LM7805 vs LM317: Chọn Bộ Điều Chỉnh Điện Áp Nào

LM7805 so với LM317 là so sánh bộ điều chỉnh kinh điển trong điện tử nghiệp dư, công nghiệp và giáo dục, bởi vì hai linh kiện này là bộ điều chỉnh ba chân nhận diện được nhiều nhất trên thế giới và mọi nhà thiết kế đều đặt chúng cạnh nhau. LM7805 là bộ điều chỉnh đầu ra cố định cung cấp ổn định 5 volt, và LM317 là bộ điều chỉnh có thể điều chỉnh với đầu ra được đặt bằng hai điện trở đến bất kỳ giá trị nào trong phạm vi của nó, và việc so sánh giữa chúng không phải là cái nào tốt hơn mà là rail cần gì. Cả hai linh kiện đều có kiểu đóng gói TO-220 ba chân, cả hai đều cung cấp tối đa khoảng một ampe rưỡi, và cả hai đều thuộc các dòng sản phẩm mà thị trường tái sản xuất qua nhiều nhà cung cấp, vì vậy lựa chọn là một quyết định thiết kế về đầu ra, dòng điện, dropout và nhiệt, chứ không phải về việc một linh kiện đánh bại linh kiện kia. Hướng dẫn này so sánh hai linh kiện về các tùy chọn đầu ra, dòng điện và dropout, kiểu đóng gói và nhiệt, các ứng dụng và các dòng thay thế, đồng thời đưa ra quy tắc chọn giữa chúng, để rail tiếp theo chọn linh kiện cố định hoặc linh kiện có thể điều chỉnh dựa trên bằng chứng.

So sánh này cũng mang theo góc nhìn về tìm nguồn cung và thay thế, bởi vì cả hai linh kiện nằm ở trung tâm của thị trường bộ điều chỉnh tương thích chân mà trang web này kinh doanh. Một thiết kế chọn LM7805 chọn dòng 78xx, có bố cục ba chân được mọi nhà cung cấp lớn và nhiều linh kiện trong nước tái sản xuất, và một thiết kế chọn LM317 chọn dòng có thể điều chỉnh mà thị trường cũng chuẩn hóa, vì vậy cả hai lựa chọn đều mở ra thị trường thay thế sâu. Do đó, hướng dẫn bao gồm cả so sánh kỹ thuật và góc nhìn thay thế cùng nhau, và đây là tài liệu tham khảo làm việc mà một kỹ sư giữ bên cạnh hai datasheet. LM7805 và LM317 là hai đầu của sự căng thẳng bộ điều chỉnh, sự đơn giản của linh kiện cố định và tính linh hoạt của linh kiện có thể điều chỉnh, và so sánh là bản đồ giữa hai đầu đó.

LM7805 so với LM317: Sự Khác Biệt Thiết Kế Cốt Lõi

Sự khác biệt cốt lõi giữa LM7805 và LM317 là kiến trúc đầu ra, và mọi khác biệt thực tế đều bắt nguồn từ đó. LM7805 là bộ điều chỉnh dương cố định chứa tham chiếu và bộ chia điện áp đầu ra bên trong vỏ, vì vậy nó luôn xuất ra 5 volt, và nhà thiết kế kết nối đầu vào, mass và đầu ra rồi thêm hai tụ điện. LM317 là bộ điều chỉnh dương có thể điều chỉnh xuất ra 1.25 volt giữa đầu ra và chân điều chỉnh, và nhà thiết kế đặt đầu ra bằng bộ chia điện trở giữa chân điều chỉnh và đầu ra và mass, vì vậy một LM317 phục vụ bất kỳ đầu ra nào từ khoảng 1.25 volt đến gần đầu vào trừ dropout. Linh kiện cố định là rail đơn giản nhất có thể, và linh kiện có thể điều chỉnh là linh kiện đơn linh hoạt nhất trong danh mục, và so sánh là sự căng thẳng giữa sự đơn giản và sự linh hoạt. Sự khác biệt cốt lõi là quyết định mà sơ đồ mạch đưa ra trước tiên, và đó là sự khác biệt mà phần còn lại của hướng dẫn đọc trong các ứng dụng.

