De stroomtoevoer die wordt ontvangen aan de belastingzijde of de verbruikerzijde heeft schommelingen in de spanningsniveaus als gevolg van onregelmatige belastingen of een gebaseerde toestand van het lokale elektriciteitsnet. Deze spanningsschommelingen kunnen leiden tot een verkorting van de levensduur van de elektrische en elektronische apparaten van de consument of tot schade aan de belastingen. Het is dus vereist bescherm ladingen tegen over- en onderspanningen of de noodzaak om een constante spanning aan de belastingen te leveren en te behouden stabiliteit in systeemspanning met behulp van de regeltechniek. Spanningsregeling kan worden gedefinieerd als het handhaven van een constante spanning of het handhaven van het spanningsniveau van een systeem binnen aanvaardbare grenzen over een breed scala aan belastingscondities en daarom worden spanningsregelaars gebruikt voor spanningsregeling. Voor lineaire spanningsregeling en af en toe instelbare LM317-spanningsregelaar wordt gebruikt waarbij de niet-standaard spanning is bedoeld.
Wat is de spanningsregelaar?
De spanningsregeling in a voedingssysteem kan worden bereikt met behulp van een elektrisch of elektronisch apparaat dat spanningsregelaars wordt genoemd. Er zijn verschillende soorten spanningsregelaars zoals vaste spanningsregelaars en variabele spanningsregelaars. Deze zijn weer onderverdeeld in vele soorten als elektronische spanningsregelaars,Elektromechanischregelaars, automatische spanningsregelaars, lineaire spanningsregelaars, schakelregelaars, LM317 spanningsregelaars, hybride regelaars, SCR-regelaars, enzovoort.
Spanningsregelaar
LM317 Spanningsregelaar
LM317 Spanningsregelaar
Het is een type positieve-lineaire-spanningsregelaar die wordt gebruikt voor spanningsregeling, dat is uitgevonden door Robert C. Dobkin en Robert J. Widlar terwijl ze in 1970 bij de National Semiconductor werkten. Het is een instelbare spanningsregelaar met drie aansluitingen en is gemakkelijk te gebruiken omdat voor het instellen van de uitgangsspanning slechts twee externe weerstanden nodig zijn in het LM317-spanningsregelaarcircuit. Het wordt voornamelijk gebruikt voor lokale en on-card regelgeving. Als we verbinding maken een vaste weerstand tussen de output en de afstelling van de LM317-regelaar, dan kan de LM317-schakeling worden gebruikt als een nauwkeurige stroomregelaar.
LM317 Spanningsregelaar Circuit
De drie aansluitingen zijn invoerpen, uitvoerpen en afstelpen. Het LM317-circuit wordt getoond in de onderstaande afbeelding is een tYpische configuratie van het schakelschema van de LM317-spanningsregelaar inclusief de ontkoppelingscondensatoren. Dit LM317-circuit is in staat om variabel te leveren DC-voeding met een output van 1A en instelbaar tot 30V. Het circuit bestaat uit een lage-zijde-weerstand en een hoge-zijde-weerstand die in serie zijn geschakeld en een resistieve spanningsdeler vormen, een passieve lineaire schakeling die wordt gebruikt om een uitgangsspanning te produceren die een fractie is van de ingangsspanning.
Ontkoppelcondensatoren worden gebruikt voor het ontkoppelen of om ongewenste koppeling van een deel van een elektrisch circuit met een ander deel te voorkomen. Om het effect van ruis veroorzaakt door sommige circuitelementen op de resterende elementen van het circuit te voorkomen, is de ontkoppelingscondensatoren in het circuit worden gebruikt voor het adresseren van de ingangsruis en uitgangstransiënten. Er wordt een koellichaam gebruikt met het circuit om te voorkomen dat de componenten oververhit raken door meer vermogensdissipatie.
LM317 Spanningsregelaar Circuit
Kenmerken
Er zijn enkele speciale kenmerken van de LM317-regelaar en enkele zijn als volgt:
- Het is in staat om een overstroom van 1,5 A te leveren, daarom wordt het conceptueel beschouwd als een operationele versterker met een uitgangsspanning van 1,2 V tot 37 V.
