдельно.
| Предельные характеристики | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Параметр | Значение | Размерность | |||||
| Разница между входным и выходным напряжением (Vi-Vo) | 40 | вольт | |||||
| Температура пайки | +230 | град.С | |||||
| Пределы рабочей температуры (Tj) | 0..+125 | град.С | |||||
| Предельная рассеиваемая мощность (Pd) | Ограничена внутренней схемой | ватт | |||||
| Температура хранения (Tstg) | минус 65..+125 | град.С | |||||
| Электрические характеристики | |||||||
| Параметр | Значение | Размерность | Условия тестирования | ||||
| Выходное напряжение (Vo) | 1,25..37 | вольт | |||||
| Зависимость выходного напряжения от изменения входного (Rline) | не более 0,04 | процентов от Vo | 3 В ≤Vi-Vo≤ 40 В при Токр=+25 град.С | ||||
| не более 0,07 | процентов/вольт | 3 В ≤Vi-Vo≤ 40 В | |||||
| Зависимость выходного напряжения от изменения нагрузки (Rload) | до 25 | милливольт | Vo<5 В | Io от 10 мА до Io(max) при Токр=+25 град.С | |||
| до 0,5 | процентов от Vo | Vo≥5 В | |||||
| до 70 | милливольт | Vo<5 В | Io от 10 мА до Io(max) | ||||
| до 1,5 | процентов от Vo | Vo≥5 В | |||||
| Паразитный ок вывода ADJ (Iadj) | до 100 (типовое значение 55) | микроампер | |||||
| Изменение тока покоя (ΔIadj) при изменении других параметров | не более 5 | микроампер | 3 В ≤Vi-Vo≤ 40 В, Io от 10 мА до Io(max), Pd≤Pdmax | ||||
| Опорное напряжение (Vref) | типовое значение 1,25 (не ьолее 1,3) | вольт | 3 В ≤Vi-Vo≤ 40 В, Io от 10 мА до Io(max), Pd≤Pdmax | ||||
| Коэффициент подавления пульсаций (RR) | не менее 66 | децибел | Vo=10 В, F=120 Hz, Cadj=10 uF (дополнительная ёмкость, подключается между выводом ADJ и общим проводом) | ||||
| Минимальный ток нагрузки (Il(min) | 3,5 (типовое значение) | миллиампер | Vi-Vo=40 В | ||||
| Максимальный ток нагрузки (Io(max) | не менее 1,5 | ампер | Vi-Vo≤ 15 В, Pd≤Pdmax | Токр=+25 град.С | |||
| 0,3 (типовое значение) | ампер | Vi-Vo≤ 40 В, Pd≤Pdmax | |||||
| Уровень шума (среднеквадратичное значение) | не более 0,01 | процентов от Vo | Токр=+25 град.С, F=10 Гц..10 кГц | ||||
Специальность: Проектирование и монтаж изделий электротехники.
Аналоги и варианты замены
Без каких-либо оговорок микросхема LM317T может быть заменена на LM317P. Этот стабилизатор имеет те же параметры, но выпускается в более современном корпусе ISOWATT-220, имеющем схожие размеры и совпадающую цоколевку. Можно заменить стабилизатор полным аналогом от другого производителя (как правило, он имеет в индексе цифры 317):
- GL317;
- SG317;
- UPC317;
Есть микросхемы, рассчитанные на больший ток и рассеиваемую мощность:
- LM338 – 5 А;
- LM138 – 5 А
- LM350 – 3 А.
Они также подойдут на замену LM317T. А микросхемы LM317HV, LM117HV могут работать со входным напряжением до 60 вольт, в остальном их параметры схожи с LM317T.
Из отечественных изделий аналогом является КР142ЕН12 (с индексом А или Б). Ее корпус и распиновка совпадают с TO-220, а параметры являются близкими.
Применение и практические схемы включения
Производители микросхемы в datasheet указывают приведенную схему подключения LM317T, как типовую или базовую. Она содержит несколько дополнительных элементов:
- конденсаторы С1, С3 — обеспечивают стабильность работы микросхемы;
- резисторы R1 и R2 образуют делитель, задающий выходной уровень стабилизатора.
Конденсатор С1 может иметь ёмкость порядка сотен или тысяч пикофарад. Его роль может выполнять выходной конденсатор выпрямителя при соблюдении условий:
- длина проводников между конденсатором и микросхемой не должна превышать 70 мм;
- между конденсатором и входом не должно быть коммутационных элементов.
Если эти условия не выполняются, придется использовать отдельную емкость.
Выходной конденсатор не должен иметь ёмкость более нескольких сотен микрофарад (обычно устанавливают 100..200 мкФ). В противном случае бросок тока на его заряд может вызвать срабатывание внутренней защиты стабилизатора.
Выходное напряжение схемы определяется соотношением резисторов R1 и R2. Микросхема старается удержать падение напряжения на R1 равным Vref, для этого она уменьшает или увеличивает выходной уровень, который определяется по формуле:
Uвых=Vref*(1+R2/R1) +Iadj*R2, где:
- Vref – опорное напряжение, равное 1,25 вольт;
- Iadj – паразитный ток вывода ADJ.
Заявляется, что ток Iadj не превышает 5 мкА. В реальности он может быть на порядок или два выше. По этой причине надо выбирать номиналы резисторов делителя так, чтобы ток через них был более 5 мА – чтобы паразитный ток меньше влиял на выходной уровень.
Производитель рекомендует использовать R1 номиналом 240 Ом, и R2 рассчитывать, исходя из этого значения.
Эту схему можно использовать, чтобы проверить LM317T на исправность. Надо собрать схему, подать напряжение на вход и проверить уровень на выходе. Напряжение должно соответствовать соотношению плеч делителя (еще можно измерить падение на R1 – оно должно быть равным 1,25 вольта). Это единственный способ достоверно выяснить состояние стабилизатора – мультиметром продиагностировать микросхему не получится (разве что выявить устойчивое КЗ между выводами).
Приведенной схемой применение микросхемы LM317T не ограничивается. В datasheet показаны и другие включения — в качестве стабилизатора тока, регулируемого или управляемого источника и т.д. А описание готовых устройств (с номиналами элементов, чертежами печатных плат и т.п.) можно найти в технической литературе или в интернете.
