L'alimentazione ricevuta all'estremità del carico o dell'utenza ha fluttuazioni nei livelli di tensione a causa di carichi irregolari o condizioni basate sulla rete elettrica locale. Queste fluttuazioni di tensione possono portare alla riduzione della durata degli apparecchi elettrici ed elettronici dell'utente o al danneggiamento dei carichi. Quindi, è necessario proteggere i carichi da sovratensioni e sottotensioni o necessità di fornire una tensione costante ai carichi e di mantenerla stabilità della tensione di sistema utilizzando la tecnica di regolazione. La regolazione della tensione può essere definita come il mantenimento della tensione costante o il mantenimento del livello di tensione di un sistema entro limiti accettabili su un'ampia gamma di condizioni di carico e quindi i regolatori di tensione vengono utilizzati per la regolazione della tensione. Per la regolazione della tensione lineare e il regolatore di tensione LM317 regolabile occasionalmente viene utilizzato in cui si intende la tensione non standard.
Cos'è il regolatore di tensione?
La regolazione della tensione in a sistema di alimentazione può essere ottenuto utilizzando un dispositivo elettrico o elettronico chiamato come regolatori di tensione. Esistono diversi tipi di regolatori di tensione come regolatori di tensione fissa e regolatori di tensione variabile. Questi sono ancora suddivisi in molti tipi come regolatori di tensione elettronici,Elettromeccanicoregolatori, regolatori di tensione automatici, regolatori di tensione lineari, regolatori di commutazione, regolatori di tensione LM317, regolatori ibridi, regolatori SCR e così via.
Regolatore di tensione
Regolatore di tensione LM317
Regolatore di tensione LM317
Si tratta di un tipo di regolatori di tensione lineare positiva utilizzati per la regolazione della tensione, inventato da Robert C. Dobkin e Robert J. Widlar mentre lavoravano alla National Semiconductor nel 1970. È un regolatore di tensione regolabile a tre terminali ed è facile da usare perché per impostare la tensione di uscita sono necessarie solo due resistenze esterne nel circuito del regolatore di tensione LM317. È utilizzato principalmente per la regolamentazione locale e sulla carta. Se ci colleghiamo una resistenza fissa tra l'uscita e la regolazione del regolatore LM317, il circuito LM317 può essere utilizzato come regolatore di corrente di precisione.
Circuito regolatore di tensione LM317
I tre terminali sono pin di ingresso, pin di uscita e pin di regolazione. Il circuito LM317 è mostrato nella figura sottostante è un tYconfigurazione pical dello schema elettrico del regolatore di tensione LM317 compresi i condensatori di disaccoppiamento. Questo circuito LM317 è in grado di fornire variabili Alimentazione DC con un'uscita di 1A e può essere regolato fino a 30V. Il circuito è costituito da un resistore low-side e un resistore high-side collegati in serie formando un partitore di tensione resistivo che è un circuito lineare passivo utilizzato per produrre una tensione di uscita che è una frazione della sua tensione di ingresso.
I condensatori di disaccoppiamento vengono utilizzati per il disaccoppiamento o per impedire l'accoppiamento indesiderato di una parte di un circuito elettrico da un'altra parte. Per evitare l'effetto del rumore causato da alcuni elementi del circuito sui restanti elementi del circuito, il condensatori di disaccoppiamento nel circuito sono utilizzati per indirizzare il rumore in ingresso e i transitori in uscita. Un dissipatore di calore viene utilizzato con il circuito per evitare che i componenti si surriscaldino a causa di una maggiore dissipazione di potenza.
Circuito regolatore di tensione LM317
Caratteristiche
Ci sono alcune caratteristiche speciali del regolatore LM317 e alcune sono le seguenti:
- È in grado di fornire una corrente in eccesso di 1,5 A, quindi è concettualmente considerato come un amplificatore operazionale con una tensione di uscita compresa tra 1,2 V e 37 V.
