LM317HVT 1.5A Ayarlanabilir Lineer Voltaj Regülatörü TO-220

LM317HVT, pozitif DC gerilimlerin ayarlanabilir ve kararlı bir çıkış gerilimine dönüştürülmesi için kullanılan 1.5A kapasiteli lineer voltaj regülatörüdür. LM317HV ailesinin yüksek gerilim versiyonu olan bu model, yaklaşık 1.25V ile 57V arasında ayarlanabilir çıkış gerilimi sağlayabilir.

Çıkış geriliminin yalnızca iki harici dirençle ayarlanabilmesi, LM317HVT'yi laboratuvar güç kaynakları, elektronik prototipler, sensör besleme devreleri, analog devreler ve ayarlanabilir DC güç kaynağı uygulamaları için kullanışlı hale getirir.

Teknik Özellikler

• Model: LM317HVT
• Seri: LM317HV
• Regülatör Tipi: Ayarlanabilir Pozitif Lineer Voltaj Regülatörü
• Çıkış Gerilimi Aralığı: 1.25V–57V
• Maksimum Çıkış Akımı: 1.5A
• Maksimum Giriş-Çıkış Gerilim Farkı: 60V
• Line Regulation: Tipik %0.01/V
• Load Regulation: Tipik %0.1
• Ripple Rejection: Tipik 80dB
• Çalışma Sıcaklığı: 0°C–125°C
• Kılıf Tipi: TO-220
• Pin Sayısı: 3
• Çıkış gerilimi iki harici direnç ile ayarlanabilir
• Dahili kısa devre akım sınırlama koruması bulunur
• Dahili termal aşırı yük koruması bulunur
• Dahili güvenli çalışma alanı koruması bulunur

LM317HVT Ayarlanabilir Voltaj Regülatörü Devresi

Yukarıdaki görsel LM317 ailesinin temel ayarlanabilir voltaj regülatörü bağlantısını göstermektedir. Devrede giriş gerilimi 3 numaralı VIN pinine uygulanır, regüle edilmiş çıkış 2 numaralı VOUT pininden alınır ve 1 numaralı ADJ pini çıkış geriliminin ayarlanması için kullanılır.

Görselde VOUT ile ADJ arasına 240Ω direnç, ADJ ile GND arasına ise 5KΩ ayarlanabilir direnç bağlanmıştır. Ayarlanabilir direnç değeri değiştirildiğinde ADJ pinindeki geri besleme oranı değişir ve buna bağlı olarak LM317'nin çıkış gerilimi ayarlanır.

Not: Görselde bulunan “Vin 28V Max” değeri bu örnek devrenin çalışma sınırı olarak verilmiştir. LM317HVT'nin kendisi yüksek gerilimli HV versiyondur ve giriş ile çıkış arasındaki izin verilen maksimum gerilim farkı 60V seviyesindedir. Gerçek uygulamada giriş gerilimi, çıkış gerilimi ve regülatör üzerindeki güç kaybı birlikte değerlendirilmelidir.

LM317HVT Pin Bağlantıları

LM317HVT, 3 pinli TO-220 güç paketine sahiptir. Entegre önden, üzerindeki yazılar kullanıcıya bakacak şekilde tutulduğunda pinlerin görevleri aşağıdaki gibidir:

• Pin 1 – ADJ: Çıkış geriliminin ayarlanmasını sağlayan geri besleme pinidir
• Pin 2 – VOUT: Regüle edilmiş çıkış geriliminin alındığı pindir
• Pin 3 – VIN: DC giriş geriliminin uygulandığı pindir
• Metal Tab: Elektriksel olarak VOUT pinine bağlıdır

Metal soğutucu yüzeyin VOUT ile elektriksel olarak bağlantılı olması özellikle ortak soğutucu kullanılan devrelerde dikkate alınmalıdır. Birden fazla güç elemanı aynı metal soğutucuya bağlanacaksa gerektiğinde elektriksel yalıtım malzemesi kullanılmalıdır.

