LM317: описание, характеристики, схема включения стабилизатора, аналоги

Регулируемый стабилизатор тока LM317: Характеристики, виды и схемы

Что из себя представляет микросхема LM317

Микросхема представляет собой линейный стабилизатор напряжения, выходное значение которого можно устанавливать в определенных пределах или оперативно регулировать. Выпускается в нескольких вариантах корпуса с тремя выводами. Диапазон выходного напряжения у всех вариантов одинаковый, а максимальный ток может различаться.

ОбозначениеМаксимальный ток, АКорпус

LM317T1,5TO-220
LM317LZ0,1ТО-92
LM317P1,5ISOWAT-220
LM317D2T1,5D2PAK
LM317K0,1ТО-3
LM317LD1,5SO-8

Схема стабилизатора тока на LM317

Максимально часто рассматриваемое устройство используется в источниках питания светодиодов. Далее представлена простейшая схема, в которой задействован резистор и микросхема.

На входе поставляется напряжение источника питания, а главный контакт соединяется с выходным аналогом при помощи резистора. Далее происходит агрегация с анодом светодиода. В самой популярной схеме стабилизатора тока LM317, описание которого приведено выше, используется следующая формула: R = 1/25/I. Здесь I – это выходной ток устройства, его диапазон варьируется в пределах 0, 01-1.5 А. Сопротивление резистора допускается в размерах 0, 8-120 Ом. Рассеиваемая резистором мощность вычисляется по формуле: R = IxR (2).

Полученная информация округляется в большую сторону. Постоянные резисторы выпускаются с малым разбросом окончательного сопротивления. Это влияет на получение расчетных показателей. Чтобы урегулировать данную проблему, в схему подключают дополнительный стабилизирующий резистор необходимой мощности.

Характеристики LM317

  • Максимальное входное напряжение LM317 – 40В
  • Диапазон напряжений выхода LM317 – 1.2-37В
  • Максимальный выходной ток для LM317 – 1.5А
  • Опорное напряжение микросхемы – 0.1-1.3В
  • Минимальный ток нагрузки – 3.5mA
  • Погрешность напряжения на выходе – 0.1%
  • Рассеиваемая мощность – 20Вт
  • Рабочий температурный диапазон – 0-125C
  • Температурный диапазон хранения – -65-150C
  • Температурный диапазон хранения – -65-150°C

Виды LM317

Микросхема продается в нескольких варианта корпуса, в зависимости от потребности в размерах, нагрузки и подключении, а также типу монтажа схемы — каждый может выбрать наиболее подходящий ему вариант.

Наиболее популярна LM317T в корпусе TO-220 на 1.5 Ампер. Это считается универсальным вариантом, так как может использоваться в навесном монтаже, а также поверхностном. Радиатор в таком корпусе позволяет отводить излишнее тепло и испытывать более серьезные нагрузки, чем его собратья, а при необходимости его можно прикрепить к большему радиатору.

Примеры применения стабилизатора LM-317 (схемы включения)

Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Для микросхемы lm317 разработано множество применений. Большая часть схем включения отражена в технической документации на элемент. Там же приведены номиналы элементов.

Стабилизатор тока

Стабилизатор тока на lm317 – это одно из основных нетиповых применений микросхемы. Такая схема включения применяется для конструирования универсальных устройств заряда аккумуляторов. Также может использоваться в тех случаях, когда необходим источник стабильного тока с величиной от 10 мА до 1.5 А.

Схема отличается простотой, поскольку содержит всего два элемента: саму микросхему и токозадающий резистор. Сопротивление резистора находят по формуле:

R=1.25∙Iст.

Весь выходной ток проходит через данный резистор, поэтому он должен обладать необходимой мощностью рассеивания. Величину мощности определяют из выражения:

Будет интересно➡  Пошаговая инструкция по пайке паяльником

P=I2R.

Стабилизация тока

Данный регулятор позволяет реализовать зарядное устройство, чтобы зарядить аккумулятор током от 50 мА до 1.5 А. Если учесть, что для большинства аккумуляторов зарядный ток выбирается как 1/10 емкости, то можно обслуживать батареи от 0.5 до 15 А∙ч.