- Il circuito del regolatore di tensione LM317 è costituito internamente da protezione da sovraccarico termico e limitazione della corrente di cortocircuito costante con la temperatura.
- È disponibile in due pacchetti come pacchetto transistor a 3 conduttori e D2PAK-3 a montaggio superficiale.
- L'immagazzinamento di molte tensioni fisse può essere eliminato.
Funzionamento del circuito del regolatore di tensione LM317
Il regolatore LM317 può fornire una corrente di uscita in eccesso e quindi con questa capacità, è concettualmente considerato come un amplificatore operazionale . Il perno di regolazione è l'ingresso invertente dell'amplificatore e per produrre una tensione di riferimento stabile di 1,25 V, viene utilizzata una tensione di riferimento bandgap interna per impostare l'ingresso non invertente.
La tensione del pin di uscita può essere regolata continuamente su una quantità fissa utilizzando un divisore di tensione resistivo tra l'uscita e la massa, che configurerà l'amplificatore operazionale come un amplificatore non invertente.
Una tensione di riferimento bandgap viene utilizzata per produrre una tensione di uscita costante indipendentemente dai cambiamenti nella potenza di alimentazione. Viene anche chiamata tensione di riferimento indipendente dalla temperatura utilizzata frequentemente nei circuiti integrati.
La tensione di uscita (idealmente) del circuito del regolatore di tensione LM317
Vout = Vref * (1+ (RL / RH))
Viene aggiunto un termine di errore perché una certa corrente di riposo fluisce dal perno di regolazione del dispositivo.
Vout = Vref * (1+ (RL / RH)) + IQR
Per ottenere un'uscita più stabile, lo schema del circuito del regolatore di tensione LM317 è progettato in modo tale da rendere la corrente di riposo inferiore o uguale a 100 micro Ampere. Pertanto, in tutti i casi pratici, l'errore può essere ignorato.
Se sostituiamo il resistore low-side del partitore dallo schema del circuito del regolatore di tensione LM317 con il carico, la configurazione risultante del regolatore LM317 regolerà la corrente su un carico. Quindi, questo circuito LM317 può essere trattato come circuito regolatore di corrente LM317.
Regolatore di corrente LM317
La corrente di uscita è la caduta di tensione della tensione di riferimento attraverso la resistenza RH ed è data come
La corrente di uscita nel caso ideale è
Io fuori= Vref / RH
Considerando la corrente di riposo, la corrente di uscita è data come
Io fuori= (Vref / RH) + IQ
Questi regolatori di tensione lineari LM317 e LM337 sono spesso utilizzati in Convertitore DC-DC applicazioni. I regolatori lineari assorbono naturalmente molta corrente mentre forniscono. La potenza prodotta a causa della moltiplicazione di questa corrente con la differenza di tensione tra l'ingresso e l'uscita verrà dissipata e sprecata come calore.
A causa di ciò, il calore deve essere preso in considerazione per un progetto significativo e porta all'inefficienza. Se la differenza di tensione aumenta, la potenza sprecata aumenterà e talvolta questa potenza dissipata sarà maggiore della potenza fornita.
Anche se questo è insignificante, ma poiché i regolatori di tensione lineari con alcuni componenti aggiuntivi sono un modo semplice per ottenere una tensione stabile, dobbiamo accettare questo compromesso. I regolatori di tensione di commutazione sono un'alternativa a questi regolatori lineari poiché questi regolatori di commutazione sono generalmente più efficienti, ma richiedono un numero maggiore di componenti per la progettazione e quindi richiedono più spazio.
Spero che questo articolo dia una breve descrizione del circuito del regolatore di tensione LM317 con il funzionamento. Inoltre, per eventuali chiarimenti in merito al regolatori di tensione e loro applicazioni , puoi sentirti libero di contattarci pubblicando i tuoi commenti o domande nella sezione commenti qui sotto.
