01
Alimentação e desacoplamento
Aplique os 12 V escolhidos a IN e conecte o retorno da carga a GND. C1 desacopla a entrada com 100 nF conforme ST §6; mantenha-o perto do CI. A figura 9 não inclui capacitor.
Fontes e reguladores
Fonte de corrente constante com LM317
Regulador de corrente ST LM317T com resistor de 12.4 Ω para cerca de 100 mA, entrada nominal de 12 V e capacitor de desacoplamento. A carga externa fica entre IOUT e GND.
- Entrada nominal
- 12 V escolhidos; devem cobrir a tensão da carga e a margem do regulador
- Componentes
- 3
- Fórmulas
- 3
- Armadilhas
- 4
Visão geral do circuito
- Entrada nominal
- 12 V escolhidos; devem cobrir a tensão da carga e a margem do regulador
- Componentes
- 3
- Fórmulas
- 3
- Armadilhas
- 4
Clique em qualquer componente no esquema para ver seus parâmetros elétricos e função no circuito.
Visão geral do circuito
O circuito reproduz a figura 9 de ST DS0433: R1 fica entre OUT e a carga, e ADJ monitora o lado da carga de R1. O regulador mantém cerca de 1.25 V em R1. Sua corrente e a pequena corrente de ADJ seguem para a carga. O resistor escolhido de 12.4 Ω, 1% fornece cerca de 100.9 mA nominais, sem garantir precisão de corrente de 1%. A fonte de 12 V, o resistor de 0.5 W e o desacoplamento de entrada de 100 nF são escolhas explícitas de projeto. A carga é externa. A regulação exige margem de tensão e resfriamento adequado; não é um carregador completo nem um driver LED com precisão garantida.
Especificações técnicas principais
| Entrada nominal | 12 V escolhidos; devem cobrir a tensão da carga e a margem do regulador |
|---|---|
| Corrente ajustada | ≈ 100.9 mA calculados: 1.25 V / 12.4 Ω + 50 µA |
| Tensão de referência | 1.20 V a 1.30 V; 1.25 V nominais (condições ST, tabela 4) |
| Corrente de ajuste | 50 µA típicos, 100 µA máximos (ST, tabela 4) |
| Resistor de medição | 12.4 Ω, 1%, 0.5 W escolhidos; dissipação nominal ≈ 0.126 W |
| Orçamento de tensão da carga | Cálculo nominal de 7.75 V com 12 V e reserva escolhida de 3 V no regulador; não é valor garantido |
| Temperatura de junção em operação | 0 °C a 125 °C para ST LM317 (ST, tabela 1) |
Princípio de funcionamento e análise teórica
02
Medição da corrente
OUT alimenta R1 e depois IOUT. ADJ conecta-se a IOUT, não a GND. A realimentação envolve R1 e mantém cerca de 1.25 V nele. A aba metálica é OUT, antes de R1.
03
Ajuste e erro
Com R1 = 12.4 Ω e IADJ nominal de 50 µA, a corrente calculada da carga é cerca de 100.9 mA. ST, tabela 4 informa VREF = 1.20 V a 1.30 V e IADJ até 100 µA nas condições indicadas. Com resistor de 1% e IADJ considerado de 0 a 100 µA, a faixa calculada é cerca de 95.8 mA a 106.0 mA. Ela exclui deriva térmica e autoaquecimento do resistor e não é resultado medido.
04
Orçamento de tensão da carga
A tensão na carga não é fixa. Para entrada escolhida de 12 V, queda nominal de 1.25 V no resistor e reserva de projeto de 3 V no regulador, restam 7.75 V para a carga. É um orçamento de projeto, não uma tensão de conformidade garantida nem um limiar exato de dropout. Considere ondulação da fonte e temperatura. Uma carga aberta impede a regulação e pode deixar IOUT subir em direção à alimentação.
05
Dissipação e falhas
R1 dissipa cerca de 0.126 W nominais; a potência escolhida de 0.5 W também exige redução conforme a temperatura ambiente. Uma carga em curto pode deixar cerca de 1.08 W no LM317T no ajuste nominal. Verifique o caminho térmico da montagem real e mantenha a junção entre 0 °C e 125 °C. As proteções internas térmica e de corrente não estabelecem uma operação normal segura.