Источник питания на 5 Вольт с электронным включением

Источник питания с электронным включением сконструирован таким образом, что при подаче логической единицы с уровнем TTL напряжение падает до минимума (1.25 В). В случае подачи логического «нуля» выход определяется резисторами R1, R2 и составляет 5 В.

Переключение основано на том, что резистор R2 зашунтирован переходом эмиттер-коллектор транзистора. При подаче высокого уровня напряжения транзистор открывается и замыкает управляющий вывод микросхемы на корпус.

Источник питания с электронным включением

Регулируемый стабилизатор напряжения на LM-317

Данная схема включения lm317 является основной. В простейшем варианте используется всего три радиоэлемента:

  • лм317;
  • опорный резистор R1;
  • регулировочный резистор R2.

Связь между сопротивлением резисторов и выходным напряжением описывается выражением:

Uвых=1.25∙(1+R2/R1).

Типовая схема позволяет регулировать напряжение выхода в пределах от 1.25 до 37 В.

Регулируемый источник питания

Используя онлайн калькулятор, можно пересчитывать номиналы элементов для большинства типовых вариантов включения. Добавив несколько дополнительных компонентов, можно получить схемы с лучшими характеристиками. Например, если через диод подать на нижний вывод регулировочного резистора отрицательное смещение, то можно получить нижний предел выходного напряжения, равный нулю.

Таблица параметров разных вариантов исполнения LM317:

Part NumberКорпусРабочая температураМакс. ток нагрузкиНапряжение стабилизацииМакс. входное напряжениеМаркировка
на корпусе
Производитель
LM317KTO-30…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VLM317K STEEL P+
  • National Semiconductor
LM317AHTO-39-40…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 VLM317AH P+
  • National Semiconductor
LM317HTO-390…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 VLM317H P+
  • National Semiconductor
LM317ATTO-220-40…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VLM317AT P+
  • National Semiconductor
LM317BTTO-220-40…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VLM317B
  • STMicroelectronics
  • ON Semiconductor
LM317TTO-2200…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VLM317T
  • National Semiconductor
  • STMicroelectronics
  • ON Semiconductor
LM317STO-263-3
(D2PAK-3)
0…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VLM317S P+
  • National Semiconductor
LM317EMPSOT-2230…+125 °C1 A1.2 … 37 V40 VN01A
  • National Semiconductor
LM317AEMPSOT-223-40…+125 °C1 A1.2 … 37 V40 VN07A
  • National Semiconductor
LM317MDTTO-252-3
(DPAK-3)
0…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 VLM317MDT
  • National Semiconductor
LM317AMDTTO-252-3
(DPAK-3)
-40…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 VLM317AMDT
  • National Semiconductor
LM317D2T-TRTO-263-3
(D2PAK-3)
0…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VLM317D2T
  • STMicroelectronics
  • ON Semiconductor
LM317BD2TTO-263-3
(D2PAK-3)
-40…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VLM317BD2T
  • ON Semiconductor
LM317PTO-220FP0…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VLM317P
  • STMicroelectronics
LM317KTEKTE
(R-PSFM-G3)
0…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VLM317
  • Texas Instruments
LM317KTTTO-263-3
(D2PAK-3)
0…+125 °C1.5 A 1.2 … 37 V40 VLM317
  • Texas Instruments
LM317DCYSOT-2230…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VL3
  • Texas Instruments
LM317KCTO-2200…+125 °C1.5 A1.2 … 37 V40 VLM317
  • Texas Instruments
LM317MDTTO-252-3
(DPAK-3)
0…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 VLM317M
  • Fairchild Semiconductor
LM317MTTO-2200…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 VLM317M
  • Fairchild Semiconductor
LM317LCDSOIC-80…+125 °C0.1 A1.25 … 32 V35 VL317LC
  • Texas Instruments
LM317LCLPTO-920…+125 °C0.1 A1.25 … 32 V35 VL317LC
  • Texas Instruments
LM317LCPKSOT-890…+125 °C0.1 A1.25 … 32 V35 VLA
  • Texas Instruments
LM317LCPWTSSOP-80…+125 °C0.1 A1.25 … 32 V35 VL317LC
  • Texas Instruments
LM317LIDSOIC-8-40…+125 °C0.1 A1.25 … 32 V35 VL317LI
  • Texas Instruments
LM317LILPTO-92-40…+125 °C0.1 A1.25 … 32 V35 VL317LI
  • Texas Instruments
LM317LIPKSOT-89-40…+125 °C0.1 A1.25 … 32 V35 VLB
  • Texas Instruments
LM317LIPWTSSOP-8-40…+125 °C0.1 A1.25 … 32 V35 VL317LI
  • Texas Instruments
LM317LDSO-80…+125 °C0.1 A1.2 … 37 V40 VLM317L
  • STMicroelectronics
LM317LZTO-920…+125 °C0.1 A1.2 … 37 V40 VLM317LZ
  • STMicroelectronics
LM317MABDTGTO-252-3
(DPAK-3)
-40…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 V317ABG
  • ON Semiconductor
LM317MABTGTO-220-40…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 VLM317MABT
  • ON Semiconductor
LM317MADTRKGTO-252-3
(DPAK-3)
0…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 V317MAG
  • ON Semiconductor
LM317MBDTGTO-252-3
(DPAK-3)
-40…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 V317MBG
  • ON Semiconductor
LM317MBSTT3GSOT−223-40…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 V317MB
  • ON Semiconductor
LM317MBTGTO-220-40…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 VLM317MBT
  • ON Semiconductor
LM317MDTGTO-252-3
(DPAK-3)
0…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 V317MG
  • ON Semiconductor
LM317MSTT3GSOT−2230…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 V317M
  • ON Semiconductor
LM317MTG TO-2200…+125 °C0.5 A1.2 … 37 V40 VLM317MT
  • ON Semiconductor
LM317HVTO-30…+125 °C1.5 A1.25 … 57 V60 VLM317HV
  • Texas Instruments
LM317HVTTO-2200…+125 °C1.5 A1.25 … 57 V60 VLM317HVT P+
  • Texas Instruments
Будет интересно➡  Кабель NYM: расшифровка, технические характеристики, конструкция

