SOFTMAX - LM317

Questo integrato, che ha dimensioni identiche a quelle di un normale transistor di media potenza con contenitore tipo T0220, dispone di tre soli piedini (vedi fig.1). - Il piedino di Entrata, indicato E oppure Vin, riceve la tensione positiva da stabilizzare, che viene      prelevata da un ponte raddrizzatore provvisto del suo condensatore elettrolitico di livellamento. - Il piedino di Regolazione, indicato R oppure ADJ, viene utilizzato per variare la tensione d'uscita sul valore desiderato. - Il piedino di Uscita, indicato U oppure Vout, è quello da cui si preleva la tensione stabilizzata. Fig. 1 In tutti i Data-Book sono riportate per LM317 queste caratteristiche tecniche: Max Volt input/output  Dropout Volt  Minima tensione di uscita  Max corrente di uscita  Max potenza dissipabile Ripple in uscita  Analiziamo dunque ciascuna caratteristica per comprendere a cosa si riferiscano questi dati forniteci dal costruttore: Max Volt input/output Molti ritengono che questo valore indichi la massima tensione applicabile sull'ingresso dell' LM.317. Al contrario, poiché l'integrato accetta sull'ingresso anche tensioni dell'ordine degli 80-100 Volt, questo indica la differenza tra la tensione applicata all'ingresso e quella in uscita, che non deve mai risultare maggiore di 40 Volt. Dropout Volt  Questo dato indica la caduta di tensione introdotta dalla presenza dell'integrato, che è di  3 volt. Quindi se sull'ingresso applichiamo una tensione di 34 volt, la massima tensione stabilizzata prelevabile sarà: 34 - 3 = 31 volt Minima tensione di uscita  Questo indica la minima tensione stabilizzata prelevabile, il cui valore per il presente integrato è pari ad 1,25 volt. Max corrente di uscita  La massima corrente prelevabile dall' LM317 è di 1,5 Ampere, a condizione di un raffreddamento adeguato, altrimenti non sarà possibile prelevare più di 0,5 - 0,6 Ampere, perché in caso di surriscaldamento entrerà in funzione la protezione interna non regolabile, che abbasserà la tensione in uscita e quindi la potenza dissipata dall'integrato. Max potenza dissipabile La potenza massima di 15 watt riportata dal costruttore nelle caratteristiche è ottenibile soltanto se l'integrato è fissato sopra un' adeguata aletta di raffreddamento, altrimenti entrerà in funzione la protezione termica. Ripple in uscita Il ripple indica il residuo di componente alternata presente sulla tensione continua stabilizzata in uscita. Il valore per l' LM317 è pari a -80 dB (decibel), cioè il residuo di alternata presente in uscita è 10.000 volte minore di quello presente in ingresso !!!!!   LM 317 UTILIZZATO COME STABILIZZATORE DI TENSIONE Nella fig.2 riporto lo schema base consigliato per la realizzazione di un completo alimentatore stabilizzato con LM 317 e di cui andiamo ad analizzare approfonditamente la funzione svolta dai vari componenti. Fig. 2   C1 E' il capacitore elettrolitico applicato in uscita al ponte di Graetz. La sua funzione è quella di livellare il più possibile l'ondulazione generata dal ponte stesso. I parametri da calcolare sono: CAPACITA' NECESSARIA         TENSIONE DI LAVORO            TEMPERATURA DI LAVORO    CAPACITA' NECESSARIA   Il dimensionamento della capacità può essere effettuato seguendo vari metodi, ma praticamente viene utilizzata la relazione seguente:  Cx = K ( I / VR ) in cui abbiamo: Cx è la capacità in microfarad del capacitore di livellamento.         I è la corrente massima in milliampere da erogare.                         VR è il massimo ripple in volt sovrapposto alla tensione continua.  K vale 4,8 per raddrizzatori ad una semionda ed 1,8 per quelli ad onda intera ed a ponte di Graetz. Per utilizzarla occorre conoscere il massimo assorbimento prevedibile, ovvero la massima corrente che l'alimentatore deve erogare.   TENSIONE DI LAVORO   La tensione di lavoro del capacitore deve obbligatoriamente soddisfare la seguente relazione: VL > Veff √2 ovvero la tensione lavoro deve essere maggiore del valore di picco o cresta della tensione efficace applicata al circuito raddrizzatore !!!   