Napajanje primljeno na kraju opterećenja ili na kraju potrošača ima fluktuacije u naponskim razinama zbog nepravilnih opterećenja ili stanja u lokalnoj električnoj mreži. Te fluktuacije napona mogu dovesti do smanjenja životnog vijeka električnih i elektroničkih uređaja potrošača ili oštećenja opterećenja. Dakle, to je potrebno zaštititi opterećenja od prenaponskih i podnaponskih napona ili treba osigurati stalni napon opterećenja i održavati stabilnost napona sustava uporabom tehnike regulacije. Regulacija napona može se definirati kao održavanje konstantnog napona ili održavanje naponske razine sustava u prihvatljivim granicama u širokom rasponu uvjeta opterećenja, pa se regulatori napona koriste za regulaciju napona. Za linearnu regulaciju napona koristi se povremeno podesivi regulator napona LM317 u kojem je predviđen nestandardni napon.
Što je regulator napona?
Regulacija napona u a sustav napajanja može se postići pomoću električnog ili elektroničkog uređaja koji se naziva regulator napona. Postoje različite vrste regulatora napona poput fiksnih regulatora napona i varijabilnih regulatora napona. Oni su opet podijeljeni u mnoge vrste kao elektronički regulatori napona,Elektro-mehaničkiregulatori, automatski regulatori napona, linearni regulatori napona, prekidački regulatori, naponski regulatori LM317, hibridni regulatori, SCR regulatori i tako dalje.
Regulator napona
LM317 Regulator napona
LM317 Regulator napona
To je vrsta regulatora napona s pozitivnim linearnim naponom koji su izumili Robert C. Dobkin i Robert J. Widlar dok su radili u National Semiconductoru 1970. godine. To je regulator napona s podesivim naponom s tri terminala i jednostavan je za upotrebu jer su za postavljanje izlaznog napona potrebna samo dva vanjska otpora u krugu regulatora napona LM317. Uglavnom se koristi za lokalnu regulaciju i regulaciju na kartici. Ako se povežemo fiksni otpor između izlaza i podešavanja regulatora LM317, tada se krug LM317 može koristiti kao precizni regulator struje.
LM317 krug regulatora napona
Tri terminala su ulazni, izlazni i prilagodbeni pin. Krug LM317 prikazan je na donjoj slici je tYpikalna konfiguracija sheme kruga regulatora napona LM317, uključujući razdvojne kondenzatore. Ovaj krug LM317 može pružiti varijablu Istosmjerno napajanje s izlazom od 1A i može se prilagoditi do 30V. Krug se sastoji od otpora niske i otpornika visoke strane koji su serijski povezani, stvarajući otporni djelitelj napona koji je pasivni linearni krug koji se koristi za stvaranje izlaznog napona koji je djelić njegovog ulaznog napona.
Kondenzatori za odvajanje koriste se za odvajanje ili za sprečavanje neželjenog spajanja jednog dijela električnog kruga s drugim dijelom. Da bi se izbjegao učinak buke koju neki elementi kruga uzrokuju na preostale elemente kruga, kondenzatori za odvajanje u krugu se koriste za adresiranje ulazne buke i izlaznih prijelaznih pojava. S krugom se koristi hladnjak kako bi se izbjeglo pregrijavanje komponenata zbog većeg rasipanja snage.
LM317 krug regulatora napona
Značajke
Postoje neke posebne značajke regulatora LM317, a neke su sljedeće:
- Sposoban je pružiti višak struje od 1,5A, stoga se konceptualno smatra operativnim pojačalom s izlaznim naponom u rasponu od 1,2V do 37V.
- Krug regulatora napona LM317 interno se sastoji od zaštita od toplinskog preopterećenja i konstanta koja ograničava struju kratkog spoja s temperaturom.
- Dostupan je u dva paketa kao paket s 3 vodiča i tranzistor D2PAK-3.
- Mnogo fiksnih napona može se eliminirati.
Rad kruga regulatora napona LM317
Regulator LM317 može pružiti višak izlazne struje i stoga se s tim kapacitetom konceptualno smatra operacijsko pojačalo . Igla za podešavanje je invertirani ulaz pojačala i za stvaranje stabilnog referentnog napona od 1,25 V, interni referentni napon u opsegu koristi se za podešavanje neinvertiranog ulaza.
Napon izlaznog pina može se kontinuirano podešavati na fiksnu količinu pomoću otpornog razdjelnika napona između izlaza i zemlje, koji će konfigurirati operativno pojačalo kao neinvertirajuće pojačalo.
Referentni napon širine pojasa koristi se za stvaranje konstantnog izlaznog napona bez obzira na promjene u napajanju. Naziva se i temperaturno neovisnim referentnim naponom koji se često koristi u integriranim krugovima.
Izlazni napon (idealno) kruga regulatora napona LM317
Vout = Vref * (1+ (RL / RH))
Dodaje se izraz pogreške jer iz regulacijskog klina uređaja teče neka mirna struja.
Vout = Vref * (1+ (RL / RH)) + IQR
Da bi se postigao stabilniji izlaz, shema kruga regulatora napona LM317 konstruirana je tako da struja mirovanja bude manja ili jednaka 100 mikro Ampera. Stoga se u svim praktičnim slučajevima pogreška može zanemariti.
Ako zamijenimo donji otpor razdjelnika iz sheme kruga regulatora napona LM317 s opterećenjem, tada će rezultirajuća konfiguracija regulatora LM317 regulirati struju na opterećenje. Stoga se ovaj krug LM317 može tretirati kao krug regulatora struje LM317.
LM317 Trenutni regulator
Izlazna struja je pad napona referentnog napona na otporu RH i daje se kao
Izlazna struja u idealnom slučaju je
Iout= Vref / RH
Uzimajući u obzir struju mirovanja, izlazna struja je dana kao
Iout= (Vref / RH) + IQ
Ovi linearni regulatori napona LM317 i LM337 često se koriste u DC-DC pretvarač aplikacije. Linearni regulatori prirodno privlače puno struje dok napajaju. Snaga proizvedena umnožavanjem ove struje s razlikom napona između ulaza i izlaza raspršit će se i izgubiti kao toplina.
Zbog toga se toplota mora uzeti u obzir za značajan dizajn i dovodi do neučinkovitosti. Ako se razlika napona poveća, tada će se izgubljena snaga povećati, a ponekad će ta rasipana otpadna snaga biti veća od isporučene snage.
Iako je to beznačajno, ali kako su linearni regulatori napona s nekoliko dodatnih komponenata jednostavan način za postizanje stabilnog napona, moramo prihvatiti ovaj kompromis. Preklopni regulatori napona alternativni su za ove linearne regulatore, jer su ti preklopni regulatori općenito učinkovitiji, ali im je potreban veći broj komponenata za dizajn, pa im je potrebno više prostora.
Nadam se da će ovaj članak dati kratki opis o radu kruga regulatora napona LM317. Nadalje, za bilo kakva pojašnjenja u vezi s regulatori napona i njihova primjena , slobodno nas kontaktirajte objavljivanjem svojih komentara ili upita u odjeljku za komentare u nastavku.