Thiết kế nội bộ cũng giải thích tại sao hai linh kiện hoạt động như vậy ở đầu ra. Bộ chia nội bộ của LM7805 được trim tại nhà máy, vì vậy đầu ra 5 volt của nó chính xác mà không cần linh kiện bên ngoài, và bộ chia bên ngoài của LM317 chịu trách nhiệm và dung sai của việc đặt đầu ra. Tham chiếu 1.25 volt của LM317, điện áp giữa đầu ra và chân điều chỉnh của nó, là tiêu chuẩn mà bộ chia nhân lên, và các điện trở của bộ chia cùng dung sai và drift của chúng trở thành một phần của dung sai đầu ra. Do đó, so sánh đọc độ chính xác đầu ra là điểm mạnh của linh kiện cố định và tính linh hoạt đầu ra là điểm mạnh của linh kiện có thể điều chỉnh, và thiết kế cần rail tiêu chuẩn chính xác chọn LM7805 trong khi thiết kế cần rail tùy chỉnh chọn LM317. Sự khác biệt cốt lõi là đầu ra, và quyết định đầu ra là quyết định đầu tiên và lớn nhất của so sánh.

Đầu ra cố định so với có thể điều chỉnh trong thực tế

Sự khác biệt cố định so với có thể điều chỉnh diễn ra trong các quyết định nhỏ của board. Rail 5 volt cố định, hoặc rail 12 volt cố định từ 7812, là hai tụ điện và một linh kiện, bố cục rất đơn giản, và đầu ra chính xác vì nhà máy đã trim. Rail có thể điều chỉnh là linh kiện lỗi cộng thêm hai giá trị điện trở được chọn bởi nhà thiết kế, và bố cục thêm bộ chia, dung sai và bypass chân điều chỉnh mà datasheet khuyến nghị. Board sử dụng nhiều rail cố định chọn các linh kiện cố định theo giá trị của chúng, 7805, 7809, 7812, và board cần một giá trị mà danh mục cố định không cung cấp, hoặc một giá trị có thể thay đổi trong phiên bản tương lai, chọn LM317 và điều chỉnh giá trị bằng điện trở. Thực tế là ưu tiên linh kiện cố định cho mọi rail tiêu chuẩn và linh kiện có thể điều chỉnh cho rail không tiêu chuẩn và linh hoạt trong tương lai, và thực tế này là mặt làm việc của sự khác biệt cốt lõi.

Điện áp đầu ra và Ứng dụng: LM7805 so với LM317

Điện áp đầu ra phản ánh hai linh kiện này vào đúng ứng dụng của chúng, và sự ánh xạ này chính là phần thực tiễn của bài so sánh. Đầu ra 5V của LM7805 là điện áp rail logic tiêu chuẩn – điện áp mà các vi điều khiển, logic, cảm biến và giao tiếp đã sử dụng trong nhiều thập kỷ – và đây cũng là ứng dụng mà 7805 định nghĩa: nguồn 5V cố định cho khối số, board cảm biến hoặc module, được lấy từ đầu vào cao hơn như 9V hoặc 12V. Đầu ra có thể điều chỉnh của LM317 phục vụ các rail không tiêu chuẩn – rail 3.3V khi không có IC cố định phù hợp, rail 6V, rail 8V, nguồn bench mà nhà thiết kế có thể điều chỉnh bằng núm xoay, và nguồn cho thử nghiệm và prototype mà giá trị thay đổi theo yêu cầu. Hai linh kiện cũng chia sẻ các rail mà chúng có thể phục vụ, bởi vì LM317 đặt ở 5V sẽ tạo ra cùng rail như 7805, và khi đó việc so sánh được quyết định bởi các yếu tố khác: dropout, số lượng linh kiện và nguồn cung. Điện áp đầu ra phản ánh linh kiện vào ứng dụng, và chính sự ánh xạ này là lý do 7805 thống lĩnh thế giới 5V và LM317 thống lĩnh sự linh hoạt.

Bộ ứng dụng cũng giải thích giá trị học tập của hai linh kiện, bởi LM7805 dạy về IC ổn áp cố định và LM317 dạy về IC ổn áp có thể điều chỉnh, và cùng nhau chúng bao phủ hai chế độ điều chỉnh tuyến tính. Bench của người đam mê điện tử, phần nguồn trên breadboard, nguồn cho preamp âm thanh, node cảm biến và module điều khiển công nghiệp đều sử dụng một hoặc cả hai linh kiện này, và việc so sánh mà nhà thiết kế xây dựng qua cặp linh kiện này chính là việc so sánh mà hướng dẫn này trình bày tập trung tại một nơi. Các ứng dụng cũng mang theo kỳ vọng về nhiễu và độ chính xác, bởi vì rail 5V nuôi khối logic có thể chịu đựng được ripple của IC ổn áp, trong khi rail nuôi mạch analog front end lại cần đọc kỹ phần decoupling và nhiễu mà datasheet mô tả. Điện áp đầu ra phản ánh linh kiện vào công việc, và các công việc đó chính là hình ảnh cụ thể của bài so sánh mà các phần sau của hướng dẫn sẽ tinh chỉnh thêm qua dòng điện, dropout và nhiệt.

