Spis treści:
LM1117 to zaawansowany stabilizator napięcia liniowy wykorzystywany zarówno w elektronice konsumenckiej, jak i aplikacjach przemysłowych. Możliwość precyzyjnego dostosowania napięcia wyjściowego sprawia, że LM1117 doskonale sprawdza się w projektach, gdzie jest niezbędne efektywne zarządzanie zasilaniem. Co warto wiedzieć o budowie tego stabilizatora? Jakie ma zastosowanie i parametry elektryczne?
Jak jest zbudowany LM1117?
Struktura wewnętrzna LM1117 obejmuje m.in. tranzystor mocy. To najważniejszy element stabilizatora, działający jako regulowany rezystor. Dostosowuje swoją pracę w celu utrzymania stałego napięcia wyjściowego, niezależnie od zmian w napięciu wejściowym lub w obciążeniu. Pozostałe elementy stabilizatora są następujące:
- Układ referencyjny napięcia, który generuje precyzyjne napięcie odniesienia. Służy on jako benchmark dla układu sterowania. Stabilność tego napięcia odniesienia jest kluczowa dla dokładności działania całego regulatora.
- Układ sterowania porównuje aktualne napięcie wyjściowe z napięciem referencyjnym i odpowiednio dostosowuje pracę tranzystora mocy. W ten sposób zapewnia stabilność napięcia wyjściowego.
- LM1117 jest wyposażony w zabezpieczenia przed nadmiernym prądem i przegrzaniem, co zwiększa bezpieczeństwo użytkowania. Te systemy automatycznie ograniczają prąd lub wyłączają regulator. Chronią zarówno regulator, jak i podłączone do niego obwody.
W jaki sposób jest produkowany LM1117?
Produkcja LM1117 rozpoczyna się od wytwarzania monokryształu krzemu, który jest następnie cięty na cienkie płytki. Te płytki krzemowe są poddawane wieloetapowym procesom litograficznym, trawieniu i domieszkowaniu, w celu wytworzenia mikroskopijnych struktur półprzewodnikowych stanowiących fundament stabilizatora. Następnie komponenty są testowane i montowane w obudowach zapewniających ochronę oraz możliwość łatwego połączenia z innymi elementami elektronicznymi.
Zastosowania LM1117
Stabilizator LM1117 jest wykorzystywany m.in. w urządzeniach przenośnych takich jak smartfony, tablety i mobilne konsole do gier. W tych urządzenia stabilizator zapewnia stabilne napięcie niezbędne do osiągnięcia optymalnej wydajności. Gdzie jeszcze LM1117 znajduje zastosowanie?
- W systemach zasilania IoT. Urządzenia Internetu rzeczy (IoT) często pracują w różnych warunkach i wymagają niezawodnego źródła zasilania, która zapewnia stabilizator liniowy.
- W projektach projekty DIY LM1117 jest ceniony za łatwość użycia i uniwersalną adaptacyjność.
- Następnym zastosowaniem są zasilacze wykorzystywane do bezpiecznego i efektywnego zasilania różnego rodzaju urządzeń elektronicznych, wrażliwych nawet na niewielkie zmiany napięcia.
Parametry elektryczne LM1117
- Kluczowym parametrem elektrycznym stabilizatora liniowego jest napięcie wejściowe (Vin). Ta wartość określa zakres napięć, jakie regulator może przyjąć na wejściu. Typowy zakres napięć dla stabilizatora LM1117 wynosi do 2,6 V do 15 V. W praktyce oznacza to uniwersalne zastosowanie.
- Kolejnym parametrem jest napięcie wyjściowe (Vout). Ta wartość wskazuje na stałe napięcie wyjściowe, które regulator dostarcza do obciążenia. LM1117 jest dostępny w wersjach o stałych napięciach wyjściowych (np. 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V lub 5 V) oraz w wersji regulowanej, gdzie napięcie wyjściowe można ustawić w zakresie od około 1,25 V do 13,8 V. Regulacja napięcia odbywa się za pomocą zewnętrznych rezystorów.
- Prąd wyjściowy (Iout) to maksymalny prąd, który LM1117 może dostarczyć do obciążenia. Stabilizator liniowy LM1117 może obsłużyć prądy wyjściowe do 800 mA lub 1 A.
- Dropout Voltage (Vdo) to minimalna różnica między napięciem wejściowym a wyjściowym, przy której regulator może jeszcze utrzymać regulowane napięcie wyjściowe. LM1117 jest klasyfikowany jako regulator Low Dropout (LDO), z typowym napięciem dropout wynoszącym około 1,2 V przy pełnym obciążeniu. W codziennym użytkowaniu oznacza to możliwość efektywnej pracy przy niewielkiej różnicy między napięciem wejściowym a wyjściowym.
- Regulacja napięcia (Load Regulation) opisuje zmianę napięcia wyjściowego w odpowiedzi na zmiany w prądzie obciążenia. LM1117 utrzymuje bardzo niską regulację napięcia, co oznacza stabilność napięcia wyjściowego nawet przy dużych wahaniach obciążenia.
Pozostałe parametry elektryczne
- Kolejnym istotnym parametrem jest regulacja napięcia przy zmianie napięcia wejściowego (Line Regulation). Ta wartość określa, jak bardzo napięcie wyjściowe zmienia się w odpowiedzi na zmiany napięcia wejściowego. LM1117 wyróżnia się doskonałą regulacją linii, co zapewnia stabilność napięcia wyjściowego, pomimo zmian napięcia wejściowego.
- Temperaturowy współczynnik napięcia (Temperature Coefficient) to wskaźnik pokazujący, jak bardzo parametry regulatora, takie jak napięcie wyjściowe, zmieniają się w zależności od temperatury. LM1117 charakteryzuje się niskim współczynnikiem temperaturowym, co zapewnia stabilne działanie w szerokim zakresie temperatur.
- Stabilizator liniowy LM1117 ma wbudowane funkcje zabezpieczające, w tym ochronę przed przegrzaniem (Thermal Overload Protection) oraz ochronę przed przeciążeniem prądowym (Current Limiting). Zabezpieczenia tego typu podwyższają poziom bezpieczeństwa i niezawodność w różnych aplikacjach.
Najważniejsze różnice między stabilizatorami liniowymi i impulsowymi
Stabilizator liniowy działa na zasadzie ciągłego regulowania napięcia wejściowego do żądanego poziomu napięcia wyjściowego. Wykorzystuje do tego celu takie elementy jak tranzystory, które działają w stanie aktywnym, czyli przewodzą prąd proporcjonalnie do różnicy napięć między wejściem a wyjściem.
Z kolei stabilizator impulsowy wykorzystuje kluczowanie tranzystorów do szybkiego włączania i wyłączania napięcia wejściowego. Oznacza to możliwość generowania średniego napięcia odpowiadającego wartości żądanej. Następnie napięcie jest filtrowane w celu uzyskania stałego napięcia wyjściowego. Dzięki swojej pracy w trybie przerywanym stabilizatory impulsowe osiągają wysoką efektywność energetyczną, m.in. ze względu na ograniczone straty mocy.
