Lm317 даташит на русском: LM317 и LM317T схемы включения, datasheet, характеристики

LM317: Характеристики, виды и схемы

LM317 – это регулируемый стабилизатор напряжения. Он может служить для создания различных блоков питания. Он способен быть основой для стабилизатора тока, зарядного устройства, лабораторного блока питания и даже звукового усилителя. Для того, чтобы им воспользоваться, достаточно подключить его к одной их схем обвязки, обозначенных ниже.

Эта микросхема является одной из самых популярных в мире – все из-за простоты ее устройства и работы с ней, ее дешевизны и надежности. Последнее обеспечивается наличием защит короткого замыкания выводов и перегрева микросхемы. LM317 не требует множества компонентов в качестве обвязки. Наибольшую популярность микросхема приобрела в среде радиолюбителей.

LM317 регулирует напряжение линейно, что является ее преимуществом относительно импульсных преобразователей. Микросхема продается в нескольких вариантах корпуса, наибольшей популярностью пользуется версия LM317T в корпусе TO-220. Она была разработана Бобом Добкиным в 1976 году, когда он работал в National Semiconductor, и с тех пор является бессменным хитом в кругах радиолюбителей.

Схема LM317

Все внутреннее устройство стабилизатора можно видеть на его схеме, взятой в datasheet. На ней изображены три вывода схемы: вход (на этот вход подается питание), регулировка и выход. На пине регулировки вольтаж сигнала сначала понижается на одностороннем ограничителе до стабильных 1.25В и служит опорным источником, а ток, вместе с током питания идут на компаратор, основанный на операционном усилителе.

Также на схеме можно видеть выходной каскад на базе биполярного транзистора, который усиливает ток, и блок защиты от перегрева и превышения по току.

Справа от блока защиты находится датчик тока, падение на котором и отслеживается защитой с целью предупреждения повреждений от КЗ.

Характеристики LM317

• Максимальное входное напряжение LM317 – 40В
• Диапазон напряжений выхода LM317 – 1.2-37В
• Максимальный выходной ток для LM317 – 1.5А
• Опорное напряжение микросхемы – 0.1-1.3В
• Минимальный ток нагрузки – 3. 5mA
• Погрешность напряжения на выходе – 0.1%
• Рассеиваемая мощность – 20Вт
• Рабочий температурный диапазон – 0-125C
• Температурный диапазон хранения – -65-150C
• Температурный диапазон хранения – -65-150°C

Виды LM317

Микросхема продается в нескольких варианта корпуса, в зависимости от потребности в размерах, нагрузки и подключении, а также типу монтажа схемы — каждый может выбрать наиболее подходящий ему вариант.

Наиболее популярна LM317T в корпусе TO-220 на 1.5 Ампер. Это считается универсальным вариантом, так как может использоваться в навесном монтаже, а также поверхностном. Радиатор в таком корпусе позволяет отводить излишнее тепло и испытывать более серьезные нагрузки, чем его собратья, а при необходимости его можно прикрепить к большему радиатору.

Подключение LM317

LM317 имеет следующую конфигурацию выводов в разных корпусах:

Минимальная схема подключения представляет собой два резистора сопротивления и три конденсатора, подключенных согласно схеме. В соответствии с характеристиками сопротивления и будет определяться напряжение на выходе.

У LM317 два главных параметра: это его опорное напряжение, а также ток, истекающий на выводе подстройки. Опорное напряжение (Vref) — напряжение, которое стабилизатор поддерживает на сопротивлении R1. Оно нестабильно и разнится от партии к партии в среднем на 0.1В, поэтому для расчетов лучше держать в уме усредненное значение – 1.25В. Для серьезных же проектов стоит измерить его для каждого используемого экземпляра. Соответственно, следуя схеме, если замкнуть резистор R2, то на выходе мы получим опорное напряжение – 1.25В, а с увеличением вольтажа на R2 будет увеличиваться и выходное напряжение. Таким образом, LM317 постоянно сравнивает напряжение на выходе через резистивный делитель с опорным, поэтому, меняя сопротивление, мы меняем выходное напряжение.

Ток, утекающий на подстройке (Iadj) – паразитный. По заявлению производителей он составляет от 50 до 100 мкА, но на деле же может достигать и 500 мкА. Из-за этого для стабильности выходного напряжения сопротивление R1 не должно быть выше 240 Ом, чтобы через делитель не проходил ток менее 5 мА.

Все, что вам нужно – это подставить ваше значение R1 в это формулу R2=R1*((Uo/Uref)-1).

Кроме того, не забывайте об охлаждении. Чем больше разница входного и выходного тока, тем сильнее будет нагреваться стабилизатор, что приведет к проблемам с его работой. Параметров, описанных производителем, можно добиться, только используя дополнительное охлаждение в виде радиатора.