В зависимости от схемы включения LM317 может использоваться в качестве стабилизатора напряжения или тока.

Типовая схема включения LM317 в режиме стабилизации напряжения:

Регулируемый линейный стабилизатор LM317 (1.2-57V, 0.1-1.5A)

Рассчитать величину резисторов R1 и R2, для требуемого выходного напряжения, можно в программе Calc LM317 (395 КБ).

Импортные и отечественные аналоги LM317

Уже не одно десятилетие интегральные регуляторы напряжения с различными параметрами выпускаются импортными и отечественными производителями радиоэлектронных компонентов. Поэтому найти для замены LM317 полный аналог или микросхему с максимально близкими характеристиками не представляет особого труда.

Среди продукции отечественных производителей самой популярной заменой является КР142ЕН12.

Перечень полных аналогов LM317 импортного производства включает: GL317; SG317; UPC317; ECG1900.

Список для замены LM317 будет неполным, если в него не включить элементы с близкими техническими параметрами:

  • LM117 LM217 – работают в диапазоне температур -55… +150 °С,
  • LM338, LM138, LM350 — регуляторы напряжения на 5А, 5А и 3А,
  • LM317HV, LM117HV — выходное напряжение на выходе до 60V.

Datasheet, даташит

Микросхема очень популярная, выпускает множеством производителей, включая китайских. Мои коллегам попадались ЛМ317 с плохими параметрами, которые не тянут заявленный ток. Покупали у китайцев, которые любят всё подделывать и копировать, при этом ухудшая характеристики.

Регулируемый стабилизатор тока LM317: Характеристики, виды и схемы

Регулируемый стабилизатор тока LM317: Характеристики, виды и схемы

Регулируемый стабилизатор тока LM317: Характеристики, виды и схемы

Регулируемый стабилизатор тока LM317: Характеристики, виды и схемы

Регулируемый стабилизатор тока LM317: Характеристики, виды и схемы

Регулируемый стабилизатор тока LM317: Характеристики, виды и схемы

Регулируемый стабилизатор тока LM317: Характеристики, виды и схемы

Регулируемый стабилизатор тока LM317: Характеристики, виды и схемы

Регулируемый стабилизатор тока LM317: Характеристики, виды и схемы

Особенности подключения

На lm317t схема включения довольно проста, состоит из минимального количества компонентов. При этом их число зависит от назначения устройства. Если изготавливается стабилизатор напряжения, для него потребуются следующие детали: Rs – шунтирующее сопротивление, выполняющее также роль балласта. Выбирается значением около 0,2 Ом, если требуется обеспечить максимальный выходной ток до 1,5 А.