Rail nào phù hợp nhất với từng IC ổn áp

LM7805 phù hợp với rail cần chính xác 5V, và phục vụ rail đó với số linh kiện ít nhất, độ chính xác cố định và sơ đồ chân tiêu chuẩn – đó là rail logic 5V, nguồn cảm biến và nguồn module được lấy từ đầu vào cao hơn. LM317 phù hợp với rail cần giá trị không phải 5V, hoặc giá trị mà thiết kế có thể điều chỉnh, và phục vụ rail đó với một linh kiện và hai điện trở – đó là nguồn bench có thể điều chỉnh, rail 3.3V trong trường hợp cần thiết, và điện áp lạ mà catalog linh kiện cố định không có. Phần giao nhau là rail 5V mà LM317 cũng có thể phục vụ, và yếu tố quyết định là các nhu cầu khác của thiết kế: số lượng linh kiện, dropout và độ sâu nguồn cung. Quy tắc là chọn linh kiện phù hợp với giá trị rail và sự đơn giản của thiết kế, và quy tắc này là phán quyết ứng dụng đầu tiên của bài so sánh.

Dòng Điện, Dropout và Dải Đầu Vào: LM7805 vs LM317

Dòng điện và dropout của hai linh kiện cùng dòng số được đọc như phần chung thay vì khác biệt. Cả hai đều cung cấp tối đa khoảng 1.5 ampe với tản nhiệt phù hợp, cả hai đều cần dropout cổ điển khoảng 2 volt giữa đầu vào và đầu ra, và cả hai hoạt động từ đầu vào lên đến khoảng 35 volt tuyệt đối và thoải mái trong dải tiêu chuẩn, vì vậy một 7805 5 volt cần khoảng 7 volt ở đầu vào và một LM317 đặt ở 5 volt cần cùng khoảng dự trữ. Dropout là ranh giới của cả hai linh kiện, và đó là lý do không linh kiện nào là lựa chọn đúng cho rail chạy gần đầu vào của nó, nơi dòng LDO chiếm ưu thế. Dòng điện là định mức chung, và nhiệt là giới hạn của dòng điện, bởi vì công suất tổn thất ở, chẳng hạn, đầu vào 12 volt và tải 1 ampe là khoảng 7 watt trong linh kiện được định mức để tản nhiệt bằng heatsink, và không linh kiện nào thay đổi phép tính đó. Dòng điện và dropout là ranh giới chung của dòng, và so sánh tôn trọng ranh giới thay vì giả vờ các linh kiện khác nhau ở đây.

Dải đầu vào và bảo vệ cũng được chia sẻ, và chúng là lớp độ tin cậy của so sánh. Cả hai linh kiện đều có giới hạn dòng nội bộ và ngắt nhiệt, bảo vệ linh kiện và tải khi ngắn mạch và quá tải, và cả hai đều cần tụ đầu vào và đầu ra mà datasheet quy định để triệt tiêu dao động và transient. Thiết kế cũng bảo vệ ổn áp khỏi điều kiện ngược và surge mà đầu vào có thể gây ra, với diode bảo vệ ở nơi datasheet khuyến nghị. So sánh đọc bảo vệ như độ tin cậy chung của dòng, và tính toán nhiệt như giới hạn chung, và lựa chọn giữa LM7805 và LM317 do đó không phải là cuộc thi độ tin cậy, mà là cuộc thi phù hợp thiết kế ở đầu ra và sự đơn giản. Dòng điện, dropout, dải đầu vào, và bảo vệ là mặt đất chung của dòng, và các phần còn lại của hướng dẫn đọc những khác biệt quyết định sự phù hợp.

Cách dropout ảnh hưởng đến cả hai linh kiện ở đầu vào thấp

Dropout khoảng 2 volt đặt đầu vào tối thiểu cho cả hai linh kiện, và hành vi ở đầu vào thấp là nơi dòng LDO tham gia so sánh. Rail 5 volt từ 7805 cần đầu vào trên khoảng 7 volt, và đầu vào dao động hoặc sụt xuống dưới mức đó, đầu ra sẽ mất regulation và đi theo đầu vào với phần còn lại. LM317 đặt ở 5 volt cần cùng khoảng dự trữ, vì vậy rail đầu vào thấp phải chạy từ nguồn 5.2 volt, pin gần cutoff, hoặc adapter chặt chẽ, không thể sử dụng linh kiện nào và phải chuyển sang LDO, AMS1117 và LM1117, có dropout chỉ vài trăm millivolt. Đọc dropout là ranh giới giữ LM7805 và LM317 trong các rail có khoảng dự trữ thoải mái, và đó là ranh giới mà hướng dẫn nêu khi so sánh mở rộng sang các dòng ổn áp. Rail đầu vào thấp là nhà của LDO, và 7805 và 317 phục vụ các rail trên dropout với sự đơn giản mà LDO không phải lúc nào cũng đáp ứng được.