Типовые схемы LM317

Как было указано, в LM317 используется при создании регулируемых и нерегулируемых блоков питания, однако, также может быть использован в качестве основы стабилизатора тока при создании светодиодных драйверов, которые поддерживают ток в цепи вне зависимости от входного напряжения. Только описанных в datasheet применений хватит на отдельную книгу, поэтому разберем несколько самых популярных схем на этом стабилизаторе.

Регулируемый блок питания (1.

2-37В)

Все, что понадобится для его создания, это заменить R2 на переменный резистор, а также добавить трансформатор с диодным мостом на вход. При использовании стоит учитывать, что микросхема обладает опорным напряжением в 1.25В, поэтому оно и будет минимальным для данной схемы.

Регулируемый блок питания (0-37В)

Если вам необходима полная регулировка с 0В, то производители схем предлагают подключить к схеме источник отрицательного напряжения на 10В.

Вы можете намотать дополнительную катушку на трансформатор блока питания и подключить его выводы после диодного моста следующим образом:

Либо вы можете использовать источник отрицательного напряжения, который будет питаться от основной обмотки.

Таким образом, вы получите простейший лабораторный блок питания.

Светодиодный драйвер (Стабилизатор тока)

С помощью этой схемы вы можете запитывать достаточно мощные светодиоды и светодиодные ленты. Все, что нужно — это знать потребляемый ток и, исходя из него, подобрать сопротивление по формуле.

В нем используется тот же принцип, что и в самой простой схеме, но вместо резистивного делителя установлен датчик тока. Чем больший ток потребляет нагрузка на выходе, тем большее падение напряжения будет наблюдаться на датчике. Оно отслеживается микросхемой, и она увеличивает или уменьшает напряжение для поддержания стабильного тока. Даже при коротком замыкании ток будет держаться на стабильном уровне, который был выставлен.

Зарядное устройство

Схема данного зарядного устройства взята из datasheet и имеет напряжение на выходе 6В с ограничением 0.6А. С помощью изменения сопротивления резисторов R1 и R2 возможно регулировать напряжение под ваши нужды, а при помощи резистора R3 – ток. Оно подойдет для питания аккумуляторов телефонов, инструментов и бытовой техники.

Регулирование переменного напряжение

Так как два LM317 могут регулировать не только положительные, но и отрицательные колебания синусоиды, то с помощью них можно создать AC регулятор. Можно видеть, что схема довольно не сложная и не требует множества компонентов:

Как проверить LM317?

В отличие от транзисторов, данную микросхему невозможно проверить мультиметром. Такой способ никак не гарантирует правильную работу из-за большого количества внутренних элементов, не соединенных с выводами. Поэтому, если какой-то из них выйдет из строя, то проверить это мультиметром будет проблематично. Самый простой способ проверки работы LM317 — это создать простейший стенд на макетной плате, а запитать его можно будет всего лишь от батарейки.

Таким образом, вы сможете быстро убедиться в полностью рабочем состоянии элемента, даже если необходимо проверить несколько штук.

Применение LM317

Схемы, приведенные выше – лишь малая часть, основа, по сравнению с тем, что возможно сделать на этом стабилизаторе. Он может использоваться почти во всех схемах, которые требуют постоянного питания до 40 В. Вот некоторые сферы применения, описанные в официальном техническом документе данной микросхемы:

• Персональные компьютеры
• Цифровые камеры
• ЭКГ
• Интернет свитчи
• Биометрические датчики
• Драйверы электромоторов
• Портативные зарядки
• PoE
• RFID считыватели
• Бытовая техника
• Рентгеновские аппараты

Как можно видеть, даже сам производитель рассчитывает на максимально широкое использования данного элемента, что уж говорить о самодельщиках, готовых представить самые необычные схемы с использованием LM317.

Повышение максимального выходного тока

Существует два способа повышения максимального выходного тока. Если вам необходимо получить больше 1.5А, то вы можете либо подключить несколько микросхем параллельно, либо подключить силовой транзистор.

В первом случае достаточно подключить на выход стабилизаторов резисторы с низким сопротивлением. Они нужны для выравнивания токов.

Однако не всегда рационально использовать несколько микросхем. Поэтому нам на помощь приходит транзистор. В таком случае будет достаточно добавить его и резистор в качестве обвязки к нему.

Если нагрузка потребляет небольшой ток, то он будет проходить через микросхему, не затрагивая транзистор. А при повышении, почти весь ток будет проходить через транзистор, оставляя малую его часть стабилизатору. Но при использовании этой схемы внутренняя защита внутри LM317 от КЗ.

Аналоги LM317

Что делать, если нет возможности использовать LM317? Можно воспользоваться ее аналогами. Братьями-близнецами данного компонента являются UPC317, GL317, ECG1900 и SG317. Отечественный же аналог — это KP142Eh22A, а также существует KP142ЕН12 с фиксированным напряжением.

