Ця діаграма LM317 не має для мене ніякого сенсу

20

Отже, це основна проводка для LM317 як регулятора напруги, і це дуже мало для мене сенсу. По-перше, якщо одна шпилька призначена для мого регулювання, навіщо мені потрібен $R_1$ ? $R_2$ дасть мені майже будь-яке значення, яке мені потрібно надіслати. Чи дійсно потрібен $R_1$ ?

Я завжди розумів, що в ланцюзі дільника напруги ви використовуєте ВХОД напруги для подачі потенціометра. Чому ми використовуємо позитивний кінець вихідної напруги для постачання нашого горщика? Не є провідний $R_2$ неправильно? Якщо хтось скаже мені змінити напругу на мою шпильку регулювання, я збираюся створити роздільник напруги з горщиком і надіслати ТО такий вихід на контакт. Але тут вхід V + до горщика - це той самий провід, що і провід, що йде на регулювальний штифт, І той самий провід, що надходить від мого V з 317. Якщо я намагаюся надсилати різний об'єм напруги на мій ІС, як це те, що повинно працювати, коли я протакую стійкий V на те саме місце?

Нарешті, вибачте моє незнання шапки, але якщо конденсатор не є навантаженням, чи не $C_1$ створює коротке замикання?

— Джаред Крейвенс
джерело

6

Мені дуже подобається те, як ви просите про допомогу в розумінні понять, пов’язаних із цим пристроєм. Тож +1 для цього. Гарна відповідь допомогла б не лише вам, а й іншим.

— джонк

R1-R2 утворюють дільник напруги. Вихід цього дільника напруги подається на Adj. Якщо ми видалимо R1, то R2 просто передає напругу на землю до Adj.

— Каз

20

Технічний опис має досить докладний опис використання ADJ штифта з $R_1$ і $R_2$ :

Оскільки і $R_1$ і $R_2$ з'являються в рівнянні для вихідної напруги

V_{out} = 1.25 V \times (1 + \frac{R_{2}}{R_{1}}) + I_{ADJ} R_{2}

$V_{\text{out}} = 1.25\text{ V} \times \left(1 + \frac{R_2}{R_1}\right) + I_{\text{ADJ}}R_2$

вам потрібно обоє для того, щоб реалізувати довільну вихідну напругу. Залежно від очікуваного навантаження та бажаної вихідної напруги, ви зможете зняти $R_1$ . Однак ви повинні підтримувати мінімальний струм навантаження (який у таблиці даних визначається як 10mA), тож якщо ваше навантаження може опуститися нижче, ви повинні розраховувати на дільник $R_1$ і $R_2$ щоб здійснити достатню кількість струму, щоб відповідати цій мінімальній потребі в струмі навантаження.

За допомогою дільника напруги у вас зазвичай є вхідна напруга, яку ви хочете розділити за допомогою пари резисторів. Ви встановлюєте відношення резисторів для встановлення розділеної напруги:

V_{div} = (\frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2}}) V_{input}

$V_{\text{div}} = \left(\frac{R_1}{R_1 + R_2}\right)V_{\text{input}}$

В цьому випадку, розділений вниз напруги $V_{\text{div}}$ встановлюються пристрій (1.25V) , так що ви призахідне співвідношення кількості резисторів для того , щоб встановити напругу «вхідний» дільник напруги в $V_{\text{input}}$ , який є LM317 в $V_{\text{out}}$ .

Нарешті, вибачте моє незнання шапки, але якщо конденсатор не є навантаженням, чи не $C_1$ створює коротке замикання?

Конденсатор має дуже високий (в ідеалі, нескінченний) опір при постійному струмі, тому немає короткого замикання. Цей конденсатор буде коротке замикання сигналів високої частоти (тобто шуму) на $V_{\text{in}}$ , який є бажаним , так як $V_{\text{in}}$ , як передбачається, є джерелом напруги постійного струму.

— Нуль
джерело

2

Незначна зміна. R1 не для мінімального струму навантаження, він використовується для регулювання напруги. LM317 намагатиметься підтримувати падіння напруги на 1,25 через R1, тож якщо R1 відсутня, то ваше рівняння R2 / 0 = нескінченність ... або в основному Vout = Vin.