Резистивный делить с R1, R2, подключенный к выходу и корпусу, а со средней точки поступает регулирующее напряжение, образуя глубокую обратную связь. Благодаря чему достигается минимальный коэффициент пульсаций и высокая стабильность выходного напряжения. Их сопротивление выбирается исходя из соотношения 1:10: R1=240 Ом, R2=2,4 кОм. Это типовая схема стабилизатора напряжения с выходным напряжением 12 В.

Будет интересно➡  Схема подключения однофазного и трехфазного электросчетчика: пошаговая инструкция

Если требуется сконструировать стабилизатор тока, для этого понадобится еще меньше компонентов: R1, являющееся шунтом. Им задается выходной ток, который не должен превышать 1,5 А. Чтобы правильно рассчитать схему того или другого устройства, всегда можно использовать калькулятор lm317. Что касается расчета Rs, то его можно определить по обычной формуле: Iвых. = Uоп/R1. На lm317 стабилизатор тока светодиода получается достаточно качественный, который может быть изготовлен нескольких типов в зависимости от мощности LED: для подключения одноватного светодиода с током потребления 350мА необходимо использовать Rs = 3,6 Ом.

Его мощность выбирается не менее 0,5 Вт; для питания трехватных светодиодов потребуется резистор сопротивлением 1,2 Ом, ток составит 1 А, а мощность рассеивания не менее 1,2 Вт. На lm317 стабилизатор тока светодиода получается достаточно надежный, но важно правильно рассчитать сопротивление шунта и выбрать его мощность.

А поможет в этом деле калькулятор. Также на светодиодах и на основе этой МС изготавливают различные мощные светильники и самодельные прожекторы.

Безопасная эксплуатация LM317

Стоит помнить об эксплуатационных характеристиках радиокомпонента и не использовать его в критических условиях. Мощность рассеивания по официальной информации – 20 Вт, а разница входного и выходного напряжений не должна превышать 40 В. Во время пайки температура должна не превышать 260 C. Использовать можно при температуре от 0C до 125C, а хранить от -65C до 150C. Все это официально заявленные характеристики, в реальности они могут расходиться от экземпляра к экземпляру и быть заниженными.

Не стоит использовать элемент при максимальных и минимальных обозначенных значениях. При такой эксплуатации уровень стабильности и надежности значительно упадет. А также крайне желательно использовать радиатор для отвода тепла, так как иначе заявленные характеристики могут не совпадать с реальными.

Производители LM317

Так как LM317 является самым популярным стабилизатором напряжения, то ее выпускают крупнейшие предприятия по производству микросхем:

  • Texas Instruments
  • STMicroelectronics
  • ONS
  • UTC

Плюсы и минусы

Как показывает практика, мощность резистора при эксплуатации лучше увеличить по площади рассеивания на 30 %, а в отсеке низкой конвекции – на 50 %. Кроме ряда преимуществ, стабилизатор тока светодиода LM317 имеет несколько минусов. Среди них:

  • Небольшой коэффициент полезного действия.
  • Необходимость отвода тепла от системы.
  • Стабилизация тока свыше 20 % от предельного значения.

Избежать проблем в эксплуатации прибора поможет применение импульсных стабилизаторов.

Стоит отметить, что если нужно подключить мощный светодиодный элемент мощностью 700 миллиампер, потребуется рассчитать значения по формуле: R = 1, 25/0, 7 = 1.78 Ом. Рассеиваемая мощность соответственно составит 0, 88 Ватт.

схема стабилизатора тока на lm317

В завершение

Регулируемый стабилизатор интегрального типа LM317 оптимально подходит для проектирования простых источников питания, включая блоки и узлы для электронной аппаратуры, оборудованные различными выходными параметрами. Это могут быть устройства с заданным током и напряжением либо с регулируемыми указанными характеристиками. Для облегчения расчета, в инструкции предусмотрен специальный калькулятор стабилизатора, позволяющий подобрать нужную схему и определить возможность приспособления.

Предыдущая
РазноеЭлектропроводка в частном доме своими руками
Следующая
РазноеРасчет падения напряжения в кабеле. Калькулятор расчета потери напряжения в кабеле
Ссылка на основную публикацию
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять