Hoe IC LM337 werkt: gegevensblad, toepassingscircuits

In dit bericht zullen we het hebben over de functie van een interessant spanningsregelaarapparaat: de LM337, die in feite het negatieve complementaire apparaat is voor de populaire LM317 IC ​

Gebouwd met een instelbare negatieve spanning met 3 aansluitingen, kan deze regelaar gemakkelijk ongeveer 1,5 A leveren met een uitgangsspanningsbereik van -1,2 V tot -37 V.

Het is ongelooflijk eenvoudig te gebruiken en heeft slechts twee externe weerstanden nodig om de uitgangsspanning te configureren. Andere coole functies zoals interne stroombegrenzing, thermische uitschakeling en veilige gebiedscompensatie maken de LM337 uitzonderlijk robuust.

Dit apparaat is geschikt voor de verschillende toepassingen, inclusief lokale en on-the-board spanningsregeling. Verder kan de LM337 worden gebruikt om een ​​programmeerbare uitgangsregelaar te construeren. Als je een permanente weerstand aanbrengt tussen de regeling en de uitgang, wordt de elektronische component omgevormd tot een nauwkeurige stroomregelaar.

Omdat het een complementair apparaat is voor de IC LM317, die een positieve spanningsregelaar is, worden de twee vaak gebruikt om zeer veelzijdige dubbele spanningsregelaar voedingen ​

Belangrijkste kenmerken

Enkele van de belangrijkste kenmerken van de IC LM337 zijn:

• Een extra uitgangsstroom van 1,5 A.
• Variabele uitgangsspanning in het bereik van -1,2 V en -37 V.
• Ingebouwde thermische overbelastingsbeveiliging
• Ingebouwde kortsluiting, overstroombegrenzing en overhittebescherming.
• Uitgangstransistor veilige zone retour
• Een onbeperkte werking voor hoogspanningstoepassingen
• Verlicht de opslag van permanente spanningen
• Verkrijgbaar in opbouwmontage D^tweePAK en typisch 3-afleidingen transistorpakket
• Loodvrij en RoHS-compatibel

LM337 Variabel spanningsschema

Pinout-details en werken

LM337 Absolute maximale beoordeling

LM337 Elektrische kenmerken

In de elektrische kenmerken voor de vermelde testscenario's worden de parametrische prestaties van het product weergegeven, tenzij anders beschreven.

Er zijn een paar uitzonderingen waarbij de productprestaties mogelijk niet worden weergegeven in de elektrische kenmerken, zoals hieronder weergegeven.

1. T_laagtot T_hoog= 0 ° tot 125 ° C, voor LM337T, D2T. T_laagtot T_hoog= -40 ° tot + 125 ° C, voor LM337BT, BD2T.
2. ik_{max. hoogte}= 1,5 A, P_{max. hoogte}= 20 W.
3. De belasting en lijnregeling worden genoteerd bij een constante junctietemperatuur. Mogelijk is er een verandering in V_OFvanwege de verwarmingsimplicaties die worden beschreven onder de specificatie Thermische regeling. Hier wordt een pulstest met een lage inschakelduur gebruikt.
4. C_adj, indien toegepast, is verbonden tussen de afstelpen en de grond.
5. Een temperatuurcurve op de matrijs wordt gegenereerd als er vermogensdissipatie is binnen een IC-spanningsregelaar. Dit heeft invloed op de afzonderlijke IC-componenten op de matrijs en de effecten ervan kunnen worden verzacht door een goed circuitontwerp en lay-outmethoden. Het effect van deze temperatuurcurves op de uitgangsspanning wordt gegeven onder Thermische regeling, als het percentage uitgangsverandering per watt vermogensverandering binnen een gespecificeerd interval.
6. Omdat stabiliteit op lange termijn niet voor elk onderdeel kan worden gekwantificeerd vóór verzending, dient deze specificatie als een ruwe schatting van de gemiddelde stabiliteit.

