|
| |
|
Слаботочка Книги 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [35] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА LM317L >    {з]-о IN 6.2 В {Т]-О OUT Номинал обозначенных резисторов подгоняется при изготовлении. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ИС Стабилизатор LM317L обеспечивает опорное напряжение Vref с номинальным значением 1.25 В (падение напряжения между выходным и управляющим выводами). Опорное напряжение прикладывается к программирующему резистору R1, а поскольку значение этого напряжения постоянно, то постоянно и значение тока 1и который протекает через резистор R2 установки выходного напряжения Уоит. + Iadj Я2 Ток через управляющий вывод (значение тока 100 мкА) входит в приведенной выше формуле в слагаемое, которое определяет погрешность, поэтому при разработке стабилизатора LM317L стремились предельно снизить этот ток Iadj< и таким образом уменьшить, насколько зто возможно, изменения выходного напряжения и тока нагрузки. Для этой цели, весь ток покоя замыкается на выходной вывод ИС, сводя к минимуму требования к току нагрузки. Если нагрузка на выходе не соответствует зтим требованиям, то выходное напряжение будет расти. Рис. 13. Схема протекания токов через выводы LM317L LM317L V,n vout adj vout ВНЕШНИЕ КОНДЕНСАТОРЫ Рекомендуется входной шунтирующий конденсатор. Практически для любых вариантов применения приемлем входной конденсатор дискового типа (емкость 0.1 мкФ), либо твердотельный танталовый конденсатор (емкость 1 мкФ). Использование конденсаторов в управляющих или выходных цепях приводит к повышенной чувствительности схемы к отсутствию шунтирования на входе, но приведенные выше значения емкости позволяют устранить проблемы, связанные с такой входной повышенной чувствительностью ИС. Значение коэффициента сглаживания (подавления) пульсаций напряжения повышается, а уровень шумового напряжения снижается, при шунтировании емкостью на землю управляющего вывода ADJ. Такой шунтирующий конденсатор предотвращает усиление пульсаций напряжения и шумового напряжения по мере повышения выходного напряжения. Так например, при любом уровне выходного напряжения, шунтирующий конденсатор емкостью 10 мкф позволяет обеспечить значение коэффициента сглаживания пульсаций 80 дБ, Дальнейшее увеличение емкости этого конденсатора не дает уже ощутимого улучшения значения данного коэффициента на частотах выше 120 Гц. При использовании шунтирующего конденсатора иногда необходимо вводить предохранительные диоды с целью защиты от тока разряда конденсатора, который протекает через встроенные в ИС цепи и может привести к повреждению ИС. В целом предпочтительнее использование твердотельных танталовых конденсаторов. Конденсаторы этого типа характеризуются низким импедансом на высоких частотах, и несмотря на некоторый разброс параметров, связанный с конструктивно-технологическим исполнением танталовых конденсаторов, такой конденсатор емкостью 1 мкф эквивалентен на высоких частотах емкости 25 мкФ электролитического алюминиевого конденсатора. Керамические конденсаторы также хорошо работают на высоких частотах; но для некоторых их типов имеет место значительное падение емкости на частотах порядка 0.5 МГц. Именно по этой причине дисковый конденсатор емкостью 0.01 мкф может обеспечить лучший шунтирующий эффект в схеме, чем такого же типа дисковый конденсатор, но емкостью 0.1 мкф. Хотя ИС LM317L устойчиво работает, подобно любым схемам с обратной связью, и при отсутствии выходных конденсаторов, некоторые значения внешней емкости могут привести к переходному процессу в виде затухающих колебаний. Это относится к значениям емкости в диапазоне от 500 пФ до 5000 пФ. Твердотельный  интегральные танталовый конденсатор емкостью 1 мкф (либо алюминиевый электролитический конденсатор емкостью 25 мкФ) сглаживает этот эффект на выходе схемы и повышает устойчивость ее работы. НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ПО ТОКУ НАГРУЗКИ ИС LM317L может обеспечить очень хорошие показатели нестабильности по току нагрузки, но для их реализации следует учитывать ряд обстоятельств. Резистор установки тока нагрузки, который подключен между выходным и управляющим выводами ИС (номинальное значение сопротивления 240 Ом) следует подсоединять непосредственно к выходу стабилизатора, как можно ближе к нему, чем к нагрузке. Это снижает перепады напряжения, которые обусловлены последовательным сопротивлением в цепи опорного напряжения. Так, например, стабилизатор на 15 В с сопротивлением проводки между выходом стабилизатора и нагрузкой 0.05 Ом, будет иметь нестабильность по току, в результате влияния этого сопротивления, равную 0.05 Ом х При подключении резистора установки тока ближе к нагрузке, сопротивление этой проводки по переменному току будет равно: 0.05 Ом х (1 + R2/R1), или, применительно к рассматриваемому примеру, в 11.5 раз хуже. На Рис. 14 показано влияние сопротивления проводки, подключенной между стабилизатором и резистором установки тока номиналом 240 Ом. При использовании ИС в корпусе типа ТО-92, достаточно легко минимизировать указанное сопротивление от корпуса ИС до резистора установки тока, путем использования двух независимых выводов для выходного вывода ИС Сближение точек заземления резистора