— Аргус Браун

Скажімо, ви хочете отримати надійний відгук. І R1, і R2 також можуть визначити мінімальний струм навантаження, якщо він занадто низький.

— Невідомо123

1

@ArgusBrown Я знаю, що

допомагає визначити вихідну напругу. Моя думка полягає в тому, що

(і

) також може бути необхідним, щоб діяти як навантаження для того, щоб задовольнити вимогу мінімального струму навантаження. ОП знаходиться під враженням , що він може вибрати « як раз про будь-якому значенні I необхідності» для

(з

видалено), але значення

і

обмежені вимогою поточного мінімального навантаження в доповненні до необхідної потужності Напруга.

R_{1}

$R_1$

R_{1}

$R_1$

R_{2}

$R_2$

R_{2}

$R_2$

R_{1}

$R_1$

R_{1}

$R_1$

R_{2}

$R_2$

— Нуль

17

Огляд

Я уникаю залежно від алгебри як пояснення. (Оскільки алгебра, надаючи кількісні відповіді, часто не допомагає людям щось зрозуміти, якщо вони не дуже добре володіють математикою.) Незалежно, все одно корисно мати таблицю даних. Отже, ось LM317-таблиця даних TI просто для зручності при необхідності.

Найкращий спосіб зрозуміти щось - спробувати поставити себе всередині пристрою і "думати так, як це робиться". Співпереживайте пристрою, так би мовити. Тоді пропадає багато таємниць.

Наприклад, в програмуванні немає нічого, що програма робить, що не можна зробити вручну. (Це чи практично це зробити, це інше питання.) Отже, як і в електроніці, хороший спосіб зрозуміти деякий алгоритм програмування - це просто сісти з папером і деякими предметами перед вами і просто зробити речі, вручну, своїми руками. Це майже завжди отримує точку впоперек, глибоко всередині. І тоді загадка згасає.

Знати назву чогось НЕ то, що знати щось. Найкращий спосіб щось знати - це спостерігати і спостерігати за цим. Тому давайте розглянемо пристрій.

Посилання на внутрішню напругу LM317

Внутрішній пристрій містить дуже спеціальний тип опорного напруги, який встановлюється приблизно $1.25\:\text{V}$ . Дизайн одного з них, до речі, непростий. Особливо, якщо ви хочете, щоб показник напруги залишався постійним протягом широкого діапазону робочих температур і коливань ІС під час виготовлення та протягом тривалого періоду. Ось що говорить про це аркуш даних:

Ви можете бачити, що для широкого діапазону вихідних струмів, вхідних напруг та температури (див. Примітку) ця напруга гарантовано залишатиметься між $1.2\:\text{V}$ і $1.3\:\text{V}$ . Це ціле досягнення.

Для того, щоб ця опорна напруга працювала добре, дизайнерам також знадобилося якесь джерело струму. Причина полягає в тому, що для того, щоб зробити такий хороший показник напруги, їм також потрібно забезпечити відносно передбачуваний струм, що протікає через нього. (Пам'ятайте, ви подаєте напругу на вході десь від $3\:\text{V}$ до $40\:\text{V}$ ) Отже, є також джерело струму, яке забезпечує передбачуваний струмчерезопорний напруги, щоб зробити це добре. Цей факт ви можете побачити з цієї частини даних:

Джерело струму вони застосовувати джерела його ток від на IN штифта. Але цей струм повинен залишитись за допомогою якогось іншого штифта - у цьому випадку, а саме - ПРИЄДНО . Отже, струм цього джерела струму називається кінцевим струмом "НАСТРОЙКА". Ви повинні пам’ятати про цей факт під час використання пристрою. Ви повинні надати засоби для струму цього джерела поточного джерела, щоб залишити пристрій і перейти до основного опору.