Package và Thermal: LM7805 vs LM317

Package và câu chuyện thermal của hai linh kiện là cùng một câu chuyện, và nó quyết định dòng điện thực tế mà thiết kế có thể cung cấp. Cả hai linh kiện đều được đóng gói dạng TO-220, package xuyên lỗ với tab kim loại đóng vai trò như mount tản nhiệt, và các biến thể surface-mount, DPAK và các package liên quan, và thermal resistance của package cùng board quyết định lượng nhiệt mà linh kiện tản đi. Công suất tản nhiệt bằng hiệu điện áp đầu vào trừ đầu ra nhân với dòng điện, và nhiệt độ junction bằng nhiệt độ môi trường cộng công suất nhân với thermal resistance, và dòng điện mà thiết kế rút ra bị giới hạn bởi nhiệt độ mà package đạt tới. Đầu vào 12 volt và đường rail 5 volt 1 amp tản nhiệt 7 watt, mà TO-220 có heatsink phù hợp tản được còn TO-220 để trần trong không khí tĩnh thì không thể, vì vậy thiết kế thermal, heatsink, đồng trên board, và luồng không khí mới là đánh giá thực của cả hai linh kiện. Package và thermal là phần kỹ thuật chung của bài so sánh, và việc lựa chọn đọc chúng dựa trên tải mà thiết kế tiêu thụ.

Việc đọc thermal cũng hướng dẫn lựa chọn package giữa TO-220 và các biến thể surface-mount. TO-220 với heatsink phục vụ các đường rail công suất cao hơn nhiều watt, và DPAK cùng SOT-223 phục vụ các đường rail công suất thấp hơn với đồng trên board đóng vai trò tản nhiệt, và việc lựa chọn match package với công suất tản nhiệt. So sánh LM7805 và LM317 có cùng bản đồ package, vì các linh kiện chia sẻ các tùy chọn package, và tính toán thermal là giống nhau, vì sự tản nhiệt là cùng một phép tính. Do đó, hướng dẫn đọc thermal một lần cho cả hai linh kiện, và việc đọc đó là nguyên tắc giữ cho IC ổn áp 1.5-amp không tự nấu chín trong thiết kế. Thermal là giới hạn thực của dòng sản phẩm, và package là câu trả lời vật lý cho giới hạn đó, và việc lựa chọn tôn trọng cả hai.

Cách tản nhiệt cho IC ổn áp TO-220

Tản nhiệt cho IC ổn áp TO-220 là nửa cơ khí của thiết kế thermal, và nó tuân theo mô hình thermal. Mount TO-220 lên heatsink với thermal interface, thermal pad hoặc grease, giữa tab và heatsink, và sử dụng bu lông hoặc clip mà datasheet của heatsink chỉ định, và case-to-ambient resistance của assembly thay thế số free-air trong tính toán junction. Kích thước heatsink sao cho junction duy trì dưới mức đánh giá ở điều kiện ambient và tải worst-case, sử dụng công suất và resistance mà mô hình tính tổng, và để dự phòng headroom cho board thực tế và luồng không khí thực tế. Đối với các biến thể surface-mount, DPAK, đồng trên board và thermal vias dưới tab là heatsink, và layout mang nhiệt đến board. Việc đọc heatsink là hoàn thiện của tính toán thermal, và đó là sự khác biệt giữa IC ổn áp giữ được rail và IC ổn áp shutdown ở worst case.

Khi nào chọn LM7805

Chọn LM7805 khi rail là chính xác 5 volt, vì linh kiện cố định cung cấp rail đó với số linh kiện ít nhất, độ chính xác factory-trimmed, và layout đơn giản nhất. Chọn nó khi thiết kế coi trọng sự đơn giản của đường rail hai tụ, khi không gian trên board quan trọng và IC ổn áp nên là một linh kiện thay vì một linh kiện cộng thêm divider, và khi đầu vào có headroom dồi dào mà dropout 2 volt cần. Chọn cho logic 5 volt và các đường rail cảm biến và module mà dòng 78xx đã phục vụ trong nhiều thập kỷ, vì application map của 7805 là thế giới 5 volt, và thiết kế sống trong thế giới đó chọn linh kiện sống cùng nó. LM7805 là câu trả lời cho câu hỏi 5 volt, và quy tắc của bài so sánh là để phần cố định sở hữu rail cố định.