R2 и нагрузки желательно осуществлять дистанционными способами выбора зтих точек, исходя из показаний нестабильности по току нагрузки. Рис. 14. Схема стабилизатора с учетом сопротивления проводников цепи нвгрузки. RI 240 ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ При рассеивании мощности в ИС LM317L, распространение температурного градиента в кристалле влияет на работу отдельных его схем. В стабилизаторе на базе ИС этот градиент особенно ощутим из-за значительной рассеиваемой в ИС мощности. Термостабилизация - зто влияние подобных температурных градиентов на выходное напряжение (впроцентах), отнесенное к изменению мощности (в Ваттах) за определенный интервал времени. Погрешность термостабилизации не зависит от электрической стабилизации или ТК, и проявляется спустя 5...50 мс после соответствующего изменения мощности рассеивания. Термостабилизация зависит от топологии и схемотехники ИС Термостабилизация для стабилизатора напряжения оценивается в процентном выражении изменения выходного напряжения Vqut, отнесенного к изменению мощности в Вт, за первые 10 мс с момента скачка мощности. Для ИС LM317L предельное значение зтого показателя - 0.2 %/Вт. На графической зависимости, отражающей процесс термостабилизации LM317L (см. Рис. 12), показано, что при воздействии импульса мощностью 1 Вт в течение 10 мс выходное напряжение меняется только на 7 мВ (0.07 % от значения выходного напряжения -10 В). Значение этого показателя, таким образом, лежит в границах, которые приведены в справочных данных: 0.2 %/Вт х 1 Вт = 0.2% (максимальное значение). После прекращения действия указанного импульса мощностью 1 Вт, опять срабатывает процесс термостабилизации в результате охлаждения кристалла LM317L -выходное напряжение возвращается на прежний уровень (обратный перепад напряжения на 7 мВ). Следует отметить, что погрешность нестабильности по току порядка 14 мВ (0.14 %) является дополнительной к погрешности термостабилизации. ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ При подключении внешних конденсаторов к любому стабилизатору на ИС, целесообразно в ряде случаев вводить предохранительные диоды, для предотвращения тока разряда этих конденсаторов, который проходит по внутренним цепям ИС Конденсаторы емкостью более 10 мкФ характеризуются слишким малым внутренним последовательным сопротивлением (ЭПС) для предотвращения тока порядка 20 А, при возникновении короткого замыкания. Несмотря на малую продолжительность таких токов, они несут достаточно энергии для частичного повреждения ИС При подключенном к стабилизатору выходном конденсаторе, короткое замыкание на входе схемы приводит к разряду этого конденсатора через выходную цепь стабилизатора. Ток разряда зависит от емкости конденсатора, выходного напряжения стабилизатора и скорости спада входного напряжения Ц. В ИС LM317L, цепь такого разряда проходит через р-п-переход мощного транзистора, что позволяет без повреждения ИС выдерживать зк-страток порядка 2 А. Это является исключением из общего правила и нетипично для других стабилизаторов положительного напряжения. Для выходных конденсаторов емкостью не более 25 мкФ, потребность в подобных предохранительных диодах отсутствует. Возможен разряд шунтирующего конденсатора, подключенного к управляющему выводу, через слаботочные р-п-переходы кристалла ИС Подобный разряд имеет место только при коротком замыкании входа либо выхода ИС В LM317L встроен резистор на 50 Ом, ограничивающий предельный разрядный ток. При выходном напряжении не более 25 В и конденсаторе емкостью 10 мкф никакой защиты не требуется. На Рис. 15 показана схема на базе LM317L, в которой использованы предохранительные диоды, предназначенные для вариантов применения с выходным напряжением более 25 В и большим значением емкости выходного конденсатора. Рис. 15. Стабилизатор с защитными диодами. D1 1N4002 LM317I. V Vow АШ D2 1N4002 С2 10.0 R1 240 VouT= 1,25V (1+) + Р21д D1 защита разряда от С1 D2 защита разряда от С2 ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ Рис. 16. Стабилизатор с выходным напряжением, устанавливаемым логическими сигналами V,nO-  SI3SAA04 входы О Определяет максимальное значение Vour Рис. 17. Стабилизатор на 15 В с задержкой включения  П R1 240 U R3 51 к J 1N4002 2N2905-. С1 +1 25.0 Г
Рис. 19. Прецизионный ограничитель тока ouT=4r + 1 [MAI -О Рис. 20. Усилитель с высоким усилением R1 Юк R2 12 -О 8ЫХ0Д LM395 Рис. 21. Регулируемый стабилизатор с улучшенным подавлением пульсаций tM317L . ММ  Y т°° о Конденсатор с 1 разряжается при КЗ выходного напряжения на землю ® Твердотельный танталовый конденсатор Рис. 22. Высокостабильный стабилизатор на 10 В VouT=108 LM129A 2 1.5к Рис. 23. Регулируемый стабилизаторе ограничением тока с; о. 0) о 3 >s о S 1 оит -о R1 120 R4 = 2R3 = 22 R3 10 VouT=1.25[8]x (1 + ) Ток КЗ равен приблизительно 600 M8/R3, или 60 мА (по сравнению с предельным током 200 мА для LM317LZ). При выходном токе 25 мА, падение напряжения на R3 и R4 только0,75 8. sissaau Рис. 24. Стабилизатор с выходным напряжением О...30 В V,. = 35 8  -108 R3 680 Рис. 25. Стабилизатор с током КЗ 15 мА  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [35] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 |
|||||||||||||||||||||||