Микросхема LM317

LM317 — регулируемый стабилизатор напряжения на 1,5А.

• Выходной ток 1,5 А.
• Диапазон регулирования выходного напряжения –1,2…37 В.
• Тепловая защита.
• Ограничение тока короткого замыкания.
• Ограничение выделяемой мощности (по встроенным температурным датчикам).
• Может использоваться для стабилизации высоких напряжений.
• В микросхеме отсутствует свинец.

Корпус и назначение выводов

Вывода:

1 – Регулировка.

2 – V_OUT, Выходное напряжение.

3 – V_IN, Входное напряжение.

Теплоотводящая пластина корпуса микросхемы соединена с выводом 2.

Типовая схема применения

*Cin устанавливается в непосредственной близости к регулятору при отсутствии или значительном удалении фильтрующих конденсаторов источника питания.

** CO не влияет на параметры регулятора, но снижает высокочастотные помехи выходного напряжения.

Предельно допустимые значения

Параметр	Обозн.	Величина	Ед. изм.
Диапазон регулирования	VВХ−VВЫХ	−0.3…40	V
Мощность рассеяния	PD	Внутр.огранич.	W
Корпус 221A
TA = +25°C
Тепловое сопротивление	θJA	65	°C/W
кристалл-воздух
Тепловое сопротивление	θJC	5	°C/W
кристалл-корпус
Корпус 936 (D2PAK−3)	PD	Внутр.огранич.	W
TA = +25°C
Тепловое сопротивление	θJA	70	°C/W
кристалл-воздух
Тепловое сопротивление	θJC	5	°C/W
кристалл-корпус
Диапазон рабочих температур	TJ	− 55…+150	°C
Диапазон температур хранения	Tstg	− 65…+150	°C

Примечания:

1. Превышение предельно допустимых значений, указанных в таблице, может привести к необратимым повреждениям микросхемы.
2. Рекомендуемые условия работы не должны превышать работу устройства с предельно допустимыми значениями параметров.
3. Длительная работа с предельно допустимыми значениями в будущем может повлиять на надежность работы устройства.

Электрические характеристики

Параметр	Обозн.	Мин	Тип	Макс	Ед. изм.
Ток на выводе регулировки	IAdj	−	50	100	µA
Опорное напряжение, 3,0V≤VI−VO≤ 40V, 10mA≤IO≤Imax, PD≤Pmax	Vref	1.2	1.25	1.3	V
Минимальный ток нагрузки для начала стабилизации (VI−VO = 40 V)	ILmin	−	3.5	10	mA
Максимальный ток нагрузкиMaximum Output Current	Imax				A
VI−VO≤15 V,		1.5	2.2	−
VI−VO = 40 V,		0.15	0.4	−
Средний уровень шума	N	−	0.003	−	% VO
Уровень пульсаций	RR				dB
без CAdj		−	65	−
CAdj = 10 µF		66	80	−
Температура отключения	−	−	180	−	°C
Тепловое сопротивление кристалл-корпус	RθJC	−	5	−	°C /W

Внутренняя схема LM317

Микросхема содержит 29 транзисторов.

Типовая схема включения для замера параметров

Значение R2 найти по формуле: V_out =I_SET х R2 + 1,250 х V_in, где I_SET=5,25 mA.

Информация для использования

Основные принципы работы LM317

LM317 – 3-выводная интегральная микросхема-стабилизатор напряжения. Это 3-клеммный плавающий регулятор. Для осуществления основной функции по стабилизации выходного напряжения между регулировочным выводом и выходом микросхемы формируется опорное напряжение (Vref) 1,25 В.

Значение выходного напряжения задается по формуле:

Значение тока на регулировочном выводе микросхемы (IAdj) не превышает 100 mkA во всем диапазоне нагрузок и регулируемых напряжений. Поэтому для практического использования вторым членом в формуле можно пренебречь.

На основе анализа формулы можно сделать вывод, что микросхема имеет ограничения по минимальному току нагрузки. Если его значения меньше величины, указанной в соответствующем пункте таблицы «электрические параметры» выходное напряжение будет подниматься.

В LM317 для стабилизации выходного напряжения контролируется опорное напряжение между выводами, поэтому микросхему можно использовать для работы с высокими напряжениями относительно земли.

Рисунок: основная схема включения.

Регулирование нагрузки

LM317 способен стабилизировать выходное напряжение в широком диапазоне нагрузок. Для максимальной эффективности стабилизации необходимо учесть ряд требований:

1. программирующий резистор (R1) размещается максимально близко к микросхеме, чтобы исключить влияние подводящих проводников;
2. заземляющий конец R2 подсоединяется к основным дорожкам (шинам) заземления на плате, чтобы улучшить регулирование нагрузки.

Внешние конденсаторы

Чтобы уменьшить влияние входного импеданса подводящей линии, повысить стабильность работы регулятора, в непосредственной близости к выводу 3 (V_IN) устанавливают входной байпасный конденсатор (C_in), – дисковый 0,1 F или танталовый 1,0 F.

Между выводом регулировки и нулевым проводником устанавливают конденсатор C_Adj. Он предотвращает появление пульсаций на выходе микросхемы. Конденсатор емкостью 10 µF подавляет пульсации на 15 дБ при выходном напряжении 10 В.

LM317 будет эффективно выполнять функции регулятора напряжения и при отсутствии конденсатора С_О. Однако производитель рекомендует устанавливать на выходе микросхемы фильтрующий конденсатор, – 1,0 µF танталовый или 25 µF алюминиевый электролитический. Он погасит возможные ВЧ шумы и помехи и обеспечит стабильность работы регулятора.

Защитные диоды

Если LM317 используется с выходными конденсатора, рекомендуется устанавливать защитные диоды, как показано на рисунке. При снятии питающего напряжения они предотвратят несанкционированную разрядку выходных конденсаторов через вывод 2 (V_OUT) микросхемы.

На рисунке приведена рекомендуемая схема подключения LM317 с защитными диодами для напряжения на выходе свыше 25 В или высоких значений емкости (C_O > 25µF, C_Adj > 10µF).

Комбинация диодов D1 и D2 полностью защищает микросхему от возможного разряда конденсаторов C_Adj и С_О.

Рисунок: регулятор напряжения с диодной защитой.

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.

Типовые эксплуатационные характеристики

График отклика микросхемы на импульс изменения нагрузки.