Lựa chọn 7805 cũng mang lại chiều sâu thay thế của dòng sản phẩm, vì pinout 78xx là layout ba terminal được tiêu chuẩn hóa nhất trong điện tử. Board chọn 7805 có thể được tìm nguồn cung từ LM7805, L7805, KA7805, và các linh kiện nội địa trên cùng footprint TO-220 hoặc surface-mount, và việc tìm nguồn cung cấp cùng qualification là góc nhìn thay thế mà dòng sản phẩm của hướng dẫn này được xây dựng trên đó. Do đó, lựa chọn LM7805 là lựa chọn dòng sản phẩm và thị trường của nó, và nguồn cung được đảm bảo bởi chiều sâu mà việc tiêu chuẩn hóa của dòng tạo ra. Câu chuyện của 7805 là rail cố định và dòng sản phẩm sâu, và góc nhìn của hướng dẫn cũng vậy, đúng rail, linh kiện đơn giản nhất, và nguồn cung sâu.

Khi Nào Chọn LM317

Chọn LM317 khi rail không phải 5 volt, vì phần có thể điều chỉnh cung cấp bất kỳ giá trị nào từ khoảng 1.25 volt đến đầu vào trừ đi dropout, với một linh kiện và hai điện trở. Chọn nó khi thiết kế dự kiến thay đổi giá trị, một nguồn bench mà núm xoay, một prototype mà rail điều chỉnh được, hoặc một dòng sản phẩm mà các board chia sẻ một IC ổn áp qua nhiều điện áp khác nhau, vì LM317 thay đổi giá trị bằng điện trở thay vì bằng linh kiện mới. Chọn nó khi board cần một giá trị mà danh mục cố định không có, 3.3-volt trong trường hợp cần gấp hoặc 6-volt hoặc rail tùy chỉnh, vì một linh kiện lấp đầy khoảng trống mà danh mục cố định để lại. LM317 là câu trả lời cho rail linh hoạt, và quy tắc của bài so sánh là để phần có thể điều chỉnh nắm giữ giá trị mà danh mục cố định không có.

Lựa chọn LM317 cũng phản ánh đặc tính ứng dụng của nó, vì phần có thể điều chỉnh là linh kiện chủ lực của bench và linh kiện phù hợp cho nhiều rail. Các mạch ứng dụng trong datasheet, bộ giới hạn dòng, bộ sạc pin, nguồn có thể điều chỉnh với đo lường, và biến thể độ chính xác với dung sai điện trở, cho thấy phạm vi của linh kiện, và thiết kế cần phạm vi đó sẽ chọn linh kiện đó. LM317 cũng có dòng thay thế của riêng mình, vì bố cục ba đầu cuối có thể điều chỉnh được tiêu chuẩn hóa trên các nhà cung cấp và các linh kiện trong nước, vì vậy nguồn cung được đảm bảo theo cách của 78xx, bởi độ sâu của dòng sản phẩm. Câu chuyện của LM317 là rail linh hoạt và bench, và quan điểm của hướng dẫn phù hợp, đúng giá trị, một linh kiện, và dòng sản phẩm sâu.

Thiết Kế Rail Thực Tế: Rail Cố Định 5-Volt và Rail Có Thể Điều Chỉnh

Thiết kế rail xung quanh LM7805 và LM317 là ví dụ thực tế biến bài so sánh thành board, và nó bắt đầu bằng phép tính mà mỗi linh kiện thực hiện. Lấy đầu vào 12 volt và đầu ra 5 volt, 500-milliamp với LM7805: phần cố định cần đầu vào, đất, và đầu ra, tụ đầu vào loại 0.33-microfarad và tụ đầu ra loại 0.1-microfarad mà datasheet chỉ định, và đầu ra là 5 volt được trim từ nhà máy không có bộ chia và không điều chỉnh. Biên dropout là kiểm tra đầu tiên, dropout loại 2 volt so với biên độ đầu vào 7 volt, khá dồi dào, và nhiệt là kiểm tra thứ hai, công suất tổn hao là hiệu đầu vào trừ đầu ra nhân dòng, 7 volt nhân 0.5 amp, khoảng 3.5 watt, mà TO-220 với tản nhiệt tản được và TO-220 trần trong không khí tĩnh không thể, như tính toán ở phần tiếp theo cho thấy. Lấy cùng đầu vào và rail có thể điều chỉnh 12 volt với LM317: đầu ra được đặt bằng bộ chia, công thức là 1.25 nhân một cộng tỷ số của hai điện trở, vì vậy cặp điện trở 240 ohm và 2.2 kilohm đặt đầu ra gần 12.7 volt, và dung sai bộ chia tham gia vào dung sai đầu ra. Hai rail thực tế cho thấy đặc tính của các linh kiện, sự đơn giản của phần cố định đối lập với phần có thể điều chỉnh một linh kiện-nhiều điện áp, và cả hai bắt đầu từ cùng một đấu nối ba đầu cuối.

