LM337T 1.5A Ayarlanabilir Negatif Lineer Voltaj Regülatörü TO-220

LM337T, negatif DC besleme gerilimlerinden ayarlanabilir ve kararlı negatif çıkış gerilimi elde etmek için kullanılan 3 pinli lineer voltaj regülatörüdür. Yaklaşık -1.25V ile -37V arasında ayarlanabilir çıkış sağlayabilen entegre, uygun çalışma ve soğutma koşullarında 1.5A seviyesine kadar çıkış akımı verebilir.

LM317'nin negatif çıkışlı tamamlayıcısı olarak kullanılabilen LM337T; çift kutuplu güç kaynakları, op-amp devreleri, analog elektronik sistemler, ses amplifikatörleri ve ayarlanabilir negatif güç kaynağı uygulamaları için uygundur.

Teknik Özellikler

• Model: LM337T
• Regülatör Tipi: Ayarlanabilir Negatif Lineer Voltaj Regülatörü
• Çıkış Gerilimi Aralığı: Yaklaşık -1.25V ile -37V
• Maksimum Çıkış Akımı: 1.5A
• Giriş Gerilimi: -40V seviyesine kadar
• Tipik Dropout Gerilimi: Yaklaşık 2V
• Line Regulation: Tipik %0.01/V
• Load Regulation: Tipik %0.3
• Ripple Rejection: Tipik 77dB
• Kılıf Tipi: TO-220
• Pin Sayısı: 3
• Çıkış gerilimi iki harici direnç ile ayarlanabilir
• Dahili akım sınırlama koruması bulunur
• Dahili termal aşırı yük koruması bulunur
• Güvenli çalışma alanı koruması bulunur

LM337T Pin Yapısı ve Ayarlanabilir Negatif Voltaj Devresi

Yukarıdaki görsel LM337T'nin TO-220 kılıftaki pin dizilimini ve temel ayarlanabilir negatif voltaj regülatörü bağlantısını göstermektedir. Entegre üzerindeki yazılar kullanıcıya bakacak şekilde önden tutulduğunda pinler soldan sağa doğru ADJ, IN ve OUT şeklindedir.

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

Metal tabın VIN ile elektriksel olarak bağlantılı olması özellikle soğutucu kullanımında önemlidir. Aynı metal soğutucu üzerine birden fazla güç elemanı monte edilecekse elektriksel bağlantılar kontrol edilmeli ve gerektiğinde uygun yalıtım malzemesi kullanılmalıdır.

Çıkış Geriliminin Ayarlanması

LM337T'nin negatif çıkış gerilimi, VOUT ile ADJ ve ADJ ile GND arasına bağlanan iki direnç kullanılarak belirlenir. Görselde VOUT ile ADJ arasına 240Ω sabit direnç, ADJ ile GND arasına ise 5kΩ potansiyometre bağlanmıştır.

Potansiyometrenin direnç değeri değiştirildiğinde geri besleme oranı değişir ve buna bağlı olarak çıkış geriliminin negatif değeri ayarlanabilir.

VOUT ≈ -1.25 × (1 + R2 / R1)

Burada R1, VOUT ile ADJ arasındaki sabit direnci; R2 ise ADJ ile GND arasındaki ayarlanabilir direnci ifade eder. Hassas hesaplamalarda ADJ pin akımı da dikkate alınabilir.

-1.25V ile -37V Ayarlanabilir Negatif Çıkış

LM337T'nin temel avantajı sabit bir negatif çıkış yerine geniş bir aralıkta ayarlanabilir negatif gerilim sağlayabilmesidir. Uygun negatif giriş gerilimi kullanılarak yaklaşık -1.25V seviyesinden -37V seviyesine kadar farklı çıkış değerleri oluşturulabilir.

Gerçek kullanılabilir çıkış aralığı giriş gerilimine ve regülatörün doğru çalışması için gerekli giriş-çıkış gerilim farkına bağlıdır. Örneğin -15V çıkış elde etmek için negatif giriş kaynağının mutlak değerce -15V'tan daha yüksek olması gerekir.

Negatif Voltaj Regülatörü Nasıl Çalışır?

LM337T, pozitif besleme hattı yerine negatif DC besleme hattını regüle eder. GND referansına göre negatif olan giriş gerilimi VIN pinine uygulanır ve daha düşük mutlak değerde kararlı bir negatif gerilim VOUT pininden alınır.

Örneğin uygun devre tasarımıyla -18V giriş gerilimi kullanılarak -12V, -9V veya benzeri negatif çıkış seviyeleri oluşturulabilir. Bu özellik özellikle negatif besleme gerektiren analog devrelerde önemlidir.

Görseldeki Devre Elemanlarının Görevleri

• R1 240Ω: VOUT ile ADJ arasındaki referans akım yolunu oluşturur
• R2 5kΩ Potansiyometre: Negatif çıkış geriliminin ayarlanmasını sağlar
• C1 0.1µF: Negatif giriş besleme hattındaki yüksek frekanslı gürültünün azaltılmasına yardımcı olur
• C2 1µF: Regülatör kararlılığına ve çıkışın yük değişimlerine verdiği tepkiye katkı sağlar

LM337 ailesinde çıkış kondansatörü frekans kompanzasyonu ve kararlı çalışma açısından önemlidir. Kondansatör seçilirken kapasite değerinin yanı sıra polaritesi ve çalışma gerilimi de dikkate alınmalıdır. Negatif besleme devrelerinde elektrolitik kondansatörlerin polarite yönünün pozitif regülatör devrelerinden farklı olabileceği unutulmamalıdır.