Equações e fórmulas de dimensionamento
Corrente programada da carga
IL = VREFR1 + IADJ
Cerca de 100.9 mA para o resistor escolhido e os valores nominais da referência ST e da corrente ADJ.
| Símbolo | Parâmetro | Valor típico |
|---|---|---|
| VREF | Tensão de referência | 1.25V |
| R1 | Resistência de medição | 12.4Ω |
| IADJ | Corrente de ajuste | 50µA |
Dissipação do resistor de medição
PR1 = VREF2R1
Cerca de 0.126 W nominais; o resistor escolhido de 0.5 W exige redução de potência conforme a temperatura ambiente.
| Símbolo | Parâmetro | Valor típico |
|---|---|---|
| VREF | Tensão de referência | 1.25V |
| R1 | Resistência de medição | 12.4Ω |
| PR1 | Dissipação calculada do resistor | 0.126W |
Tensão disponível na carga
VL ≤ VIN − VREF − VRESERVE
Orçamento nominal de projeto de 7.75 V. A reserva escolhida de 3 V não é uma especificação exata de dropout da ST.
| Símbolo | Parâmetro | Valor típico |
|---|---|---|
| VIN | Tensão de entrada escolhida | 12V |
| VREF | Queda nominal de medição | 1.25V |
| VRESERVE | Reserva escolhida do regulador | 3V |
Lista de materiais (BOM)
Todas as peças necessárias para montar este circuito. Selecione uma referência para inspecioná-la no esquema.
| Ref. | Componente | Valor | Encapsulamento | Função no circuito | Referência |
|---|---|---|---|---|---|
| Regulador linear ajustável STMicroelectronics LM317T, DS0433 Rev 22; não o TI LM317KCS da página separada do regulador de tensão. | LM317T | TO-220 | Mantém a tensão em R1 | Regulador linear ajustável: pinagem e folha de dados | |
| Resistor de medição de corrente Escolhidos 1% e potência nominal mínima de 0.5 W; verifique coeficiente térmico e redução de potência com a temperatura. É um exemplo CircuitBase, não um valor impresso na figura 9 da ST. | 12.4Ω | Axial | Programa cerca de 100 mA | — | |
| Capacitor de desacoplamento de entrada 100 nF conforme ST §6. Escolha tensão nominal acima da alimentação máxima real; capacitor e carga não aparecem na figura 9. | 100nF | Radial / 0805 | Desacoplamento local da alimentação | — |
Aplicações práticas e cenários de uso
Experimentos de baixa tensão com corrente limitada e carga conhecida
Estudo do ajuste de corrente e da tensão admissível na carga
Armadilhas críticas de projeto e cuidados de engenharia
Armadilhas encontradas em montagens reais, com a solução de cada uma.
ADJ deve monitorar o lado da carga
Conectar ADJ ao terra transforma esta topologia em regulador de tensão. Alimentar a carga diretamente de OUT desvia R1 e seu limite programado de corrente.
Mitigação
Conecte OUT, pino 2, a R1; a outra ponta de R1 a IOUT; e ADJ, pino 1, a IOUT. Conecte a carga externa entre IOUT e GND.
Margem de tensão insuficiente
Uma tensão elevada na carga deixa pouca tensão em R1 e no regulador; a corrente cai abaixo do ajuste calculado.
Mitigação
Reserve em VIN a tensão da carga, a queda de medição e a margem do regulador. O exemplo de 12 V deixa 7.75 V nominais com reserva de 3 V; avalie ondulação e temperatura.
Precisão e aquecimento do resistor
Um resistor de 1% não cria uma fonte de corrente de 1%. Também contribuem dispersão da referência, corrente ADJ, deriva térmica e autoaquecimento.
Mitigação
Use a faixa calculada de 95.8 mA a 106.0 mA apenas com suas hipóteses. Verifique a redução de potência do resistor e meça a corrente da montagem antes de conectar uma carga sensível.
Cargas em curto e desconectadas
O curto na carga maximiza a dissipação do regulador neste exemplo; a carga aberta não mantém IOUT em tensão baixa segura. A aba metálica é OUT, não GND.
Mitigação
Avalie cerca de 1.08 W nominais em curto e forneça caminho térmico adequado. Desligue antes de trocar cargas, isole a aba quando necessário e acrescente proteção ou controle de carga específico.
Fontes primárias
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