Если LM317 не хватает мощности для вашего проекта, то можно воспользоваться более мощными вариантами:

• LM350AT и LM350T – максимальный выходной ток 3А и мощность 25Вт
• LM350K – ток 3 А и мощность 30 Вт
• LM338T и LM338K – ток 5 А

Все эти микросхемы имеют одинаковые выводы, поэтому схемы не придется никак менять.

Безопасная эксплуатация LM317

Стоит помнить об эксплуатационных характеристиках радиокомпонента и не использовать его в критических условиях. Мощность рассеивания по официальной информации – 20 Вт, а разница входного и выходного напряжений не должна превышать 40 В. Во время пайки температура должна не превышать 260 C. Использовать можно при температуре от 0C до 125C, а хранить от -65C до 150C. Все это официально заявленные характеристики, в реальности они могут расходиться от экземпляра к экземпляру и быть заниженными.

Не стоит использовать элемент при максимальных и минимальных обозначенных значениях. При такой эксплуатации уровень стабильности и надежности значительно упадет. А также крайне желательно использовать радиатор для отвода тепла, так как иначе заявленные характеристики могут не совпадать с реальными.

Datasheet, даташит

Datasheet на данный стабилизатор проще всего найти на сайте производителя Texas Instruments. Или по ссылке.

В даташите вы сможете найти наиболее точные характеристики и спецификации, а также графики, отражающие работу микросхемы. Помимо этого, там описаны некоторые из типовых схем, использования и подробное описание их настройки под различные нужды. А также рекомендации по использованию.

Производители LM317

Так как LM317 является самым популярным стабилизатором напряжения, то ее выпускают крупнейшие предприятия по производству микросхем:

• Texas Instruments
• STMicroelectronics
• ONS
• UTC

Где купить LM317?

Стабилизатор применяется крайне широко, поэтому проблем с покупкой не возникает, он доступен почти во всех интернет-магазинах радиоэлектронных компонентов. Но к нам этот товар, как и другие радиоэлектронные компоненты, попадает по крайне завышенной цене, поэтому выгоднее всего купить его на AliExpress по этой ссылке.

Рекомендую к просмотру:

LM117, LM217, LM317 — регулируемый стабилизатор тока и напряжения. Схема включения, параметры, регулировка выходного напряжения.

30/01/2019

12.3 K

lm117, lm317, regulator, voltage, вольтаж, микросхема, напряжение

Регулируемые трехвыводные стабилизаторы положительного напряжения  LM117,  LM217 и  LM317 обеспечивают ток нагрузки на выходе более 1.5 А в интервале выходных напряжений от уровня 1.2 до 37 В. Эти простые и дешевые стабилизаторы очень удобны в применении им необходимо всего два внешних резистора для установки уровня выходного напряжения. Кроме того, нестабильность по напряжению и току нагрузки у стабилизаторов LM117/LM217 имеет лучшие показателями, чем у традиционных стабилизаторов с фиксированным значением выходного напряжения. Достоинством ИС LM117 является также и то, что она выпускается в стандартном транзисторном корпусе, удобном для установки и монтажа.

Распиновка, цоколевка корпусов

Нажмите для увеличения изображения

Нажмите для увеличения изображения

Стабилизаторы LM117К, LM217K, выпускаются в стандартном транзисторном корпусе ТО-3, в то время как ИС LM117H, LM217H, LM317H — в транзисторном корпусе ТО-39.

В дополнение к улучшенным, по сравнению с традиционными стабилизаторами, имеющими фиксированное значение выходного напряжения, технико-эксплуатационным показателям, стабилизаторы серии LM117 имеют все доступные для ИС средства защиты от перегрузки, включая схемы ограничения тока, защиты от перегрева и защита от выхода из области безопасной работы. Все средства защиты стабилизатора от перегрузки функционируют также и в случае, когда управляющий вывод ИС не подключен. Обычно стабилизаторы серии LM117 не требуют подключения дополнительных конденсаторов, за исключением ситуации, когда ИС стабилизатора установлена далеко от конденсатора фильтра исходного источника питания; в такой ситуации требуется входной конденсатор. Необязательный выходной конденсатор позволяет улучшить стабилизацию на высоких частотах, а шунтирование конденсатором управляющего вывода ИС повышает значение коэффициента сглаживания пульсаций напряжения, что труднодостижимо в остальных известных трехвыводных стабилизаторах.

Кроме замены традиционных стабилизаторов с фиксированным значением выходного напряжения, ИС LM117/LM217 удобны для работы во множестве иных применений. В силу того, что данный стабилизатор имеет «плавающие» относительно «земли» потенциалы выводов, им могут быть стабилизированы напряжения в несколько сотен вольт, при условии, что не будет превышен допустимый предел разности напряжений вход-выход.