Các rail thực tế cũng mang theo bảo vệ và bố cục mà phần ứng dụng của datasheet mô tả. Tụ đầu vào đặt gần chân đầu vào, tụ đầu ra đặt gần chân đầu ra, và diode bảo vệ từ đầu ra đến đầu vào bảo vệ IC ổn áp khi đầu ra giữ điện tích và đầu vào giảm, một điều kiện thực trong nguồn bench hoặc tải có thể driving ngược rail. Dây đất là tham chiếu yên tĩnh, tải trả về gần đất của IC ổn áp thay vì qua trace dài, và cảm biến đầu ra ngắn. Phiên bản có thể điều chỉnh của LM317 thêm tụ bypass chân điều chỉnh mà datasheet khuyến nghị, để giảm ripple đầu ra mà dòng điều chỉnh và nhiễu tiêm vào. Kỷ luật bố cục giống nhau cho cả hai linh kiện và nó là một nửa của thiết kế mà sơ đồ hai tụ ẩn, vì IC ổn áp dao động thường là vấn đề bố cục hoặc tụ hơn là vấn đề linh kiện. Các rail thực tế là con đường từ datasheet đến board, và chúng cùng một con đường cho cả IC ổn áp cố định và có thể điều chỉnh.

Tính toán bộ chia điện trở thực tế cho LM317

Phép tính bộ chia điện trở cho LM317 là phép tính nhỏ đặt đầu ra có thể điều chỉnh, và nó đáng có một ví dụ thực tế vì tỷ số là linh hồn của linh kiện. Công thức là đầu ra bằng 1.25 nhân một cộng tỷ số của điện trở trên chia cho điện trở dưới, và nhà thiết kế chọn điện trở dưới để đặt dòng bộ chia, các giá trị kinh điển là điện trở dưới 240 ohm draw dòng tham chiếu thoải mái trên mức tối thiểu của chân điều chỉnh, sau đó giải cho điện trở trên. Cho đầu ra 5 volt, tỷ số là đầu ra chia 1.25 trừ một, 3, vì vậy điện trở trên gấp ba lần điện trở dưới, 720 ohm với điện trở dưới 240 ohm, và điện trở trên tiêu chuẩn 750 ohm đặt đầu ra gần 5.16 volt, trong dung sai bộ chia. Cho đầu ra 12 volt, tỷ số là 12 chia 1.25 trừ một, 8.6, vì vậy điện trở trên gấp 8.6 lần 240 ohm, khoảng 2.06 kilohm, và tiêu chuẩn 2.2 kilohm đặt đầu ra gần 12.7 volt. Dung sai bộ chia, hệ số nhiệt của điện trở, và điện áp chân điều chỉnh đều tham gia vào độ chính xác đầu ra, đó là lý do rail có thể điều chỉnh mang dung sai rộng hơn rail cố định. Phép tính là mặt làm việc của LM317, và đó là mặt mà sự linh hoạt của bài so sánh dựa trên.

Nhiệt: Tính Toán Tản Nhiệt Cho Bộ Điều Chỉnh Tuyến Tính

Tính toán nhiệt là con số quyết định xem rail tuyến tính có khả thi hay không, và ví dụ đã tính toán cho rail 5-volt cho thấy giới hạn thực sự của dòng sản phẩm. Ở đầu vào 12-volt, đầu ra 5-volt và tải 500-milliamp, công suất tản nhiệt là hiệu số 7 volt nhân với 0.5 amp, tức 3.5 watt, và nhiệt độ tiếp giáp là nhiệt độ môi trường cộng với công suất tản nhiệt nhân với điện trở nhiệt của package và tản nhiệt. TO-220 trần trong không khí tĩnh có điện trở nhiệt từ tiếp giáp đến môi trường khoảng 50 độ trên watt, đưa nhiệt độ tiếp giáp lên 25 độ cộng 3.5 nhân 50, tức 200 độ, vượt xa mức định mức 125 độ, vì vậy TO-220 trần không thể chạy rail này. TO-220 với tản nhiệt nhỏ đưa điện trở xuống còn khoảng 15 độ trên watt, nhiệt độ tiếp giáp gần 25 cộng 52, tức 77 độ, nằm trong định mức và an toàn, và tản nhiệt lớn hoặc quạt đối lưu đưa nhiệt độ xuống thấp hơn. Phép tính là lý do rail giống nhau ở đầu vào 9-volt, chênh lệch 4 volt và tản nhiệt 2 watt có thể chạy với tản nhiệt nhỏ hơn, và rail ở đầu vào 24-volt, chênh lệch 19 volt và tản nhiệt 9.5 watt cần tản nhiệt lớn hoặc bộ điều chỉnh xung. Kết quả nhiệt là cổng chọn lọc tuyến tính, và đó là cổng mà các rail có độ sụt cao trong bảng so sánh gặp phải đầu tiên.

