La font d'alimentació rebuda a l'extrem de càrrega o al consumidor presenta fluctuacions en els nivells de tensió a causa de càrregues irregulars o de l'estat basat en la xarxa elèctrica local. Aquestes fluctuacions de tensió poden provocar una reducció de la vida útil dels aparells elèctrics i electrònics del consumidor o danys a les càrregues. Per tant, és necessari protegir les càrregues de sobre i sota tensions o cal proporcionar una tensió constant a les càrregues i mantenir-les estabilitat en la tensió del sistema utilitzant la tècnica de regulació. La regulació de la tensió es pot definir com mantenir una tensió constant o mantenir el nivell de tensió d’un sistema dins de límits acceptables en un ampli ventall de condicions de càrrega i, per tant, s’utilitzen reguladors de tensió per a la regulació de tensió. Per a la regulació de la tensió lineal i, ocasionalment, s'utilitza un regulador de tensió LM317 ajustable en el qual es pretén la tensió no estàndard.
Què és el regulador de tensió?
La regulació de la tensió a sistema d'alimentació es pot aconseguir mitjançant un dispositiu elèctric o electrònic anomenat regulador de tensió. Hi ha diferents tipus de reguladors de tensió, com ara reguladors de tensió fixa i reguladors de tensió variable. Aquests es tornen a subdividir en molts tipus com a reguladors de tensió electrònics,Electromecànicareguladors, reguladors de tensió automàtics, reguladors de tensió lineals, reguladors de commutació, reguladors de tensió LM317, reguladors híbrids, reguladors SCR, etc.
Regulador de voltatge
Regulador de tensió LM317
Regulador de tensió LM317
És un tipus de reguladors de voltatge lineal positiu que s’utilitzen per a la regulació de voltatge, que van inventar Robert C. Dobkin i Robert J. Widlar mentre treballaven al National Semiconductor el 1970. És un regulador de voltatge ajustable de tres terminals. i és fàcil d’utilitzar perquè per configurar el voltatge de sortida només es necessiten dues resistències externes al circuit regulador de voltatge LM317. S'utilitza principalment per a la regulació local i de targeta. Si ens connectem una resistència fixa entre la sortida i l'ajust del regulador LM317, el circuit LM317 es pot utilitzar com a regulador de corrent de precisió.
Circuit regulador de tensió LM317
Els tres terminals són pin d'entrada, pin de sortida i pin d'ajust. El circuit LM317 es mostra a la figura següent és a ticonfiguració pical del diagrama del circuit del regulador de tensió LM317 que inclou els condensadors de desacoblament. Aquest circuit LM317 és capaç de proporcionar variables Alimentació de corrent continu amb una sortida de 1A i es pot ajustar fins a 30V. El circuit consisteix en una resistència de banda baixa i una resistència de banda alta connectades en sèrie formant un divisor de tensió resistiva que és un circuit lineal passiu que s’utilitza per produir una tensió de sortida que és una fracció de la seva tensió d’entrada.
Els condensadors de desacoblament s’utilitzen per desacoblar o per evitar l’acoblament no desitjat d’una part d’un circuit elèctric d’una altra part. Per evitar l'efecte del soroll causat per alguns elements del circuit sobre els elements restants del circuit, el condensadors de desacoblament al circuit s’utilitzen per abordar el soroll d’entrada i els transitoris de sortida. S'utilitza un dissipador de calor amb el circuit per evitar que els components es sobreescalfin a causa de més dissipació d'energia.
Circuit regulador de tensió LM317
Característiques
Hi ha algunes característiques especials del regulador LM317 i algunes són les següents:
- És capaç de proporcionar un excés de corrent d’1,5 A, per tant, conceptualment es considera un amplificador operacional amb una tensió de sortida d’1,2 V a 37 V.
- El circuit regulador de tensió LM317 consta internament protecció contra sobrecàrrega tèrmica i constant de limitació de corrent de curtcircuit amb la temperatura.
- Està disponible en dos paquets com a paquet de transistors de 3 derivacions i muntatge superficial D2PAK-3.
- Es poden eliminar les existències de moltes tensions fixes.
Funcionament del circuit LM317 del regulador de tensió
El regulador LM317 pot proporcionar un excés de corrent de sortida i, per tant, amb aquesta capacitat es considera conceptualment com un amplificador operacional . El pin d’ajust és l’entrada inversora de l’amplificador i per produir una tensió de referència estable d’1,25 V, s’utilitza una tensió de referència interna de bandgap per configurar l’entrada que no inverteix.
El voltatge del pin de sortida es pot ajustar contínuament a una quantitat fixa mitjançant un divisor de tensió resistiu entre la sortida i la terra, que configurarà l'amplificador operacional com a amplificador sense inversió.
S’utilitza una tensió de referència de bandgap per produir tensió de sortida constant independentment dels canvis en la potència de subministrament. També s’anomena tensió de referència independent de la temperatura que s’utilitza freqüentment en circuits integrats.
La tensió de sortida (idealment) del circuit regulador de tensió LM317
Vout = Vref * (1+ (RL / RH))
S'afegeix un terme d'error perquè hi ha un corrent en repòs que flueix des del pin d'ajust del dispositiu.
Vout = Vref * (1+ (RL / RH)) + IQR
Per aconseguir una sortida més estable, el diagrama del circuit del regulador de tensió LM317 està dissenyat de manera que faci que el corrent en repòs sigui inferior o igual a 100 microamperis. Així, en tots els casos pràctics, es pot ignorar l'error.
Si substituïm la resistència de la banda baixa del divisor del diagrama del circuit del regulador de tensió LM317 per la càrrega, la configuració resultant del regulador LM317 regularà el corrent a una càrrega. Per tant, aquest circuit LM317 es pot tractar com a circuit regulador de corrent LM317.
Regulador de corrent LM317
El corrent de sortida és la caiguda de tensió del voltatge de referència a través de la resistència HR i es dóna com a
El corrent de sortida en el cas ideal és
Iout= Vref / HR
Tenint en compte el corrent en repòs, el corrent de sortida es dóna com a
Iout= (Vref / RH) + QI
Aquests reguladors de tensió lineals LM317 i LM337 s’utilitzen freqüentment a Convertidor CC-CC aplicacions. Els reguladors lineals naturalment treuen molta corrent mentre subministren. La potència produïda a causa de la multiplicació d’aquest corrent amb la diferència de tensió entre l’entrada i la sortida es dissiparà i es malgastarà com a calor.
A causa d'això, cal tenir en compte la calor per a un disseny significatiu i conduir a la ineficiència. Si augmenta la diferència de tensió, augmentarà la potència malgastada i, de vegades, aquesta potència residual dissipada serà superior a la subministrada.
Tot i que això és insignificant, però com que els reguladors de tensió lineals amb alguns components addicionals són una manera senzilla d’obtenir tensió estable, hem d’acceptar aquest compromís. Els reguladors de tensió de commutació són alternatius per a aquests reguladors lineals, ja que aquests reguladors de commutació són generalment més eficients, però requereixen més nombre de components per dissenyar i, per tant, necessiten més espai.
Espero que aquest article doni una breu informació sobre el circuit del regulador de voltatge LM317 amb funcionament. A més, per a qualsevol aclariment sobre el reguladors de tensió i les seves aplicacions , podeu contactar amb nosaltres publicant els vostres comentaris o consultes a la secció de comentaris següent.