Кроме того, ИС LM117/LM217 удобны при создании простых регулируемых импульсных стабилизаторов, стабилизаторов с программируемым выходным напряжением, либо для создания прецизионного стабилизатора тока простым включением постоянного резистора между управляющим и выходным выводами. При электронном отключении питания управляющий вывод подключается к земле, что задает выходное напряжение на уровне 1.2 В, при котором большинство нагрузок потребляет малый ток.

LM117 работает в температурном диапазоне -55…+ 15’С, LM217 — в температурном диапазоне -25…+15’С, a LM117 — в температурном диапазоне О…+125°С. LM117TH и LM117MP, предназначенные для работы в температурном диапазоне О…+125″С, выпускаются в пластмассовых корпусах ТО-220 и ТО-202, соответственно.

В областях применения, с выходным током в пределах 3 А и 5 А рекомендуются серии LM150 и LM138, соответственно (все необходимые справочные данные о стабилизаторах серий LM150 и LM138 можно найти в фирменных проспектах и справочниках).

Характеристики LM317 (в корпусе TO-220):

• Минимальное значение выходного напряжения — 1.2 В;
• Максимальное значение выходного напряжения — 37 В;
• Гарантированный выходной ток (нагрузки) — 1.5 А;
• Нестабильность по напряжению — 0. 01%/В;
• Нестабильность по току нагрузки — 0.1%;
• Коэффициент подавления напряжения пульсаций — 80 дБ;
• Уровень ограничения выходного тока не зависит от температуры;
• Тестирование каждого изделия на соответствие требованиям к электрическим характеристикам;/li>
• Снимается необходимость применения «подпорки» для обеспечения высоковольтного выходного напряжения;
• Стандартный трехвыводной транзисторный корпус;

Схема включения

Стандартная схема включения LM117 (LM217, LM317).

Нажмите для увеличения изображения

Стабилизатор тока на LM117 (LM217, LM317) можно применять в схемах различных зарядных устройств для аккумуляторов или регулируемых блоков питания. Схема подключения для стабилизации тока показана ниже.

Нажмите для увеличения изображения

Типовая схема зарядного устройства со стабилизацией тока показана на рисунке ниже.

Нажмите для увеличения изображения

В данной конструкции используется способ заряда постоянным током. Как видно из схемы LM317, ток заряда зависит от номинала сопротивления Rs. Величина этого резистора лежит в диапазоне от 0,1 Ом до 100 Ом, ток заряда при этом расчитывается по формуле.

Теги этой статьи

• lm117
• lm317
• regulator
• voltage
• вольтаж
• микросхема
• напряжение
• стабилизатор
• схема
• ток

Близкие по теме статьи:

LED лампа LightMaster LB-640 сгорела в первый день

1.1 K

led, lightmaster, диоды, конденсатор, лампа, светодиоды, сгорела

Читать

Power Mosfets. Полевые транзисторы, характеристики, подбор аналогов.

0

mosfet, power, ампер, блок, мосфет, напряжение, питание

Читать

Зарядное устройство из БП ATX с защитой от переполюсовки и КЗ.

24.5 K

12v, atx, автомобиль, аккумулятор, блок, зарядное, защита

Читать

Металлоискатель на К561ЛЕ5

1.3 K

генератор, к561ле5, металлоискатель, прибор, радио, схема

Читать

Интересное в новостях

25/12/2022 11:38

836

Сначала у их подвала было два выхода – во второй и четвертый подъезд. Но к середине марта выходы уже были завалены, и люди пробирались в укрытие и выбирались из него через узкий лаз. Старикам и детям…

Читать полностью

01/12/2022 12:00

666

Момент бомбового удара авиации российских оккупантов по драматическому театру 16 марта 2022 г. в городе Мариуполь, Украина, унёсшего жизни нескольких сотен горожан (женщин и детей).

Читать полностью

04/08/2022 12:50

1.0 K

Из Крыма приехали волонтёры в Мариуполь и привезли гуманитарную помощь для оставшихся в городе жителей, немного пообщались с пожилыми жителями города, мамочками с детьми и другими, кто нуждается в помощи….

Читать полностью

Обновлены регуляторы напряжения: LM317M, 7812, MCP170x, MIC5219 и ICL7660 | by R. X. Seger

Чтение за 10 минут

·

28 декабря 2016 г.

Питание требуется для всех электронных схем, обычно подается от регулятора напряжения. Доступен широкий спектр интегральных схем регуляторов, включая LM317, LM7812, MCP1700, MCP1702, MIC5219 и ICL7660. В этой статье я продемонстрирую использование каждой из этих микросхем для различных целей, включая регулирование напряжения и тока.

Прежде чем мы начнем, стоит спросить: нужно ли это множество микросхем стабилизаторов напряжения? Настольный источник питания может служить многим целям, но наличие автономных схем регулятора может быть полезным, чтобы избежать требований этого устройства. Например, цепи могут питаться от настенных адаптеров, батарей, суперконденсаторов или USB, подключенных к цепи регулятора. Некоторые ИС особенно полезны для определенных схем, например, зарядный насос ICL7660 для получения отрицательного напряжения от одного входа напряжения, создания раздельного источника питания, необходимого для многих аналоговых или троичных схем.