- Het LM317-spanningsregelaarcircuit bestaat intern uit thermische overbelastingsbeveiliging en kortsluitstroom die constant met temperatuur beperkt.
- Het is verkrijgbaar in twee pakketten als 3-afleidingen transistorpakket en D2PAK-3 voor opbouwmontage.
- Het op voorraad houden van veel vaste spanningen kan worden geëlimineerd.
Werking van spanningsregelaar LM317 Circuit
De LM317-regelaar kan een overmatige uitgangsstroom leveren en daarom wordt deze met deze capaciteit conceptueel beschouwd als een operationele versterker De afstellingspin is de inverterende ingang van de versterker en om een stabiele referentiespanning van 1,25 V te produceren, wordt een interne bandafstand-referentiespanning gebruikt om de niet-inverterende ingang in te stellen.
De spanning van de uitgangspen kan continu worden aangepast tot een vaste waarde met behulp van een resistieve spanningsdeler tussen de uitgang en aarde, die de operationele versterker configureert als een niet-inverterende versterker.
Een bandgap-referentiespanning wordt gebruikt om een constante uitgangsspanning te produceren, ongeacht de veranderingen in het voedingsvermogen. Het wordt ook wel een temperatuuronafhankelijke referentiespanning genoemd die vaak wordt gebruikt in geïntegreerde schakelingen.
De uitgangsspanning (idealiter) van het LM317-spanningsregelaarcircuit
Vout = Vref * (1+ (RL / RH))
Er wordt een foutterm toegevoegd omdat er een ruststroom uit de afstelpen van het apparaat vloeit.
Vout = Vref * (1+ (RL / RH)) + IQR
Om een stabielere output te bereiken, is het schakelschema van de LM317-spanningsregelaar zo ontworpen dat de ruststroom minder dan of gelijk is aan 100 microampère. Zo kan de fout in alle praktische gevallen worden genegeerd.
Als we de lage-zijdeweerstand van de verdeler uit het LM317-spanningsregelaarcircuitschema vervangen door de belasting, dan zal de resulterende configuratie van de LM317-regelaar de stroom naar een belasting regelen. Daarom kan dit LM317-circuit worden behandeld als LM317-stroomregelaarcircuit.
LM317 Huidige regelaar
De uitgangsstroom is de spanningsval van de referentiespanning over de weerstand RH en wordt gegeven als
Uitgangsstroom in het ideale geval is
Ik uit= Vref / RH
Gezien de ruststroom wordt de uitgangsstroom gegeven als
Ik uit= (Vref / RH) + IQ
Deze lineaire spanningsregelaars LM317 en LM337 worden veel gebruikt in DC-DC-omzetter toepassingen. Lineaire regelaars trekken van nature veel stroom terwijl ze leveren. Het vermogen dat wordt geproduceerd door de vermenigvuldiging van deze stroom met het spanningsverschil tussen de input en output zal worden gedissipeerd en verspild als warmte.
Hierdoor moet bij een significant ontwerp rekening worden gehouden met warmte en dit leidt tot inefficiëntie. Als het spanningsverschil toeneemt, zal het verspilde vermogen toenemen, en soms zal dit gedissipeerde verspilde vermogen meer zijn dan het geleverde vermogen.
Hoewel dit onbeduidend is, maar aangezien de lineaire spanningsregelaars met een paar extra componenten een eenvoudige manier zijn om een stabiele spanning te verkrijgen, moeten we deze afweging accepteren. De schakelende spanningsregelaars zijn een alternatief voor deze lineaire regelaars, aangezien deze schakelende regelaars over het algemeen efficiënter zijn, maar ze vereisen meer aantal componenten om te ontwerpen en dus meer ruimte nodig.
Ik hoop dat dit artikel een korte beschrijving geeft van het LM317-spanningsregelaarcircuit met werken. Bovendien, voor eventuele verduidelijkingen met betrekking tot het spanningsregelaars en hun toepassingen , kunt u gerust contact met ons opnemen door uw opmerkingen of vragen te plaatsen in het commentaargedeelte hieronder.
