Funktionsweise des IC LM337: Datenblatt, Anwendungsschaltungen

In diesem Beitrag werden wir über die Funktion eines interessanten Spannungsreglers sprechen: Der LM337, der im Grunde das negative Komplementärgerät für die Bevölkerung ist LM317 IC .

Dieser Regler ist mit einer einstellbaren negativen Spannung mit 3 Anschlüssen ausgestattet und kann bequem etwa 1,5 A mit einem Ausgangsspannungsbereich von -1,2 V bis -37 V versorgen.

Es ist unglaublich einfach zu bedienen und benötigt nur zwei externe Widerstände, um die Ausgangsspannung zu konfigurieren. Andere coole Funktionen wie interne Strombegrenzung, thermische Abschaltung und Kompensation des sicheren Bereichs machen den LM337 außergewöhnlich robust.

Dieses Gerät ist für die verschiedenen Anwendungen geeignet, einschließlich lokaler und integrierter Spannungsregelung. Ferner kann der LM337 verwendet werden, um einen programmierbaren Ausgangsregler aufzubauen. Wenn Sie einen permanenten Widerstand zwischen der Einstellung und dem Ausgang anbringen, wird die elektronische Komponente in einen Präzisionsstromregler umgewandelt.

Als komplementäres Gerät für den IC LM317, der ein positiver Spannungsregler ist, werden beide häufig verwendet, um eine hohe Vielseitigkeit zu erzielen Netzteile mit zwei Spannungsreglern .

Haupteigenschaften

Einige der Hauptmerkmale des IC LM337 sind:

• Ein zusätzlicher Ausgangsstrom von 1,5 A.
• Variable Ausgangsspannung im Bereich von -1,2 V bis -37 V.
• Eingebauter thermischer Überlastschutz
• Eingebauter Kurzschluss, über Strombegrenzung und über Hitzeschutz.
• Rückgabe des sicheren Bereichs des Ausgangstransistors
• Ein uneingeschränkter Betrieb für Hochspannungsanwendungen
• Erleichtert die Bevorratung von Dauerspannungen
• Erhältlich in Oberflächenmontage D.^zweiPAK und typisches 3-Leiter-Transistorpaket
• Bleifrei und RoHS-konform

Schaltplan der variablen Spannung LM337

Pinbelegung Details und Arbeiten

LM337 Absolute Maximalbewertung

LM337 Elektrische Eigenschaften

In den elektrischen Eigenschaften für die aufgelisteten Testszenarien wird die parametrische Leistung des Produkts angezeigt, sofern nicht anders beschrieben.

Es gibt einige Ausnahmen, in denen die Produktleistung möglicherweise nicht in den unten angegebenen elektrischen Eigenschaften angezeigt wird.

1. T._niedrigbis T._hoch= 0 ° bis 125 ° C für LM337T, D2T. T._niedrigbis T._hoch= -40 ° bis + 125 ° C für LM337BT, BD2T.
2. ich_max= 1,5 A, P._max= 20 W.
3. Die Last- und Leitungsregelung wird bei einer konstanten Sperrschichttemperatur notiert. Es kann eine Änderung in V geben_ODERaufgrund der Auswirkungen auf die Erwärmung, die in der Spezifikation der Wärmeregulierung beschrieben sind. Hier wird ein Impulstest mit niedrigem Arbeitszyklus verwendet.
4. C._adj, falls vorhanden, ist zwischen dem Einstellstift und Masse verbunden.
5. Eine Temperaturkurve auf dem Chip wird erzeugt, wenn in einem IC-Spannungsregler eine Verlustleistung vorliegt. Dies wirkt sich auf die einzelnen IC-Komponenten auf dem Chip aus und seine Auswirkungen können durch ein gutes Schaltungsdesign und gute Layout-Methoden gemindert werden. Die Auswirkung dieser Temperaturkurven auf die Ausgangsspannung wird unter Wärmeregulierung als Prozentsatz der Ausgangsänderung pro Watt Leistungsänderung innerhalb eines bestimmten Intervalls angegeben.
6. Da die Langzeitstabilität nicht für jede Komponente vor dem Versand quantifiziert werden kann, dient diese Spezifikation als grobe Schätzung der durchschnittlichen Stabilität.