1.5A Çıkış Akımı

LM337T uygun termal koşullar altında 1.5A seviyesine kadar çıkış akımı sağlayabilir. Ancak lineer regülatörlerde gerçek kullanılabilir akım giriş ve çıkış arasındaki gerilim farkına, ortam sıcaklığına ve kullanılan soğutucuya doğrudan bağlıdır.

Özellikle negatif giriş gerilimi ile çıkış gerilimi arasındaki fark yüksek olduğunda entegre üzerinde önemli miktarda güç kaybı oluşabilir. Bu nedenle yüksek akımlı uygulamalarda uygun bir TO-220 soğutucusu kullanılması gerekir.

Güç Kaybı ve Isınma

LM337T lineer bir regülatör olduğu için giriş ve çıkış gerilimlerinin mutlak farkı, yük akımına bağlı olarak büyük ölçüde ısıya dönüşür. Regülatör üzerinde oluşacak yaklaşık güç kaybı aşağıdaki şekilde hesaplanabilir:

P ≈ |VIN - VOUT| × IOUT

Örneğin -18V girişten -12V çıkış alınırken yük 1A akım çekiyorsa regülatör üzerinde yaklaşık 6W güç kaybı oluşur. Bu seviyedeki bir güç kaybında uygun soğutucu kullanılması gerekir.

Bu nedenle 1.5A değeri her giriş ve çıkış gerilimi kombinasyonunda soğutucusuz olarak sürekli kullanılabilecek akım anlamına gelmez. Termal tasarım yapılırken güç kaybı mutlaka hesaplanmalıdır.

LM337T ve LM317 Arasındaki Fark

LM337 ve LM317 benzer çalışma prensibine sahip ayarlanabilir lineer regülatörlerdir ancak çıkış polariteleri farklıdır.

• LM317: Ayarlanabilir pozitif çıkış gerilimi sağlar
• LM337: Ayarlanabilir negatif çıkış gerilimi sağlar

Bu iki regülatör birlikte kullanılarak analog elektronik ve ses devrelerinde sık kullanılan simetrik pozitif-negatif güç kaynakları oluşturulabilir. Örneğin uygun giriş beslemesiyle +12V ve -12V veya +15V ve -15V besleme hatları tasarlanabilir.

Simetrik Güç Kaynaklarında Kullanım

Op-amp, analog sinyal işleme ve ses amplifikatörü devrelerinin bir bölümü hem pozitif hem negatif besleme gerilimine ihtiyaç duyar. Bu tür uygulamalarda LM317 pozitif hattın, LM337 ise negatif hattın regülasyonu için kullanılabilir.

İki regülatörün ayarlanabilir olması sayesinde pozitif ve negatif besleme değerleri devrenin ihtiyacına göre belirlenebilir. Hassas analog uygulamalarda iki hattın gerilim değerlerinin dengeli şekilde ayarlanması önemlidir.

Giriş ve Çıkış Kondansatörleri

Giriş tarafındaki bypass kondansatörü besleme hattındaki parazitlerin azaltılmasına yardımcı olur. Giriş kaynağı regülatörden uzaksa uygun bir giriş kondansatörü kullanılması özellikle faydalıdır.

Çıkış kondansatörü ise LM337T'nin frekans kompanzasyonuna, kararlı çalışmasına ve ani yük değişimlerinde çıkış geriliminin korunmasına katkı sağlar. Elektrolitik kondansatör kullanılırken negatif çıkış hattının polaritesi doğru şekilde dikkate alınmalıdır.

Dahili Koruma Özellikleri

LM337T, aşırı yük ve hata koşullarında entegrenin korunmasına yardımcı olan dahili koruma yapılarına sahiptir. Dahili akım sınırlama sistemi aşırı çıkış akımına karşı koruma sağlarken termal koruma devresi entegre sıcaklığının güvenli çalışma seviyesinin üzerine çıkması durumunda regülatörü korumaya yardımcı olur.

Güvenli çalışma alanı koruması da güç transistörünün yüksek gerilim ve akım kombinasyonlarında zarar görme riskinin azaltılmasına yardımcı olur. Bununla birlikte bu koruma mekanizmaları uygun soğutucu ve doğru devre tasarımının yerine geçmez.

PCB ve Soğutucu Kullanımında Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Negatif giriş ve çıkış yolları kullanılacak akıma uygun genişlikte tasarlanmalıdır
• ADJ geri besleme hattı yüksek akımlı ve parazitli devre yollarından uzak tutulmalıdır
• Çıkış kondansatörünün polaritesi negatif besleme yapısına uygun bağlanmalıdır
• Yüksek güç kaybında TO-220 gövde için uygun soğutucu kullanılmalıdır
• Metal tabın VIN ile elektriksel olarak bağlantılı olduğu dikkate alınmalıdır
• Ortak metal soğutucu kullanımında gerektiğinde elektriksel yalıtım uygulanmalıdır
• Kondansatörlerin gerilim dayanımları çalışma gerilimlerine uygun seçilmelidir

Kullanım Alanları

• Ayarlanabilir negatif DC güç kaynakları
• Simetrik pozitif-negatif güç kaynakları
• Op-amp besleme devreleri
• Analog elektronik devreler
• Ses amplifikatörü güç kaynakları
• Pre-amplifikatör devreleri
• Test ve ölçüm cihazları
• Sensör ve sinyal işleme devreleri
• Laboratuvar tipi güç kaynakları
• Elektronik prototip ve deney devreleri
• Endüstriyel elektronik uygulamaları
• PCB güç kaynağı tasarımları

Paket İçeriği

• 1 Adet LM337T 1.5A Ayarlanabilir Negatif Lineer Voltaj Regülatörü TO-220