Регулятор постоянного тока с регулируемым линейным регулятором LM317

Регулируемый линейный регулятор LM317M был рассмотрен ранее в Электроника для поверхностного монтажа для любителей: проще, чем вы думаете . Часто используется для регулирования напряжения, но также может регулировать ток, из таблицы данных OnSemi LM317:

Эта схема регулятора тока еще проще, чем использование LM317 в качестве регулятора напряжения, для которого требуется два резистора для создания делителя напряжения. Вместо этого с регулятором тока ток I_out берется с вывода регулировки, а LM317 поддерживает фиксированное напряжение 1,25 В на резисторе R1. Ток 10 мА соответствует 125 Ом, 1,5 А — 0,83 Ом. Я использовал последовательно два потенциометра, каждый от 1,1 Ом до 105 Ом:

Подключил амперметр последовательно с выходом постоянного тока, хотя диапазон амперметра слишком велик, чтобы его можно было использовать, это то, что у меня было (TODO: текущее зеркало для измерения мА как A?). Тестирование со светодиодом на выходе, измерено падение напряжения 1,955 В на светодиоде, независимо от Vin:

Шунтовой регулятор TL431 в качестве ограничителя тока

Впервые встречается в Изучение троичной логики: построение троичных инверторов с использованием комплементарных МОП-транзисторов , TL431 представляет собой шунтовой стабилизатор со встроенным прецизионным источником опорного напряжения 2,5 В. Согласно блогу Кена Ширриффа, Обратное проектирование TL431: самый распространенный чип, о котором вы никогда не слышали (обсуждение на Hackaday: Кен Ширрифф объясняет TL431). Согласно техническому описанию, этот шунтирующий регулятор, в отличие от последовательного регулятора, размещен параллельно (зашунтирован) с выходом и землей:

Вот моя первая собранная схема с TL431:

с очень большими резисторами большой мощности 1,2 кОм и подстроечными потенциометрами для регулировки делителя напряжения. Питание 13 В, выходное 3,3 В, но выходное напряжение изменилось при изменении входного напряжения; не слишком полезно. Хотя у меня есть еще TL431, утилизированные в Сборка Н-моста из утилизированного источника бесперебойного питания .

Другое применение TL431, из таблицы данных TI:

Для этого прецизионного ограничителя тока требуется только TL431, NPN-транзистор и два резистора. Я буду использовать версию классического 39 для поверхностного монтажа (SOT-23). 04 (или 2N3904), номер детали MMBT3904LT1G. Из таблицы коэффициент усиления по току h_FE колеблется от 30 до 100, минимум, в зависимости от тока коллектора. Предполагая, что V_I(BATT)=9 В, I_O=10 мА, h_FE = 100, I_KA (ток через катод/анод TL431) пренебрежимо мал, R1 = 9 В/(10–100 мА/(100)) = 90 кОм до 9 кОм. Не удалось найти много другой информации о выборе этого номинала резистора, поэтому пока попробуйте R1 = 10 кОм.

R_CL, токоограничивающий регулировочный резистор, более интересен. В примере указан допуск 0,1%, которого у меня не было. V_ref = 2,5 В, принимая I_KA около нуля (TODO: разумное предположение или нет?), R_CL = 2,5 В / I_out, сопротивление R_CL может варьироваться от 25 Ом для 100 мА до 2,5 Ом для 1 А. Для R_CL, Я использовал потенциометр, который может уменьшаться примерно до 6,6 Ом, вплоть до нескольких кОм (десятки Ом были бы лучше, но это все, что у меня было).

Для питания этой схемы я использовал этот зажим для батареи 9 В на батарее 9 В:

Вот законченная схема, использующая LM317 для регулирования напряжения, затем TL431 для ограничения тока:

Светодиод можно напрямую подключить к выход, без токоограничивающего резистора, так как ток уже ограничен TL431. Регулировка потенциометра для большего тока увеличивает яркость светодиода:

, и его можно сильно приглушить, пока он почти не будет виден. Круто, ограничитель тока хорошо справляется со своей задачей.

Это довольно приличный стабилизатор общего назначения, регулируемый по напряжению и току, для самых разных применений. Теперь о фиксированных регуляторах.

Фиксированный регулятор LM7812

LM7812 на 12 В, используемый в обновлении модели Самодельный вытяжной вентилятор для безопасной пайки . Но с тех пор что-то произошло, возможно, короткое замыкание, и температура чипа сильно поднялась, что вызвало запах гари. Падение двенадцати вольт (от нерегулируемого входа 24 В до выхода 12 В) на линейном стабилизаторе может быть не лучшим подходом, даже с радиатором, и при нормальной работе температура регулятора поднималась чрезмерно высоко. Измерено инфракрасным датчиком температуры при 141ºF!

