01
Zasilanie i odsprzęganie
Podaj wybrane 12 V na IN i połącz powrót obciążenia z GND. C1 to kondensator odsprzęgający wejście 100 nF według ST §6; umieść go blisko układu. Sam rysunek 9 nie zawiera kondensatora.
Zasilanie i regulatory
Źródło prądu stałego na LM317
Stabilizator prądu ST LM317T z rezystorem 12.4 Ω dla około 100 mA, wejściem nominalnym 12 V i kondensatorem odsprzęgającym. Obciążenie zewnętrzne łączy się między IOUT a GND.
- Nominalne wejście
- Wybrano 12 V; napięcie obciążenia i zapas stabilizatora muszą się w nim mieścić
- Komponenty
- 3
- Wzory
- 3
- Pułapki
- 4
Przegląd układu
- Nominalne wejście
- Wybrano 12 V; napięcie obciążenia i zapas stabilizatora muszą się w nim mieścić
- Komponenty
- 3
- Wzory
- 3
- Pułapki
- 4
Kliknij dowolny element na schemacie powyżej, aby zobaczyć jego parametry elektryczne i rolę w układzie.
Przegląd układu
Układ odtwarza rysunek 9 ST DS0433: R1 znajduje się między OUT a obciążeniem, a ADJ mierzy napięcie po stronie obciążenia R1. Stabilizator utrzymuje około 1.25 V na R1. Jego prąd i niewielki prąd ADJ płyną do obciążenia. Wybrany rezystor 12.4 Ω, 1% daje nominalnie około 100.9 mA, bez gwarancji dokładności prądu 1%. Zasilanie 12 V, rezystor 0.5 W i odsprzęganie wejścia 100 nF to jawne założenia projektu. Obciążenie jest zewnętrzne. Stabilizacja wymaga zapasu napięcia i odpowiedniego chłodzenia; układ nie jest kompletną ładowarką ani sterownikiem LED o gwarantowanej precyzji.
Kluczowe parametry techniczne
| Nominalne wejście | Wybrano 12 V; napięcie obciążenia i zapas stabilizatora muszą się w nim mieścić |
|---|---|
| Nastawa prądu | ≈ 100.9 mA, obliczenie: 1.25 V / 12.4 Ω + 50 µA |
| Napięcie odniesienia | 1.20 V do 1.30 V; nominalnie 1.25 V (warunki ST, tabela 4) |
| Prąd wyprowadzenia ADJ | 50 µA typowo, 100 µA maksymalnie (ST, tabela 4) |
| Rezystor pomiarowy | Wybrano 12.4 Ω, 1%, 0.5 W; nominalne straty ≈ 0.126 W |
| Budżet napięcia obciążenia | Nominalne obliczenie 7.75 V przy 12 V i wybranym zapasie 3 V stabilizatora; nie jest gwarantowanym parametrem |
| Robocza temperatura złącza | 0 °C do 125 °C dla ST LM317 (ST, tabela 1) |
Zasada działania i analiza teoretyczna
02
Pomiar prądu
OUT zasila R1, a następnie IOUT. ADJ łączy się z IOUT, nie z GND. Sprzężenie zwrotne obejmuje R1 i utrzymuje na nim około 1.25 V. Metalowy radiator obudowy to OUT, przed R1.
03
Nastawa i błąd
Przy R1 = 12.4 Ω i nominalnym IADJ = 50 µA obliczony prąd obciążenia wynosi około 100.9 mA. ST, tabela 4 podaje VREF = 1.20 V do 1.30 V i IADJ do 100 µA w określonych warunkach. Dla rezystora 1% i IADJ przyjętego od 0 do 100 µA obliczony zakres wynosi około 95.8 mA do 106.0 mA. Nie uwzględnia dryftu temperaturowego ani samonagrzewania rezystora i nie jest wynikiem pomiaru.