Grundlegende Schaltungsbedienung und Arbeitsweise

Der LM337 ist ein schwimmender Regler mit drei Anschlüssen. Grundsätzlich wird eine genaue Referenz von -1,25 V (V) erzeugt_ref) zwischen seinem Ausgang und den Regelklemmen.

Diese Referenzspannung wird in einen Programmierstrom umgewandelt (I._PROG) durch R, wie in Abbildung 17 gezeigt. Infolgedessen fließt dieser konstante Strom über R2 von der Erde.

Die folgende Gleichung beschreibt die geregelte Ausgangsspannung:

V._aus= V._ref(1 + R2 / R1) + I._AdjR2

Mit dem LM337 kann der Einstellanschluss (I._Adj) auf unter 100 µA zu senken und konstant zu halten, da der in I fließende Strom fließt_AdjPin bezeichnet einen Fehlerterm in der obigen Formel. Um dies zu implementieren, wird der gesamte Betriebsstrom im Leerlauf an den Ausgangsanschluss zurückgesendet.

Dies erzwingt die Notwendigkeit eines minimalen Laststroms. Sobald der Laststrom auf einem niedrigeren Niveau als diesem Minimum liegt, steigt die Ausgangsspannung an.

Da der LM337 wie ein schwimmender Regler arbeitet, ist das wichtigste Merkmal, das ausgeführt werden muss, die Spannungsdifferenz über der Schaltung. Darüber hinaus ist es auch entscheidend, dass ein Betrieb bei hohen Spannungen relativ zur Erde erreichbar ist.

Ladungsregulierung

Der IC LM337 ist vielseitig einsetzbar und bietet eine hervorragende Lastregelung, sofern bestimmte vorbeugende Maßnahmen zur Erzielung der besten Leistung gewährleistet sind.

Ein Beispiel ist, dass der Programmierwiderstand (R1) so nahe wie möglich am Reglerchip angebracht werden muss, um Netzspannungsabfälle zu reduzieren, die sich leicht mit dem Referenzpotential in Reihe schalten können und die Regulierungseffizienz ernsthaft beeinträchtigen.

Die Erdungsklemme des R2 kann in der Nähe der Lastmasse zurückgeführt werden, um eine Fernerkundung der Erde zu ermöglichen und die Lastregelung zu verbessern.

Externe Kondensatoren

Wir empfehlen die Verwendung eines 1,0 µF Tantal-Eingangs-Bypass-Kondensators (C._im), um die Empfindlichkeit gegenüber der Eingangsleitungsimpedanz zu minimieren.

Sie können den Einstellanschluss gegen Masse umgehen, um die Welligkeitsunterdrückung zu verbessern. Dieser Kondensator (C._adj) verhindert, dass die Welligkeit verstärkt wird, wenn die Ausgangsspannung auf höhere Pegel eingestellt wird.

Die Verwendung eines 10-µF-Kondensators kann die Welligkeitsunterdrückung bei 120 Hz um etwa 15 dB verbessern, wenn mit einer 10-V-Anwendung gearbeitet wird.

Eine Ausgangskapazität (C._ODER) wird von einem Tantal oder 10 µF Aluminium geliefert. Der Elektrolytkondensator ist aus Stabilitätsgründen obligatorisch.

Die Auswahl eines davon mit nicht reduziertem ESR-Wert (Equivalent Series Resistance) ist ebenfalls ein Muss.

Niedriger ESR oder Kondensator mit niedrigem ESR-Wert und Keramikkondensatoren können zu Instabilität oder permanenten Schwingungen in der Anwendung führen.

Schutzdioden

Wenn Sie externe Kondensatoren mit einem Regler-IC verwenden, sollten Sie unbedingt Schutzdioden einbauen, um zu verhindern, dass sich die Kondensatoren über Niedrigstrompunkte in den Regler entladen.

Wie in Abbildung oben gezeigt, verfügt der LM337 über einige empfohlene Schutzdioden für Ausgangsspannungen von mehr als -25 V oder hohe Kapazitätswerte (C._ODER> 25 uF, C._Adj> 10 uF).

Diode D.₁stoppt C._ODERim Falle eines Eingangskurzschlusses vom Entladen durch den IC. Diode D._zweischützt Kondensator C._AdjEntladung durch den IC, wenn ein Ausgangskurzschluss auftritt.

Die Kombination von Dioden D.₁und D._zweivermeidet C._Adjvom Entladen über den IC, wenn überhaupt ein Eingangskurzschluss auftritt.

Referenz: Datenblatt