Я заменил регулятор на другую микросхему с маркировкой «L7812 7K2»:

однако я перестал использовать эту схему, так как нашел сетевой адаптер с выходом 24 В постоянного тока и 12 В постоянного тока. Напряжение от этого адаптера не регулируется, но он работает достаточно хорошо, чтобы использовать его для питания 12-вольтового вентилятора ПК, используемого в качестве вытяжного устройства:

Иногда вентилятор ускоряется при пиках сетевого напряжения, ничего страшного.

USB Vbus к MCP1700–3302 и MCP1702–5002 с малым падением напряжения

Теперь еще несколько фиксированных регуляторов, хотя они имеют малый падение напряжения, что позволяет входному напряжению быть достаточно близким к выходному напряжению.

Я разместил заказ Digi-Key по почте и оплатил чеком бесплатную доставку. Загрузите форму в формате .pdf, отредактируйте в режиме предварительного просмотра, чтобы добавить номера заказов, распечатайте, оплатите стоимость марки, отправьте по почте с чеком:

Приобретены два аналогичных стабилизатора напряжения: MCP1700–3302 на 3,3 В и MCP1702–5002 на 5 В. USB является распространенным средством подачи питания, а настенные адаптеры питания USB распространены как грязь. Поэтому я разрезал запасной USB-кабель, прощупал мультиметром и припаял к Vbus (красный провод +5 В) и массе (экран):

Подключено к зарядному устройству (используя встроенный USB-порт в этой лампе: интеллектуальная светодиодная настольная лампа Satechi с регулируемой яркостью освещения с сенсорным управлением, таймером выключения на 1 час и портом для зарядки смартфона (белый)), измеренное выше 5 В. USB будет обеспечить по крайней мере 100 мА, обычно 500 мА, но выше требует согласования.

Найдена небольшая печатная плата для припайки регуляторов напряжения:

Добавлены конденсаторы по 1 мкФ на входе и выходе (по крайней мере, для регулятора 5 В TODO: также для регулятора 3,3 В), как рекомендовано в техническом описании:

В техническом паспорте указано использовать керамические конденсаторы емкостью 1 мкФ, что соответствует маркировке конденсатора «105», но у меня их не было — большинство моих керамических конденсаторов были взяты из этого набора: 300 шт. достигает только 104 (100 нФ = 0,1 мкФ). Поэтому вместо них я использовал электролитические конденсаторы емкостью 1 мкФ, соблюдая правильную ориентацию, хотя мне хватило только на то, чтобы поставить их на регулятор на 5 В, а не на 3,3 В.

Вот окончательная схема:

99 В на выходе 5 В, а на 3,3 В… всего 3,033? Может ли это несоответствие быть связано с отсутствующими байпасными крышками?

Сверхмалошумящий регулятор MIC5219–3.3

Далее: регулятор MIC5219–3.3 с малым падением напряжения (10 мВ при малых нагрузках, 500 мВ при полной нагрузке) для 3,3 В. Это корпус SOT23–5, который я раньше не видел, три контакта с одной стороны, два с другой:

Типичное использование из таблицы данных:

Я припаял его с электролитом 2,2 мкФ (не было тантум) и конденсатор поверхностного монтажа 470 пФ 0603:

Сначала я измерил нулевое напряжение на выходе, так как у меня был контакт включения, привязанный к земле — он должен управляться выходом логической схемы, но вместо этого я подключил его напрямую к входу. Это вызвало измеримое напряжение на выходе. Однако при входном напряжении 5 В я получаю на выходе около 4,5 В и падает без нагрузки. Дальнейшее расследование не проводил, так как это был запасной чип, который я еще не использовал по назначению.

Зарядный насос ICL7660 для отрицательного напряжения (раздельные шины ±5 В)

Насос заряда ICL7660AIBAZA — удобная микросхема для инвертирования напряжения. Я заказал несколько штук в Digi-Key, и они пришли в тубусе:

Тубусы Digi-Key довольно хороши, с резиновыми (?) вставками по краям вместо штифтов, как видно здесь, в этом дешевом подвальном контейнере:

В любом случае, я припаял ICL7660, как указано в даташите:

электролитический конденсатор 10 мкФ между контактами №2 и №3 (CAP+ и CAP-), еще один электролитический конденсатор 10 мкФ между выходом на контакте №5 и землей. Это единственные необходимые внешние компоненты, что делает ICL7660 таким удобным для инвертирования напряжения. Вот как это выглядит:

С черными проводами в качестве общего заземления. Это работает? Питание от настольного источника питания, отрегулированного на входное напряжение 5,008 В:

. Выходное отрицательное напряжение ICL7660 составляет -4,814 В. Это всего лишь 96% входного (инвертированного) напряжения. Падение больше, чем я ожидал, но, надеюсь, его достаточно для некоторых целей.