Basiswerking en werking van het circuit

De LM337 is een vlottende regelaar met drie terminals. Het werkt in feite door een nauwkeurige -1,25 V-referentie (V._ref) tussen de uitgang en de regelklemmen.

Deze referentiespanning wordt omgezet in een programmeerstroom (I._PROG) door R, zoals weergegeven in Figuur 17. Hierdoor gaat deze constante stroom via R2 vanaf de grond.

De onderstaande vergelijking beschrijft de gereguleerde uitgangsspanning:

V_uit= V_ref(1 + R2 / R1) + I_AdjR2

De LM337 kan worden gebruikt om de verstelklem (I._Adj) lager dan 100 µA en constant houden, vanwege het feit dat de stroom I_Adjpin betekent een foutterm in de bovenstaande formule. Om dit te implementeren, wordt alle bedrijfsstroom in rusttoestand teruggestuurd naar de uitgangsklem.

Dit dwingt de noodzaak van een minimale belastingsstroom. Zodra de belastingsstroom lager is dan dit minimum, zal de uitgangsspanning toenemen.

Bovendien, omdat de LM337 werkt als een zwevende regelaar, is het belangrijkste kenmerk dat moet presteren het spanningsverschil over het circuit. Bovendien is het ook cruciaal dat werking bij hoge spanningen ten opzichte van aarde haalbaar is.

Laadregeling

De IC LM337 is veelzijdig en levert een uitstekende belastingregeling, op voorwaarde dat bepaalde preventieve maatregelen worden genomen voor de beste prestaties.

Een voorbeeld is dat de programmeerweerstand (R1) zo dicht mogelijk bij de regulatorchip moet worden bevestigd om lijnspanningsvallen te verminderen die gemakkelijk in serie kunnen komen met het referentiepotentiaal, wat de efficiëntie van de regeling ernstig aantast.

De aardingsklem van de R2 kan in de buurt van de laadgrond worden teruggebracht om aardingsdetectie op afstand mogelijk te maken en de belastingregeling te verbeteren.

Externe condensatoren

We raden het gebruik van een 1,0 µF tantaal ingangsbypasscondensator (C._in) om de gevoeligheid voor de impedantie van de ingangslijn te minimaliseren.

U kunt de aanpassingsterminal naar aarde omzeilen om de rimpelonderdrukking te verbeteren. Deze condensator (C_adj) beperkt dat de rimpel wordt versterkt wanneer de uitgangsspanning wordt aangepast naar hogere niveaus.

Het gebruik van een condensator van 10 µF kan de rimpelonderdrukking met ongeveer 15 dB bij 120 Hz verbeteren bij het werken met een 10 V-toepassing.

Een uitgangscapaciteit (C_OF) wordt geleverd door een tantaal of 10 µF aluminium elektrolytische condensator is verplicht voor stabiliteit.

Het kiezen van een van beide met niet-verlaagde ESR-waarde (Equivalent Series Resistance) is ook een must.

Lage ESR of condensatoren met een lage ESR-waarde en keramische condensatoren kunnen leiden tot instabiliteit of permanente oscillaties in de toepassing.

Beschermingsdiodes

Als u externe condensatoren gebruikt met een regulator-IC, kunt u overwegen om beschermingsdiodes op te nemen om te voorkomen dat de condensatoren ontladen via lage stroompunten in de regulator.

Zoals te zien is in bovenstaande afbeelding, heeft de LM337 enkele voorgestelde beveiligingsdiodes voor uitgangsspanningen van meer dan -25 V of hoge capaciteitswaarden (C_OF> 25 µF, C_Adj> 10 µF).

Diode D₁stopt C_OFvan ontlading via het IC in het geval van een ingangskortsluiting. Diode D_tweebeveiligt condensator C_Adjontladen via het IC wanneer er een kortsluiting optreedt.

De combinatie van diodes D₁en D_tweevermijdt C_Adjvan ontladen via de IC als er überhaupt een kortsluiting optreedt.

Referentie: Data papier