Распиновка, схемы и эквиваленты регулятора напряжения LM317

Возвращаемся к основам: Регулятор LM317

LM317 — один из наиболее широко используемых регулируемых стабилизаторов напряжения в электронных схемах. Работаете ли вы над проектами DIY или проектируете сложные источники питания, понимание того, как работает LM317, необходимо любому энтузиасту или инженеру в области электроники. В этой статье мы рассмотрим распиновку LM317, принцип работы, приложения, конструкцию схемы и многое другое. Давайте углубимся в основы этого универсального стабилизатора напряжения.

Что такое LM317?

LM317 — это регулируемый трехконтактный стабилизатор напряжения, который поддерживает стабильное выходное напряжение. Он может обеспечивать выходное напряжение в диапазоне от 1,25 В до 37 В с максимальным выходным током 1,5 А, что делает его очень универсальным. Он обычно встречается в регулируемых источниках питания, зарядных устройствах для аккумуляторов и светодиодных драйверах.

Одним из главных преимуществ LM317 является его простота и удобство использования. В отличие от фиксированных стабилизаторов напряжения, LM317 позволяет устанавливать желаемое выходное напряжение всего двумя внешними резисторами, предлагая гибкое решение для различных приложений.

Основные характеристики LM317

Вот выдающиеся особенности, которые делают LM317 идеальным выбором:

1. Регулируемое выходное напряжение: 1,25–37 В.

2. Выходной ток: До 1,5А.

3. Широкий диапазон входного сигнала: Принимает входное напряжение до 40 В.

4. Встроенные средства защиты: Тепловая перегрузка, короткое замыкание и ограничение тока.

5. Стабильная работа: Превосходная регулировка линии и нагрузки.

6. Простая конфигурация: Для установки выходного напряжения необходимы всего два внешних резистора.

7. Варианты упаковки: Доступно в TO-220

Эти особенности делают LM317 пригодным для широкого спектра применений в системах регулируемого электропитания.

Распиновка LM317

LM317 имеет три контакта, которые имеют основополагающее значение для его работы:

Приколоть	Имя	Описание
Штифт 1	Регулировать	Регулирует выходное напряжение
Штифт 2	Выход	Обеспечивает регулируемое выходное напряжение
Штифт 3	Вход	Получает нерегулируемое входное напряжение

Как работает LM317?

LM317 регулирует напряжение, регулируя потенциал на внешних резисторах, подключенных к регулировочному штифту. Когда на вход подается более высокое напряжение, LM317 поддерживает постоянное выходное напряжение, используя следующую формулу:

В_вне=1,25В×(1+R2/R1)+I_прил.×R2

Где:

• В_вне выходное напряжение.
• Р₁ и Р₂ внешние резисторы, устанавливающие выходное напряжение.
• я_прил. небольшой ток (обычно незначительный), протекающий через регулировочный штифт.

Это простое уравнение дает пользователям возможность точно контролировать выходное напряжение путем выбора соответствующих значений резисторов.

Распространенные применения LM317

Благодаря своей регулируемости и надежным характеристикам LM317 широко используется в многочисленных приложениях:

1. Регулируемые блоки питания

Позволяет настраивать выходные напряжения в соответствии с конкретными устройствами или сценариями тестирования.

2. Зарядные устройства для аккумуляторов

Идеально подходит для зарядки свинцово-кислотных или никель-кадмиевых аккумуляторов, обеспечивая точный контроль напряжения.

3. Светодиодные драйверы

Обеспечивает светодиодам постоянный ток для безопасной и эффективной работы.

4. Аудиооборудование

Обеспечивает чистое и стабильное питание низковольтных аудиосистем, сводя к минимуму шум.

5. Электроника своими руками

Популярен в любительских проектах благодаря низкой стоимости и простой интеграции в различные схемы.

Схема и диаграмма LM317

Проектирование схемы регулятора напряжения LM317 простое. Вот базовая схема:

Компоненты:

• R1 = 330 Ом (фиксированный резистор)
• RV1 = 10 кОм (потенциометр для регулировки выходного напряжения)
• C1 = 0,1 мкФ (входной байпасный конденсатор)
• C2 = 1мкФ (выходной конденсатор для стабильности)
• Вин: Нерегулируемое входное напряжение (например, батарея 9 В)
• Вут: Регулируемое, регулируемое выходное напряжение

Принцип работы:

Поворот потенциометра RV1 изменяет коэффициент сопротивления, тем самым регулируя выходное напряжение. Конденсаторы помогают сгладить колебания напряжения и повысить помехоустойчивость.

Рассеиваемая мощность в LM317

Рассеивание мощности является ключевым фактором, который следует учитывать при проектировании. Его можно рассчитать с помощью:

П=(В_в−В_вне)×Я_{нагрузка}

Где:

• В_в входное напряжение.
• В_вне выходное напряжение.
• я_{нагрузка} ток, потребляемый нагрузкой.

Чтобы избежать отключения или повреждения из-за перегрева, необходимо использовать соответствующий теплоотвод или другие методы управления температурой.

Эквиваленты и альтернативы LM317

Существует несколько эквивалентных или заменяющих вариантов LM317, предлагающих аналогичные или улучшенные функции:

Картина	Модель	Диапазон выходного напряжения	Максимальный выходной ток	Напряжение отключения (типичное)	Варианты пакетов	Примечания
	ЛМ317	1,25 В - 37 В	1,5А	~2,0 В при 1 А	ТО-220	Базовый стандарт
	КА317	1,25 В - 37 В	1,5А	~2,0 В при 1 А	ТО-220	Совместимость с 100%
	LT317	1,2 В - 37 В	1,5А	~1,8 В при 1 А	ТО-220	Улучшение показателей отсева
	NTE956	1,2 В - 37 В	1,5А	~2,0 В при 1 А	ТО-220	Универсальная замена

Альтернативы с низким падением напряжения (LDO)

Они не являются заменой, но обеспечивают повышенную эффективность и меньший процент отказов:

Картина	Модель	Диапазон выходного напряжения	Максимальный выходной ток	Напряжение отключения (типичное)	Варианты пакетов	Примечания
	LT3080	от 0 В до 36 В	1.1A (одиночный)	~0,35 В при 1 А	ТО-220	Сверхнизкое падение напряжения, возможность параллельного подключения
	MIC2941A	1,25 В - 26 В	1.25А	~0,5 В при 1 А	ТО-220	Отлично подходит для автомобильных или аккумуляторных конструкций.

Пакет LM317

ТО-220 (LM317T)

TO-220 — наиболее часто используемый корпус для LM317. Он поддерживает более высокие токи и имеет металлическую пластину для крепления радиатора.

Функции:

• Корпус с 3 выводами, сквозное отверстие
• Превосходное рассеивание тепла
• Идеально подходит для модулей питания и схем регуляторов напряжения.

Заключение

LM317 остается одним из самых универсальных, надежных и экономически эффективных решений для регулируемых источников питания. Благодаря регулируемому выходу, встроенным средствам защиты и простой настройке он идеально подходит для строителей-любителей, инженеров и преподавателей. Независимо от того, проектируете ли вы источник питания, управляете светодиодами или заряжаете батареи, LM317 справится с этим — и все это всего с двумя резисторами и небольшим планированием.