Далее припаял разъем USB, для питания плюсового входа:

Черный провод заземлен как обычно, зеленый минус (-5В), а красный такой же нерегулируемый вход USB (+5В) . Теперь у нас есть блок питания ±5 В, пусть и нерегулируемый и зависящий от питания USB Vbus. Нам нужно посмотреть, как он будет работать по сравнению с LM317M + делителем напряжения + повторителем напряжения на основе операционного усилителя / источником питания LM324 ± 5 ​​В, разработанным в Электроника для поверхностного монтажа для любителей: проще, чем вы думаете . Во-первых, это, конечно, намного проще!

И он способен успешно питать обе цепи, начиная с . Изучение троичной логики: вентили TNAND и TAND и . 5 комплектов электронных проектов : на руках с винтажным 160-в-1 пришлось прибегнуть к пайке аккумуляторов. Наконец-то заказал подходящий держатель батареи, держатель 2 ячеек AAA с контактами для ПК, чтобы заменить его:

Суперконденсаторы: вдохновленный экспериментами в Afrotechmods: Fun with ultracapacitors и ElectroBOOM: Crank a Car with Super Capacitors (Supercap), я купил пару суперконденсаторов:

Nichicon JUWT1105MC, 1 фарад на 2,7 вольта. 2,7 В * 2 последовательно = 5,4 В, а затем параллельно на 1 фарад всего. Заряжен до ~5 В.

Maxwell Technologies Inc. BCAP0350 E270 T11, суперконденсатор типа D-cell на 350 фарад, 2,7 В. Достаточно мощная батарея, заряжается ~30 минут, выдает достаточный ток, чтобы расплавить провод:

Суперконденсаторы имеют большую емкость (в фарадах), но низкое напряжение (~2 В). Сравните с вот этим высоковольтным конденсатором от микроволновки, рассчитанным на 2100 В, но емкостью всего 70 мкФ:

практического применения этому сильноточному низковольтному устройству пока не нашли. TODO: фонарик? Есть что исследовать на потом.

Выводы

В заключение мы рассмотрели применение нескольких микросхем регуляторов:

• Переменный линейный регулятор LM317 в качестве регулятора постоянного тока
• Шунтовой регулятор TL431 в качестве ограничителя тока
• Фиксированный регулятор LM7812
• Фиксированные регуляторы MCP1700–3302 и MCP1702–5002 с малым падением напряжения
• Фиксированный сверхмалошумящий стабилизатор MIC5219–3.3 9014 6
• Подкачивающий насос ICL7660, для отрицательного напряжение

источник питания — блок питания не обеспечивает достаточное напряжение для LM317 — какие у меня есть варианты?

для тех, кто не инженер-электрик, вы довольно хорошо разбираетесь в этом!

Мера из интересующей вас таблицы данных называется падение напряжения , т. е. минимальная разница напряжений между входом и выходом.

LM317, будучи достаточно старым, чтобы представлять археологический интерес, имеет огромное падение напряжения до 2,5 В, в зависимости от входного напряжения и выходного тока. Вот что вас кусает здесь — ваше входное напряжение слишком близко к желаемому выходному напряжению, чтобы LM317 мог достаточно хорошо отрегулировать.

В общем, LM317, вероятно, не тот регулятор, который вам нужен в 2022 году для хорошей регулировки выходного напряжения, особенно для целей генератора: это точность плохая, как и стабильность — меняется с выходным током, с температурой, в меньшей степени, но все же с входным напряжением. Любой регулятор сделает это, ни одна реальная система не идеальна, но допуски (до нескольких процентов относительной погрешности при нормальных условиях!) здесь действительно хуже, чем то, что вы могли бы купить за очень небольшую цену. (Есть и другие аспекты, которые делают LM317 здесь нежелательным, такие как плохое подавление входных звуковых частот и шума нагрузки, что на самом деле может стать проблемой для генераторов, управляемых напряжением, но у меня нет достаточного понимания конструкции и применения LM317. эту схему, чтобы сделать здесь количественное утверждение. )

Работа практически без запаса с регулятором, который на грани непригодности для данной задачи, ставит под сомнение конструкцию купленной вами схемы, но я думаю, что это достаточно легко исправить, так что нам не нужно беспокоиться об остальном на данный момент.

Поскольку вам нужен стабилизатор с малым падением напряжения , вам нужен так называемый регулятор с малым падением напряжения , или сокращенно LDO.