Давайте резюмуємо. Щоб цей регулятор напруги виконав свою роботу, дизайнери відчули, що потрібно включити внутрішню (приховану) опорну напругу. (Їм це потрібно, щоб вони могли використовувати його для порівняння, а потім вирішити, як "регулювати" потрібну вам напругу - незабаром я обговорю ці деталі.) Для того, щоб зробити хороший внутрішній показник напруги, їм знадобився струм джерело. Через це вони також повинні були повідомити вам, що ви повинні допомогти їм, зануривши цей струм за допомогою штифта ADJUST . Тож вони також це вказують.

Тепер вам слід пам’ятати про дві речі: (1) напруга посилання; і (2) регулювання струму контактів. Але ПІДКЛЮЧНИЙ струм контакту є лише наслідком надання цієї напруги. Тож головне, що потрібно пам’ятати, щоб зрозуміти пристрій, це посилання на напругу (а не ПІДКЛЮЧНИЙ струм, що є необхідним злом, так би мовити).

Це лише один із внутрішніх ресурсів пристрою. Він також включає деякі спеціальні схеми для захисту від занадто великого струму і для захисту від серйозного перегріву в процесі експлуатації. Таким чином, ви отримуєте термозахист, вбудований в пристрій теж.

Метод регулювання напруги

З урахуванням вищезазначеного, основна ідея LM317 полягає в наступному:

схематичні

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

$1.25\:\text{V}$ $1.25\:\text{V}$

Це суть у розумінні того, як він працює. Переконайтеся, що ви пробіжите це через голову кілька разів. Просвердлите його.

Використання LM317

$R_2$ $1.25\:\text{V}$

$1.25\:\text{V}$ $R_1$ $R_1$ $I_{R_1}\approx \frac{1.25\:\text{V}}{R_1}$

$I_{R_1}$ $R_1$

$I_{R_1}\approx 5.2\:\text{mA}$ $100\:\mu\text{A}$

$I_{R_1}$ $R_1$

$R_1$ $5.2\:\text{mA}$ $5.3\:\text{mA}$ $R_1$

$R_2$ $5\:\text{k}\Omega$ $R_2$ $26-27\:\text{V}$ $\approx 1.25\:\text{V}$ $27.2\:\text{V}$ $28.3\:\text{V}$

Однак, щоб досягти цих пікових напруг, вам доведеться мати вхідний джерело, який вище. За рекомендованих умов роботи ви можете побачити наступне:

$R_1$ $32\:\text{V}$

Інші види використання

$R_2$ $R_1$ $R_1$ $R_1$ . Оскільки весь цей струм повинен доходити до землі шляхом, який ви надаєте, використання батареї на цьому шляху означає, що він отримає постійний струм для його підзарядки. (Звичайно, є й інші проблеми. Вам потрібно буде стежити за процесом зарядки та зупиняти його, коли акумулятор заряджений або більше не потребує постійного струму. Але справа залишається - LM317 також можна використовувати як постійний струм джерело замість джерела постійної напруги.)

— жарт
джерело

6

Малюнок 1. За пропозицією таблиці.

LM317 працює, регулюючи його вихід на 1,25 В вище напруги на штифті ADJ.
$\frac {1.25}{240} = 5.2 \ \text {mA}$
Постійний струм через R2 означає, що падіння напруги по ньому змінюється лінійно при опорі R2. Це дуже зручно, якщо ви хочете, щоб напруга змінювалося пропорційно кутовому обертанню R2.

схематичні

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Малюнок 2. План ОП.

Тепер спробуємо зробити це по-своєму.

$P = I^2 R$ $I = \sqrt {\frac {P}{R}} = 5 \ \text {mA}$
$\frac {1.25}{5m} = 0.25\ \text k \Omega$

Тепер давайте подивимось на лінійність - припустимо, що ми не перевернули склоочисник до кінця і спалили горщик:

$V_{out} = \frac {1+4}{1}(1.25) = 6.25 \ \text V$
$V_{out} = \frac {2+3}{2}(1.25) = 3.125 \ \text V$
$V_{out} = \frac {3+2}{3}(1.25) = 2.08 \ \text V$
$V_{out} = \frac {4+1}{4}(1.25) = 1.56 \ \text V$
$V_{out} = \frac {5+0}{5}(1.25) = 1.25 \ \text V$

Очевидно, що регулювальний горщик буде нелінійним. Вихід зменшується вдвічі при коригуванні з 20% до 40%.