04
Budżet napięcia obciążenia
Napięcie obciążenia nie jest stałe. Dla wybranego wejścia 12 V, nominalnego spadku 1.25 V na rezystorze i projektowego zapasu 3 V na stabilizatorze pozostaje 7.75 V dla obciążenia. To bilans projektowy, nie gwarantowane napięcie obciążenia ani dokładny próg dropout. Uwzględnij tętnienia i temperaturę. Rozwarcie obciążenia przerywa stabilizację i może podnieść IOUT w stronę napięcia zasilania.
05
Straty mocy i uszkodzenia
R1 wydziela nominalnie około 0.126 W; wybrana moc 0.5 W również wymaga obniżenia dopuszczalnej mocy z temperaturą otoczenia. Zwarcie obciążenia może spowodować około 1.08 W strat w LM317T przy nominalnej nastawie. Sprawdź drogę odprowadzania ciepła rzeczywistego montażu i utrzymuj temperaturę złącza od 0 °C do 125 °C. Wewnętrzne zabezpieczenia termiczne i prądowe nie zapewniają bezpiecznej normalnej pracy.
Wzory i równania obliczeniowe
Zaprogramowany prąd obciążenia
IL = VREFR1 + IADJ
Około 100.9 mA dla wybranego rezystora oraz nominalnych napięcia odniesienia ST i prądu ADJ.
| Oznaczenie | Parametr | Wartość typowa |
|---|---|---|
| VREF | Napięcie odniesienia | 1.25V |
| R1 | Rezystancja pomiarowa | 12.4Ω |
| IADJ | Prąd wyprowadzenia ADJ | 50µA |
Straty mocy rezystora pomiarowego
PR1 = VREF2R1
Nominalnie około 0.126 W; wybrany rezystor 0.5 W wymaga obniżenia dopuszczalnej mocy z temperaturą otoczenia.
| Oznaczenie | Parametr | Wartość typowa |
|---|---|---|
| VREF | Napięcie odniesienia | 1.25V |
| R1 | Rezystancja pomiarowa | 12.4Ω |
| PR1 | Obliczone straty rezystora | 0.126W |
Dostępne napięcie obciążenia
VL ≤ VIN − VREF − VRESERVE
Nominalny bilans projektowy 7.75 V. Wybrany zapas 3 V nie jest dokładną specyfikacją dropout ST.
| Oznaczenie | Parametr | Wartość typowa |
|---|---|---|
| VIN | Wybrane napięcie wejściowe | 12V |
| VREF | Nominalny spadek pomiarowy | 1.25V |
| VRESERVE | Wybrany zapas stabilizatora | 3V |
Wykaz elementów (BOM)
Wszystkie elementy potrzebne do zbudowania tego układu. Wybierz oznaczenie, aby obejrzeć element na schemacie.
| Oznacz. | Komponent | Wartość | Obudowa | Rola w układzie | Dokumentacja |
|---|---|---|---|---|---|
| Regulowany stabilizator liniowy STMicroelectronics LM317T, DS0433 Rev 22; nie TI LM317KCS z osobnej strony stabilizatora napięcia. | LM317T | TO-220 | Utrzymuje napięcie na R1 | Regulowany stabilizator liniowy: pinout i nota katalogowa | |
| Rezystor pomiarowy prądu Wybrano 1% i minimalną moc znamionową 0.5 W; sprawdź współczynnik temperaturowy i obniżenie mocy z temperaturą. To przykład CircuitBase, a nie wartość z rysunku 9 ST. | 12.4Ω | Axial | Ustawia około 100 mA | — | |
| Kondensator odsprzęgający wejście 100 nF według ST §6. Wybierz napięcie znamionowe powyżej maksymalnego rzeczywistego zasilania; kondensatora i obciążenia nie ma na rysunku 9. | 100nF | Radial / 0805 | Lokalne odsprzęganie zasilania | — |
Praktyczne zastosowania i przykłady
Niskonapięciowe eksperymenty z ograniczeniem prądu i znanym obciążeniem
Nauka nastawiania prądu i dopuszczalnego napięcia obciążenia
Krytyczne pułapki projektowe i błędy inżynierskie
Pułapki spotykane przy prawdziwym montażu wraz z rozwiązaniem każdej z nich.
ADJ musi mierzyć stronę obciążenia
Połączenie ADJ z masą zmienia tę topologię w stabilizator napięcia. Zasilanie obciążenia bezpośrednio z OUT omija R1 i zaprogramowane ograniczenie prądu.
Jak temu zapobiec
Połącz OUT, pin 2, z R1, drugi koniec R1 z IOUT, a ADJ, pin 1, z IOUT. Obciążenie zewnętrzne podłącz między IOUT a GND.
Zbyt mały zapas napięcia
Duże napięcie obciążenia pozostawia za mało napięcia na R1 i stabilizatorze; prąd spada poniżej obliczonej nastawy.
Jak temu zapobiec
Uwzględnij w VIN napięcie obciążenia, spadek pomiarowy i zapas stabilizatora. Przykład 12 V pozostawia nominalnie 7.75 V przy zapasie 3 V; sprawdź tętnienia i temperaturę.
Dokładność i nagrzewanie rezystora
Rezystor 1% nie tworzy źródła prądu o dokładności 1%. Wpływ mają również rozrzut napięcia odniesienia, prąd ADJ, dryft temperaturowy i samonagrzewanie.
Jak temu zapobiec
Stosuj obliczony zakres 95.8 mA do 106.0 mA tylko przy podanych założeniach. Sprawdź obniżenie mocy rezystora z temperaturą i zmierz prąd zmontowanego układu przed podłączeniem wrażliwego obciążenia.
Zwarte i odłączone obciążenie
Zwarcie obciążenia maksymalizuje straty stabilizatora w tym przykładzie; rozwarcie nie utrzymuje IOUT na bezpiecznym niskim napięciu. Metalowa płytka to OUT, nie GND.
Jak temu zapobiec
Uwzględnij około 1.08 W nominalnych strat przy zwarciu i zapewnij odpowiednie chłodzenie. Wyłączaj zasilanie przed zmianą obciążenia, w razie potrzeby izoluj płytkę i dodaj zabezpieczenia lub sterowanie ładowaniem właściwe dla obciążenia.
Źródła pierwotne
Pomóż dbać o poprawność tej strony
Zbudowałeś, zasymulowałeś lub przejrzałeś ten obwód? Potwierdź go albo zgłoś błędną część, wartość lub połączenie.
Otwiera publiczny formularz na GitHubie z już wpisaną tą stroną; potrzebne jest bezpłatne konto GitHub. Jak działają zgłoszenia i potwierdzenia
Powiązane schematy ideowe
Symetryczny zasilacz nadążny ±15 V (LM7815 / LM7915)
Stabilizator nadążny ±15 V, 1 A z noty katalogowej TI LM79xx: LM7915 dostrojony do dokładnie −15 V i LM7815, którego wyprowadzeniem masy steruje wzmacniacz operacyjny LM307, dzięki czemu szyna dodatnia odwzorowuje ujemną.
Impulsowa przetwornica obniżająca napięcie LM2596 (5V / 3A)
Wysokowydajny impulsowy regulator obniżający 150 kHz dostarczający stabilizowane napięcie 5V przy obciążeniu ciągłym do 3A z zasilania 7V–40V DC przy minimalnej liczbie komponentów zewnętrznych.
Regulowany scalony stabilizator napięcia dodatniego LM317
Układ regulacji napięcia stałego z TI LM317KCS i nominalnym wejściem 12V. Obliczone nastawy do 9V zachowują zalecany zapas 3V; dopuszczalny prąd wymaga analizy obciążenia i bilansu cieplnego.