TEMPERATURA DI LAVORO   I normali elettrolitici possono lavorare sino a temperature massime di 85 °C, per utilizzazioni in ambienti speciali, industriali ed altro si utilizzano quelli a 105 °C, contraddistinti dal caratteristico colore marrone del corpo del capacitore.   C2 E' un capacitore poliestere o ceramico da almeno 100 nF, che ,se collegato vicinissimo al terminale di ENTRATA ed a quello di MASSA, evita l'innescarsi di dannose auto oscillazioni a frequenze ultracustiche, causate tra l'altro dalla componente induttiva non trascurabile degli elettrolitici con capacità superiore ai 1000 µF.   C3 E' un capacitore elettrolitico da almeno 10 µF e tensione di lavoro da 50 - 63 volt, per rendere più stabile la tensione sul piedino di regolazione. Se si vuole realizzare un alimentatore a tensione regolabile è da evitare l' impiego di capacità superiori ai 47 µF, poiché determinerà una difficoltosa variazione della tensione di uscita, perché non immediata , ma ritardata dall' effetto di questa capacità.   C4 E' un capacitore elettrolitico applicato sull'uscita dell'integrato, per eliminare eventuali residui di ripple. Il valore non dovrebbe mai essere inferiore ai 100 µF, normalmente viene scelto un valore pari ad 1/10 di C1. La tensione di lavoro deve obbligatoriamente essere superiore alla massima tensione stabilizzata prelevabile dall' uscita.   DS1 Questo è un diodo di protezione inserito per evitare che il capacitore C4, quando l'alimentatore viene spento, si scarichi in senso inverso all'interno dell'integrato danneggiandolo.    DS2 Questo diodo collegato tra i terminali di uscita e quello di regolazione, serve a scaricare istantaneamente il capacitore C3 in caso di cortocircuito sull' uscita. Il piedino di regolazione con C3 scaricato si trova a massa ed inibisce l'uscita dell' integrato che quindi blocca immediatamente qualsiasi erogazione.   R1 Questo resistore in abbinamento con R2 forma un partitore resistivo da cui si preleva la tensione da applicare al piedino di regolazione. Conviene scegliere per R1 un valore fisso, generalmente 220 Ohm 1/4 watt, ed agire sull' altro.   R2   Il valore di questo resistore va calcolato in base alla tensione di uscita che si vuol ottenere: più basso è e minore sarà la tensione in uscita, viceversa più alto sarà e maggiore risulterà la tensione. Per calcolare R2 occorre prima conoscere la massima tensione applicata al piedino di ENTRATA, poiché la corrispondente tensione di uscita la otterremo sottraendo ad essa quella di DROPOUT, che per LM 317 è di 3 volt. Se non rispettiamo questa regola otterremo valori resistivi che se utilizzati non daranno mai la tensione calcolata !!!!!!!! Ad esempio, ammettiamo di avere una tensione massima in ingresso pari a 15 volt, in questo caso LA MASSIMA TENSIONE STABILIZZATA IN USCITA prelevabile dall' integrato sarà pari a: 15 - 3 = 12 volt  Quindi conoscendo la massima tensione stabilizzata prelevabile, il calcolo del resistore R2 si effettua utilizzando la seguente formula, fornita nel datasheet del componente in esame: R2 (Ohm) = [ ( Volt uscita : 1,25) - 1] x 220 dove abbiamo: Volt uscita indica il valore della tensione che volete prelevare sull' uscita dell' LM 317. 1,25 è la tensione presente tra il piedino di regolazione e quello di uscita.                     1 è una costante fornita dal produttore.                                                                       220 è il valore in Ohm di R1.                                                                                      Logicamente utilizzando per R2 un resistore fisso avremo una tensione stabilizzata fissata al valore da voi calcolato, mentre viceversa inserendo un potenziometro lineare, si potrà ottenere una tensione stabilizzata variabile tra un minimo di 1,25 volt ed un massimo pari a Volt uscita, determinabile sostituendo ad R2 il valore del potenziometro alla massima escursione !!!!!!!! Volt uscita = 1,25 x [Val POT (Ohm)/220)+ 220]

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