Интегральный стабилизатор LM309 из одной серии с LM109, LM317 и т.д. и все что я тут расскажу справедливо для всей линейки этих стабилизаторов. А начал я именно с LM309, потому, что этот бодрый старичок родом аж из 1975 года и по сей день не утратил своей актуальности.
Для начала несколько слов о линейке LM - это линейный стабилизатор.
Схема изнутри выглядит так:
Ввиду того, что я собираюсь рассмотреть схемы включения всей линейки некоторые характеристики я расскажу по ходу дела, но цель статьи не в характеристиках, а возможных вариантах использования. А даташит на любой LM гуглится очень легко. Поэтому переходим к самому интересному.
Рассматривать всё будем на примере LM317, кстати она тоже не молода, тоже первые упоминания из 1975 года, но это ничего не значит, если разработка действительно удачная.
"Стандартная" схема включения выглядит так:
Формула расчета резисторов делителя R1 и R2 такая:
Где:
- Vs - Требуемое напряжение на выходе
- Vref - опорное напряжение (по даташиту = 1,25В)
- If - ток утечки, которым можно пренебречь
И поэтому формула упрощается до :
VO = VREF * (1 + R2/R1)
Исходя из этой формулы можно посчитать все, даже выходное напряжение при заданных номиналах делителя. Если лень считать самому существует масса онлайн калькуляторов.
И тут стоит упомянуть, что весь ряд микросхем имеет такие характеристики:
- Наличие защиты от возможного короткого замыкания.
- Надежная защита микросхемы от перегрева.
- Погрешность выходного напряжения 0,1%.
Далее идет регулируемый стабилизатор:
Если можно поменять выходное напряжение путем расчета/подбора резисторов делителя, то логика подсказывает, что можно сделать его и регулируемым. Кроме того в схему добавлены диоды и конденсаторы, которые призваны минимизировать возможные пульсации на выходе (которые попадают сюда от первичного источника питания) и сделать линейный стабилизатор более линейным :-). Такое решение можно применить и к не регулируемой схеме.
Следующая схема, имеет возможность внешнего запуска:
Эта схема может быть как регулируемой, так и нет.
Схема с плавным нарастанием выходного напряжения:
Плавность нарастания в этой схеме будет зависеть от номиналов C2 и R3.
Вариант включения в режиме ограничения тока:
Формула расчета тока стабилизации следующая:
IO = VREF /R1
- IO — выходной ток.
- VREF — опорное напряжение (по datasheet 1,25 В).
- R1 — сопротивление резистора.
Схема простого регулируемого, стабилизированного источника питания:
Несколько пояснений по схеме:
- Несколько обмоток на трансформаторе: дело в том, что чем меньше разница между входным и выходным напряжениями, тем меньше будет эта схема греть окружающую среду, и тем легче будет LM-ке, поэтому для облегчения работы схемы используют переключаемые обмотки.
- Rx = 10 кОм тоже регулируемый, для реализации грубой и точной настройки (при такой необходимости), хотя такое включение не совсем удобное.
- Положение Амперметра тоже не совсем классическое, но именно так амперметр покажет аварийный ток, при срабатывании внутренней защиты микросхемы, и разницу между током до микросхемы и после необходимо подстраивать настройками амперметра (или учитывать при рисовании шкалы если прибор стрелочный) или учитывать при считывании показаний, но она будет не велика. Хотя можно перенести амперметр и после LM-ки.
Номиналы для последней схемы:
резисторы :
R1 = 220 Ом
R3 = 1k2
Rx = 1O k переменный
P1 = 4k7 переменный
конденсаторы:
C1=4700мкФ 35V
C2 = 220 нФ
C3 = 47мкФ 35 V
C4 = 2.2мкФ 35 V
диоды:
D1 D2= 1N4002
D3 = светодиод 5мм красный
IC = LM317K
B = диодный мост 40 V, 2,2 A
трансформатор:
T = трансформатор на напряжения 8-16-24 V и 2 A
приборы:
Амперметр 0-2 A
Вольтметр 0-25 V
Исходя из всего выше сказанного, микросхема просто отличная.
И конечно сразу предвижу комментарии: "зачем нужна сегодня эта древняя, да еще и линейная микросхема, если есть масса современных источников питания построенных по импульсному принципу?" или "это просто утюг, импульсники лучше" и это правда, но только отчасти.
Я обратил внимание на эту микросхему потому, что мне нужен был источник питания для настройки и питания радиоприемника, и импульсники тут вообще практически не подходят. На сегодняшний день вещательный приемник на диапазоне СВ уже не возможно включить в квартире, такое количество импульсных помех вокруг. Даже просто сеть "фонит", а если еще и питание от импульсника, то все - только шум, или импульсный источник питания должен быть очень высокого качества - а это уже цена.
И второй пример, когда я использую эту микросхему - это схема в режиме ограничения тока, к примеру как драйвер для светодиодной подсветки.
Возможно я какие-то варианты упустил, поэтому жду ваших комментариев.