Çıkış Geriliminin Ayarlanması

LM317HVT'nin çıkış gerilimi VOUT ile ADJ ve ADJ ile GND arasına bağlanan dirençler aracılığıyla belirlenir. Temel çıkış gerilimi ilişkisi yaklaşık olarak aşağıdaki şekilde ifade edilir:

VOUT ≈ 1.25 × (1 + R2 / R1)

Standart kullanımda VOUT ile ADJ arasındaki direnç çoğunlukla yaklaşık 240Ω seviyesinde seçilir. ADJ ile GND arasındaki ikinci direnç değiştirilerek istenilen çıkış gerilimi oluşturulur.

Gönderilen görselde direnç isimlendirmesi farklı yapılmıştır; 240Ω direnç R2, 5KΩ ayarlanabilir direnç ise R1 olarak gösterilmiştir. Bu nedenle devre hesaplanırken dirençlerin isimlerinden ziyade devrede hangi noktalar arasına bağlandığı dikkate alınmalıdır.

1.25V–57V Ayarlanabilir Çıkış

LM317HVT, uygun giriş gerilimi ve çalışma koşulları sağlandığında yaklaşık 1.25V ile 57V arasında ayarlanabilir pozitif çıkış gerilimi oluşturabilir. Çıkış geriliminin üst sınırı yalnızca direnç değerlerine bağlı değildir; giriş gerilimi ve maksimum giriş-çıkış gerilim farkı da dikkate alınmalıdır.

Regülatörün çıkış gerilimini doğru şekilde kontrol edebilmesi için giriş geriliminin hedeflenen çıkış geriliminden belirli miktarda yüksek olması gerekir. Giriş ve çıkış arasındaki fark yetersiz olduğunda regülatör istenen çıkış gerilimini sabit tutamaz.

HV Yüksek Gerilim Versiyonu

LM317HVT modelindeki HV ifadesi High Voltage yani yüksek gerilim versiyonunu belirtir. Standart LM317 yaklaşık 40V seviyesine kadar giriş koşullarına yönelikken LM317HV ailesi giriş ile çıkış arasında 60V'a kadar gerilim farkıyla çalışabilecek şekilde tasarlanmıştır.

Bu özellik yüksek DC gerilimlerden daha düşük ve ayarlanabilir bir çıkış gerilimi elde edilmesi gereken uygulamalarda avantaj sağlar. Ancak 60V değeri giriş geriliminin her durumda doğrudan 60V olabileceği anlamına gelmez; kritik sınır VIN ile VOUT arasındaki gerilim farkıdır.

1.5A Çıkış Akımı

LM317HVT uygun giriş gerilimi, PCB tasarımı ve termal koşullar altında 1.5A seviyesine kadar çıkış akımı sağlayabilir. Bununla birlikte lineer regülatörlerde kullanılabilir maksimum akım doğrudan oluşan güç kaybı ve entegre sıcaklığıyla ilişkilidir.

Özellikle giriş gerilimi ile çıkış gerilimi arasındaki fark yüksek olduğunda 1.5A akım çekilmesi önemli miktarda ısı oluşmasına neden olabilir. Bu nedenle yüksek akımlı uygulamalarda TO-220 gövdenin uygun bir soğutucuya bağlanması gerekir.

Güç Kaybı ve Isınma

LM317HVT lineer bir voltaj regülatörü olduğu için giriş ile çıkış arasındaki gerilim farkını büyük ölçüde ısı olarak harcar. Regülatör üzerinde oluşan yaklaşık güç kaybı aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

P ≈ (VIN - VOUT) × IOUT

Örneğin 12V girişten 5V çıkış alınırken yük 1A akım çekiyorsa regülatör üzerinde yaklaşık 7W güç kaybı meydana gelir. Bu seviyede bir güç kaybında uygun soğutucu kullanılmadan çalıştırılması regülatör sıcaklığının hızla yükselmesine neden olabilir.

Bu nedenle LM317HVT ile güç kaynağı tasarlanırken yalnızca çıkış akımına değil, giriş ve çıkış gerilimleri arasındaki farktan kaynaklanan termal kayba da dikkat edilmelidir.