Вам нужно убедиться, что ток, который он может обеспечить, удовлетворяет (или перевыполняет) потребности вашей схемы. Вы обязательно должны проверить стабилизацию напряжения в таблицах данных, чтобы быть лучше, чем у LM317 при той же работе — но я обещаю вам, что будет нелегко найти регулятор хуже. (Хорошо, за исключением LM7805, который используется в качестве регулятора напряжения для самой микросхемы CV-12, но, поскольку эта ИС является цифровой и, вероятно, в любом случае имеет внутренний регулятор напряжения, это не будет иметь большого значения. )

Итак, 10,6 В — это слишком конкретное напряжение, чтобы найти регулятор напряжения с фиксированным выходом, который выдает именно это. Таким образом, как и LM317, ваш LDO должен быть регулируемой моделью.

Как сказано, вы сможете обеспечить необходимый ток. Теперь у меня нет понимания конструкции, которое есть у первоначальных разработчиков, поэтому мне придется исходить из того, что я вижу, чтобы найти безопасную верхнюю границу тока, который может потреблять весь источник питания 10,6 В.

Из схемы:

Мы видим, что единственное, что питается от источника питания 10,6 В, это два переключателя уровня U2 и U3, которые являются MC14504 согласно схеме и CD4504 (в варианте производства Texas Instruments). ) судя по фото. Итак, давайте посмотрим на CD4504 и посмотрим, какой максимальный ток он может потреблять!

Спецификация дышит настоящими 1970-ми, но меня это устраивает. В таблице «Статические электрические характеристики» указано, что максимальный ток покоя (то есть то, что он использует без каких-либо действий), который он потребляет, составляет 5 мА. Максимальный выходной ток составляет 6,8 мА на выход. Но он не может быть источником этого, поскольку эти выходы подключены к резисторам 100 кОм (от R3 до R14), так что даже с учетом небольшого резонанса это не более 10,6 В / 100 кОм = 0,106 мА на канал. Там 12 каналов, то есть 1,2 мА, плюс ток покоя двух чипов 5 мА, что, возможно, из-за того, что мы плохо разбираемся в математике, и чтобы упростить задачу, требуется 20 мА тока при 10,6 В. (Кроме того, мы не знаем то, что вы будете подключать к внешнему контакту 10,6 В.)

Вооружившись этими знаниями, мы идем и находим линейные регуляторы напряжения у выбранного нами дистрибьютора электроники – Farnell, mouser, компоненты rs или digikey, и вводим нужные нам свойства в табличный фильтр:

• должен быть в наличии,
• должен иметь положительное выходное напряжение,
• нужно регулировать,
• должно иметь максимальное входное напряжение выше или равное 12 В, а
• мин. выходное напряжение ниже 10,7 В и
• максимальное выходное напряжение выше 10,5 В,
• выходной ток не менее 20 мА

Вот такой дигикей-фильтр я подготовил для вас; первые результаты, которые вы обнаружите, это, к небольшому удивлению, регуляторы из вездесущего семейства xx1117x-ADJ. (Они очень популярны, не такие старые, как устройства серии LM317 или LM78xx, и их производит множество производителей.) Это действительно сработает. Однако поищем стабилизатор с меньшим падением напряжения, чтобы небольшие перепады питания никому не мешали.

Это приведет нас к AP2202K-ADJ.

Итак. Купить:

1. AP2202K-ADJ (купите два или более. Вы можете потерять или сломать один…)
2. электролитический конденсатор емкостью 1 мкФ. Номинальное напряжение >= 16В, лучше 25В. (вы можете повторно использовать C3)
3. электролитический конденсатор емкостью 2,2 мкФ или до 10 мкФ, номинальное напряжение 12 В или выше.
4. Прецизионные (то есть с допуском 0,1% или лучше) резисторы; вам понадобится корпус 0805 или 1206 (меньший размер тоже подойдет, но его сложнее паять и монтировать)
5. 68 кОм
6. 9,1 кОм
7. (дополнительно) керамический чип-конденсатор емкостью от 100 пФ до 1 нФ для снижения выходного шума. Сделайте его таким же, как резистор 9,1 кОм.

Итак, выпаиваем IC2, R1 и R2, а так же С3. Впаяйте электролитический конденсатор емкостью 1 мкФ между +12 В (теперь неиспользуемые контактные отверстия IC2) и GND (вы можете увидеть этот контакт GND на верхнем конце R2, если посмотрите на плату).
Это было бы хорошо и в оригинальной схеме, и чем ниже падение напряжения, тем важнее становится добавление развязывающего конденсатора на вход.

Впаяйте конденсатор емкостью от 2,2 до 10 мкФ вместо C3.

Клей (или не надо, я вам не мать; маленькое количество суперклея делает свое дело, например, возьмите его кончиком гвоздя, поместите на доску, бросьте чип на каплю с помощью пинцета) AP2202K-ADJ «вверх ногами» рядом со старым местом IC2, чтобы можно было короткими отрезками провода (например, от обрывков «ножки» резистора) подключить его Vin к 12 В. В даташите написано как:

От выходного вывода Vout к выводу ADJ подключим прецизионный резистор 68 кОм, а от ADJ к GND — 9.1 кОм резистор.