LM317 trên rail điều chỉnh chạy cùng phép tính với độ sụt riêng, và sự so sánh giữa hai linh kiện không phải là cuộc thi nhiệt vì các con số theo độ sụt và dòng điện chứ không phải theo linh kiện. 7805 ở độ sụt 7 volt và LM317 đặt ở 5 volt ở cùng độ sụt tản nhiệt cùng watt, và tản nhiệt nào tản được cho linh kiện này thì cũng tản được cho linh kiện kia. Thiết kế nhiệt mà ví dụ tính toán cho thấy vì vậy là kỷ luật chung của dòng sản phẩm, và sự lựa chọn giữa linh kiện cố định và điều chỉnh được quyết định bởi đầu ra và sự đơn giản chứ không phải bởi nhiệt. Kết quả nhiệt cũng đặt ra dòng điện thực tế của bất kỳ rail tuyến tính nào, vì amp có thể sử dụng là watt mà package có thể tản chia cho độ sụt, và nhà thiết kế đọc watt trước dòng điện giữ cho rail nằm trong định mức. Kích thước tản nhiệt tuân theo cùng mô hình: rail 3.5 watt với nhiệt độ tiếp giáp mục tiêu 100 độ ở nhiệt độ môi trường 25 độ có ngân sách nhiệt 75 độ, vì vậy tổng điện trở nhiệt, từ tiếp giáp đến vỏ cộng từ vỏ đến tản nhiệt cộng từ tản nhiệt đến không khí, phải giữ ở mức hoặc dưới 75 chia cho 3.5, khoảng 21 độ trên watt, và TO-220 có điện trở từ tiếp giáp đến vỏ vài độ trên watt cộng với tản nhiệt kẹp nhỏ khoảng 15 độ trên watt đưa ngân sách vào trong. Phép tính đã làm là con số thực đằng sau sự đơn giản của bộ điều chỉnh tuyến tính, và đó là con số mà cả việc lựa chọn và tản nhiệt đều sử dụng.

Đo Bộ Điều Chỉnh Tuyến Tính Trên Bàn Thí Nghiệm

Đo LM7805 hoặc LM317 trên bàn thí nghiệm là xác nhận rằng rail giữ được spec của nó, và quy trình giống nhau cho cả hai linh kiện. Đo độ chính xác đầu ra trước, đồng hồ vạn năng ở đầu ra không tải và dòng tải đầy đủ, và so sánh các giá trị đọc được với giá trị danh nghĩa và dung sai trong datasheet, 5 volt đã được điều chỉnh tại nhà máy của linh kiện cố định và giá trị đặt bởi bộ chia của linh kiện điều chỉnh được, và sự khác biệt là điều chỉnh tải và dung sai bộ chia. Tiếp theo đo điều chỉnh tải, giữ đầu vào và thay đổi tải từ không đến định mức và ghi lại thay đổi đầu ra, và đo điều chỉnh đường dây, giữ tải và thay đổi đầu vào qua phạm vi của nó, và hai con số cho biết linh kiện giữ rail tốt như thế nào trước thế giới thực. Đo gợn sóng bằng dao động ký xoay chiều ở đầu ra, kỳ vọng mức millivolt thấp từ bộ điều chỉnh tuyến tính, và so sánh giá trị đọc được với hành vi loại bỏ gợn sóng trong datasheet. Các phép đo được ghi lại bên cạnh các giá trị thiết kế, và bản ghi là bằng chứng mà change doc mang theo, đó là kỷ luật giống nhau mà dòng sản phẩm áp dụng cho mọi rail.

Phép đo cũng đọc hành vi transient và bảo vệ mà datasheet mô tả. Áp dụng bước tải và quan sát phục hồi đầu ra, và kích hoạt bảo vệ ngắn mạch và nhiệt bằng cách quá tải linh kiện thoáng qua và quan sát dòng điện gập lại và đầu ra sụt, và xác nhận bảo vệ kích hoạt thay vì để linh kiện tự phá hủy. Các đọc transient và bảo vệ là các hành vi mà rail ổn định coi là đương nhiên cho đến khi chúng thất bại, và bàn thí nghiệm là nơi xác nhận chúng trước khi sản phẩm xuất xưởng. Quy trình đo giống nhau cho phiên bản cố định và điều chỉnh được, với dung sai bộ chia được tính vào độ chính xác của phiên bản điều chỉnh, và đó là quy trình biến lựa chọn LM7805 so với LM317 từ đọc datasheet thành quyết định đã đo. Bàn thí nghiệm là trọng tài của rail, và bản ghi là phán quyết của trọng tài, đó là bằng chứng mà cả người xem xét sản xuất và kiểm toán viên đều đọc.