Giriş ve Çıkış Kondansatörleri

Gönderilen örnek devrede giriş tarafında 0.1µF, çıkış tarafında ise 10µF kondansatör bulunmaktadır. Giriş kondansatörü besleme hattındaki yüksek frekanslı gürültünün ve ani gerilim değişimlerinin azaltılmasına yardımcı olur.

Çıkış kondansatörü ise yük değişimlerinde çıkış geriliminin daha kararlı kalmasına ve transient cevabının iyileştirilmesine yardımcı olabilir. Kondansatörlerin çalışma gerilimlerinin devrede karşılaşabilecekleri maksimum gerilimden yüksek seçilmesi gerekir.

Ayarlanabilir Güç Kaynağı Olarak Kullanım

LM317HVT'nin en yaygın kullanım alanlarından biri ayarlanabilir DC güç kaynaklarıdır. ADJ pinindeki dirençlerden biri potansiyometre veya trimpot olarak seçildiğinde çıkış gerilimi kullanıcı tarafından belirli bir aralıkta ayarlanabilir.

Bu yapı laboratuvar tipi güç kaynakları, elektronik deney devreleri, prototip çalışmaları ve farklı besleme gerilimlerine ihtiyaç duyan devrelerin test edilmesinde kullanılabilir.

Sabit Akım Regülatörü Olarak Kullanım

LM317HVT yalnızca voltaj regülatörü olarak değil, uygun direnç bağlantısıyla sabit akım regülatörü olarak da kullanılabilir. Bu yöntemde regülatörün yaklaşık 1.25V referans geriliminden yararlanılarak yükten geçen akım belirlenebilir.

Yaklaşık sabit akım değeri aşağıdaki ilişki kullanılarak hesaplanabilir:

I ≈ 1.25 / R

Bu kullanım yöntemi LED sürme, batarya şarj devreleri ve kontrollü akım gerektiren elektronik uygulamalarda değerlendirilebilir. Kullanılan direncin güç değeri ve regülatörün termal sınırları ayrıca hesaplanmalıdır.

Dahili Koruma Özellikleri

LM317HVT, güç kaynağı uygulamalarında güvenilirliği artırmaya yardımcı olan dahili koruma yapılarına sahiptir. Entegre içerisinde kısa devre ve aşırı yük koşullarına karşı akım sınırlama, termal aşırı yük koruması ve güvenli çalışma alanı koruması bulunur.

Entegre sıcaklığı güvenli çalışma sınırlarını aştığında termal koruma devresi çıkışın sınırlandırılmasına yardımcı olur. Ancak bu koruma mekanizmaları uygun soğutucu ve doğru termal tasarımın yerine geçmez.

PCB ve Soğutucu Kullanımında Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Giriş ve çıkış yolları kullanılacak akıma uygun genişlikte tasarlanmalıdır
• Giriş bypass kondansatörü regülatöre yakın yerleştirilmelidir
• ADJ geri besleme hattı parazit kaynaklarından uzak tutulmalıdır
• Yüksek güç kaybında TO-220 gövde için uygun soğutucu kullanılmalıdır
• Soğutucu montajında metal tabın VOUT ile elektriksel bağlantısı dikkate alınmalıdır
• Kondansatörlerin gerilim dayanımları çalışma gerilimlerine uygun seçilmelidir
• Maksimum giriş-çıkış gerilim farkının aşılmamasına dikkat edilmelidir

Kullanım Alanları

• Ayarlanabilir DC güç kaynakları
• Laboratuvar tipi güç kaynağı projeleri
• Elektronik prototip ve deney devreleri
• Analog elektronik devreler
• Sensör besleme devreleri
• Mikrodenetleyici ve kontrol devreleri
• Robotik projeler
• Gömülü sistem güç kaynakları
• Sabit akım kaynakları
• LED akım kontrol devreleri
• Batarya şarj ve akım sınırlama uygulamaları
• PCB güç kaynağı tasarımları

Paket İçeriği

• 1 Adet LM317HVT 1.5A Ayarlanabilir Lineer Voltaj Regülatörü TO-220