Нарешті, вибачте моє незнання шапки, але якщо конденсатор не є навантаженням, чи не С1 створює коротке замикання?

Конденсатори, як підказує символ, - це паралельні пластини, розділені непровідним зазором. Струм постійного струму не може протікати через конденсатор, як тільки він заряджається.

— Транзистор
джерело

3

Як обчислити значення резистора, вже отримано детальну відповідь. Дозвольте спробувати прояснити ваше плутанину щодо дільника напруги: як ви сказали, він забезпечує частку вхідної напруги відповідно до відношення резисторів. Єдина плутанина тут: вона використовується для вибірки вихідної напруги вашого контролера, щоб слугувати еталоном для контролю напруги.

Навіть якщо ви розумієте LM317 лише як чорний ящик, спробуйте розглянути його як пристрій, який намагатиметься утримувати напругу між шпильками Vout та Adj як 1,25 В. Якщо ця різниця нижча за 1,25 В, Vout буде збільшуватися, якщо вона вище, Vout зменшується. Співвідношення вихідної напруги задається дільником напруги.

Таким чином LM317 намагається компенсувати коливання струму, що вимагає навантаження, а також коливання вхідної напруги. Формули в таблиці дозволяють розрахувати значення резистора для отримання 1,25 В між згаданими штифтами для заданої вихідної напруги.

— вангело
джерело

2

Завжди є фіксований 1,25 В між вихідними та регулювальними штифтами. Тому з'єднання R1 між цими двома штифтами змушує постійний струм текти через R1. Цей струм повинен протікати через R2 (він більше нікуди не може переходити!), Викликаючи постійне падіння вольт через R2. Тому вихідна напруга регулятора дорівнює напрузі, що падає, через R2 + 1,25 В.

Сказане є хорошим наближенням, але не зовсім точно. Дуже невеликий струм витікає з регулювального штифта через R2 на землю, трохи збільшуючи напругу, що падає на R2 і, отже, трохи збільшуючи вихідну напругу.

Vout = ((1,25 / R1) * R2 + 1,25 В) + (R2 * Iadj)

Конденсатори відкритого контуру постійного струму.

— Джеймс
джерело

2

Давайте подивимось, як працює LM317!

Внутрішній інтерфейс LM317 (не вбудований через можливі причини авторського права)

LM317 регулює напругу клеми V _OUT, поки напруга клеми ADJ не на 1,25 вольт нижче V _OUT. Він використовує компаратор напруги (операційний підсилювач), де один з входів є вихідним штифтом, інший з входів підключається до регулювального штифта, але не безпосередньо, а через ланцюг, який ефективно працює як стабільна напруга 1,25 вольта джерело (постійне падіння напруги). Операційні підсилювачі відомі своїм високим вхідним опором, тому струм ADJ буде мінімальним. Тоді операційний вихід підсилювача використовується для регулювання базової напруги транзистора, так що напруга випромінювача на виході буде базовою напругою мінус падіння напруги транзистора, що в даному випадку є парою Дарлінгтона. (Гаразд, це пояснення дещо спрощує речі, але саме так ви створите найпростіший можливий регульований регулятор напруги.)

Отже, якщо різниця напруги V _OUT - ADJ менше 1,25 вольт, V _OUT дуже швидко відкручується, до максимуму, якщо це потрібно.

Якщо, з іншого боку, різниця напруги V _OUT - ADJ перевищує 1,25 вольт, V _OUT дуже швидко знижується до мінімуму, якщо це необхідно.

Ідея полягає в тому, що різниця напруги V _OUT - ADJ - це деяка частка вихідної напруги на клемі, що визначається дільником напруги.

Якщо у вас тільки R2, без R1, то напруга клеми ADJ буде нульовим, і воно буде мати змінний опір до землі (що не має корисного ефекту, оскільки струм в терміналі ADJ мінімальний).

Якщо у вас є і R1, і R2, напруга клемної напруги визначається дільником напруги між V _OUT та землею.