Khắc Phục Sự Cố IC Ổn Áp Tuyến Tính

Các vấn đề IC ổn áp tuyến tính xuất hiện trên board mới thường có tính nhất quán, và quy trình khắc phục sự cố gồm một danh sách ngắn. Nếu đầu ra không có, kiểm tra đầu vào có điện và nối đất được kết nối, kiểm tra tụ điện đầu vào có giá trị đúng và đặt gần, và kiểm tra hướng linh kiện, vì TO-220 bị đảo ngược hoặc kết nối nối đất sai sẽ không tạo ra đường ray. Nếu đầu ra sai, kiểm tra số model linh kiện, 7812 không xuất ra 5 volt, và kiểm tra bộ chia điều chỉnh, giá trị điện trở và mối hàn của chúng, vì bộ chia sai sẽ tạo đầu ra sai. Nếu linh kiện quá nóng, kiểm tra điện áp rơi và dòng điện, công suất watt phần nhiệt đã tính toán, và tản nhiệt cùng đồng trên board, vì đường ray 3.5 watt trên TO-220 trần sẽ nóng chảy. Nếu đầu ra dao động hoặc mang gợn sóng, kiểm tra tụ điện đầu vào và đầu ra cùng vị trí đặt của chúng, vì tụ điện thiếu hoặc đặt xa sẽ phá vỡ ổn định vòng lặp, và kiểm tra tụ bypass chân adjust trên LM317. Nếu đầu ra sụt dưới tải, kiểm tra dòng điện so với reality derated của linh kiện và đầu vào so với dropout, vì regulator chạy ở giới hạn hoặc margin của nó sẽ sụp đổ dưới step. Danh sách khắc phục sự cố là phần kết thúc thực tế cho thiết kế, và nó là checklist mà nhà thiết kế giữ cho board đầu tiên của mỗi đường ray tuyến tính, trên phần cố định và phần điều chỉnh như nhau. Bảo vệ đảo cực và bảo vệ chống surge hoàn thiện phần đọc độ tin cậy, vì regulator được cấp sai cực hoặc spike điện áp vượt mức tối đa tuyệt đối có thể hỏng mà không có nó, và phần ứng dụng của datasheet hiển thị diode bảo vệ đầu vào và transient suppressor nơi đầu vào có thể bị lạm dụng.

LM7805 so với LM317: Tương Đương và Thay Thế

Góc nhìn thay thế của so sánh LM7805 so với LM317 là việc tìm nguồn cung mà cả hai lựa chọn đều mở ra, và nó giống nhau cho cả hai linh kiện. LM7805 thuộc họ 78xx, có layout ba chân mà mọi vendor và trường linh kiện nội địa đều tái tạo, và LM317 thuộc họ điều chỉnh được mà thị trường cũng tiêu chuẩn hóa, vì vậy cả hai thiết kế đều có thị trường thay thế tương thích chân sâu. Việc đủ điều kiện thay thế chạy cùng discipline như bất kỳ substitution nào: xác nhận package và pinout, biến thể TO-220 hoặc surface-mount, xác nhận đầu ra, 5 volt cho 7805 và cài đặt bộ chia cho LM317, xác nhận dòng điện, dropout và nhiệt, và test replacement trên board xuyên suốt dải nhiệt độ. Replacement tương thích chân vì layout được tiêu chuẩn hóa, và việc tìm nguồn cung sâu vì các họ đã cũ và rộng, đây là combination làm cho so sánh regulator thân thiện với supply chain.

So sánh cũng chạm đến họ LDO ngồi bên cạnh cả hai linh kiện, vì AMS1117 và LM1117 phục vụ các đường ray dropout thấp mà 7805 và 317 không thể. Đường ray phải điều chỉnh từ headroom chặt chẽ, pin gần cutoff của nó, đọc LDO thay vào đó, và đường ray có headroom dồi dào đọc 7805 hoặc 317 cho sự đơn giản và chi phí. Ba họ, regulator cố định, regulator điều chỉnh, và LDO, là vocabulary làm việc của khối nguồn tuyến tính, và so sánh của 7805 và 317 là map giữa hai đầu của vocabulary đó. Nhà thiết kế đọc so sánh LM7805 so với LM317 theo cách này chọn phần cố định hoặc phần điều chỉnh trên đầu ra, dòng điện, và nhiệt, và selection là câu trả lời làm việc mà cả schematic và board đều chấp nhận.