Примітка R2 є змінним резистором, а не потенціометром (хоча ви можете зробити потенціометр у змінному резисторі, з'єднавши центральний штифт до одного з крайніх штифтів і використовуючи два з'єднані разом штирі з іншим крайнім штифтом або просто використовуючи центральний штифт і один із крайніх штифтів).

Ви можете мати той же ефект, підключивши один крайній штифт потенціометра до землі, інший крайній штифт до V _OUT, а центральний штифт - ADJ.

Зверніть увагу, що це просте пояснення ігнорувало струм терміналу регулювання. Для більш повного пояснення дивіться схвалену відповідь.

— юхіст
джерело

$V_{OUT}$

Ваша редакція покращила кілька пунктів. Додайте зображення з ti.com/ds_dgm/images/fbd_slvs044x.gif і посилайтеся на нього, як ви пишете. Ви побачите, що " один із входів є стабільним джерелом напруги 1,25 вольта між вихідним регулятором і входом підсилювача " невірно. Я виявив, що написання гарної відповіді змушує мене навчитися трохи більше. Продовжувати йти.

— Транзистор

Добре, я вперше описав, як я створив би ручний лінійний регулятор, який регулюється. Друга редакція Я намагався бути дещо точнішим до роботи LM317, але, мабуть, внутрішній апарат LM317 відрізнявся від того, що я вважав їх. Сподіваємось, опис цього разу досить точний!

— juhist

Ви насправді правильні щодо авторських прав на Texas Instruments : "Це також означає, що ви не можете без нашого дозволу" дзеркально відображати "цю інформацію на своєму власному сервері або змінювати або використовувати цю інформацію в іншій системі". Я не можу уявити, що існує якась реальна проблема, коли ви просуваєте розуміння їх продукту та надаєте посилання на джерело. +1 для виправлень.

— Транзистор

1

R1 і R2 - регулювання. Вони утворюють змінний дільник напруги, який генерує вхідну напругу на штифт Adj. Якщо ви прочитаєте аркуш, ви побачите, що напруга на виході регулюється на 1,25 В більше, ніж напруга на штифті Adj.
Вихідна напруга використовується для живлення дільника напруги, оскільки воно стабільне і регулюється, якщо ви використовували вхідний джерело, будь-який шум, пульсація або зміна з навантаженням буде передано на штифт Adj, а потім з'явиться на виході.
Потрібно переглянути ще раз ланцюг, напруга, застосована до Adj, буде змінюватися в міру зміни R2. Це звичайний спосіб нанесення змінного резистора. Pin Adj, один кінець R1 і склоочисник R2 з'єднані між собою, а не другий кінець R2.
Ні С1, ні С2 не є короткими замиканнями. У постійному струмі хороший конденсатор виглядає як відкрита схема. Їх мета - обхід будь-якого компонента змінного струму або шуму на землю, тим самим зменшуючи їх дію. Лист даних навіть говорить, що ви можете обійти Adj, "щоб досягти дуже високих коефіцієнтів відхилення пульсацій".
В інформаційному аркуші є набагато більше корисної інформації з безліччю прикладів використання LM317 для різних завдань.

— Пітер Дженнінгс
джерело

Ви кажете "ні С2, ні С2". Що ж стосується C1 і C2 є коротким замиканням, ковпачок якості може вести себе на короткий час в якості ближнього короткого замикання в деяких випадках. Зазвичай це не складе проблем, але добре бути в курсі ситуацій, коли це може бути, особливо, коли велика кришка знаходиться нижче за вимикачем.

— supercat

0

Просто додати деталі, які досвідчені користувачі можуть навіть більше не помічати:

R2 змінний резистор - не потенціометр. На практиці може використовуватися той самий фізичний пристрій, але змінний резистор - це два кінцеві пристрої, тоді як потенціометр має три клеми.

Якщо ви читаєте R2 як потенціометр, то він, мабуть, намальований кінцем резистора, підключеним, і склоочисник не підключений (плаваючий), що явно не має сенсу. Один з клем R2 підключений до склоочисника.

— vwegert
джерело