LM317 Akım Regülatörü Hesaplama Aracı
Tek bir direnç değerinden LM317 sabit akım regülatörünün çıkış akımını hesaplayın. Amper cinsinden akımı görmek için çıkış ve ayar pinleri arasındaki direnci girmeniz yeterli.
LM317 ile Sabit Akım Çıkışı
LM317 Akım Regülatörü Formülü
Burada:
- \(I\) — çıkış akımı (A)
- \(V_{ref}\) — LM317 referans gerilimi, nominal değeri \(1.25\text{ V}\)
- \(R\) — çıkış ve ayar pinleri arasına bağlanan direnç (Ω)
LM317, direncin üzerinde sabit \(1.25\text{ V}\) tuttuğu için dirençten — dolayısıyla yükten — geçen akım tamamen direnç değeriyle belirlenir.
LM317 Akım Regülatörü – Hesaplama Örneği
Örnek: sabit akım kaynağı olarak çalışan bir LM317'nin çıkış ve ayar pinleri arasına 10 Ω'luk bir direnç bağlanmıştır.
\[ I = \frac{V_{ref}}{R} = \frac{1.25}{10} = 0.125\text{ A} \]
Sonuç: regülatör yüke 0.125 A (125 mA) sabit akım verir.
Hesaplama aracı nasıl kullanılır
- Direnç değerini ohm (Ω) cinsinden girin. Bu, LM317'nin çıkış pini ile ayar pini arasına bağlanan dirençtir.
- Çıkış akımı, LM317'nin 1.25 V'luk referans gerilimine göre amper (A) cinsinden anında görüntülenir.
- Belirli bir akıma ihtiyacınız varsa formülü \( R = \frac{1.25}{I} \) şeklinde yeniden düzenleyin, gerekli direnci hesaplayın ve doğrulamak için araca girin.
LM317 akım regülatörü nedir?
LM317 ayarlanabilir bir doğrusal gerilim regülatörüdür; ancak yalnızca tek bir harici dirençle basit ve güvenilir bir sabit akım kaynağına dönüşür. Direnç, çıkış (OUT) ve ayar (ADJ) pinleri arasına bağlanır, yük ise ayar pini ile toprak arasına bağlanır. LM317 çıkış ve ayar pinleri arasında her zaman 1.25 V tuttuğundan dirençten geçen akım \( I = 1.25/R \) değerine sabitlenir — ayar pini çok küçük bir akım çektiğinden (yaklaşık 50–100 µA) yükten de fiilen aynı akım geçer.
Bu yapı, LED'lerin kontrollü gerilimden çok kontrollü akıma ihtiyaç duyduğu LED sürücülerde ve belirlenen akımın aşılmasının beslenen cihaza zarar verebileceği batarya şarj cihazlarında ve akım sınırlı test beslemelerinde yaygındır. Devre, LM317'nin kendisi dışında yalnızca iki eleman gerektirir (ayar direnci ve isteğe bağlı bir giriş kondansatörü); bu da onu en ucuz sabit akım çözümlerinden biri yapar.
Akım yalnızca sabit bir referans gerilimine ve bir dirence bağlı olduğundan — ikisi de zaman ve sıcaklık karşısında kararlıdır — LM317 çalışması için yeterli gerilim payına sahip olduğu sürece (aşağıdaki sınırlamalara bakın) besleme gerilimi veya yük direnci değişse bile çıkış akımı sabit kalır.
Yaygın akımlar için direnç değerleri
| İstenen akım | Direnç değeri (Ω) | Gerekli direnç güç değeri |
|---|---|---|
| 20 mA | 62.5 | ≥ 0.05 W |
| 50 mA | 25 | ≥ 0.125 W |
| 100 mA | 12.5 | ≥ 0.25 W |
| 250 mA | 5 | ≥ 0.5 W |
| 500 mA | 2.5 | ≥ 1 W |
| 1 A | 1.25 | ≥ 2 W |
Dirençte dağılan güç \( P = I^2 R = 1.25 \times I \) şeklindedir; her zaman bu değerin rahatça üzerinde bir güç değerine sahip direnç seçin.
Sınırlamalar ve pratik ipuçları
- Gerilim payı: LM317, giriş geriliminin çıkış geriliminden en az 3 V (drop-out gerilimi) fazla olmasına ve buna ayar direnci üzerindeki 1.25 V'un eklenmesine ihtiyaç duyar — bu yapıda toplam yaklaşık 4.25 V. Bunun altında akım düşer.
- Güç dağılımı: LM317, \( P = (V_{in} - V_{load}) \times I \) gücü dağıtır. Yüksek akımlarda veya büyük giriş-çıkış farklarında soğutucu kullanın. TO-220 kılıf, yeterli soğutmayla tipik olarak birkaç watt dağıtabilir.
- Maksimum değerler: standart LM317 yaklaşık 1.5 A çıkış akımı ve 37 V'luk giriş-çıkış farkıyla sınırlıdır. Daha yüksek akımlar için aynı formülle çalışan LM338 (5 A) veya LM350 (3 A) kullanın.
- Direnç toleransı: çıkış akımı doğruluğu, doğrudan direncin toleransı ve 1.25 V referans değeriyle (parçalar arasında tipik olarak 1.20–1.30 V arasında değişir) sınırlıdır. Hassas akımlar için %1 toleranslı direnç kullanın.
- Verim: doğrusal bir regülatör olarak fazla gerilim ısıya dönüşür. Batarya beslemeli veya yüksek güçlü LED uygulamalarında bir anahtarlamalı (switching) sabit akım sürücü daha verimli olabilir.
Devreniz için kablo seçerken, iletken kesitinin akımı taşıyabildiğini Tel Kalınlığı (Wire Gauge) hesaplama aracımızla kontrol edin. Ayar direncini elinizdeki parçalardan oluşturmanız gerekiyorsa Paralel Direnç hesaplama aracı tam değere ulaşmak için dirençleri birleştirmenize yardımcı olur. Benzer bir ayrık tasarımlı gerilim regülasyonu uygulamaları için Zener Diyot Direnci hesaplama aracına bakın.
Sıkça Sorulan Sorular
Ölçtüğüm akım neden hesaplanan değerden biraz farklı?
Küçük sapmalara iki şey neden olur. Birincisi, LM317'nin referans gerilimi tam olarak 1.25 V değildir; çipe göre yaklaşık 1.20 V ile 1.30 V arasında herhangi bir değerde olabilir. İkincisi, direnç toleransı (standart dirençlerde %5) akımı doğrudan kaydırır. Ayar pini ayrıca 50–100 µA akım çeker; bu da küçük bir hata ekler. Daha yakın sonuçlar için %1 toleranslı direnç kullanın ve çipinizin gerçek referans gerilimini ölçün.
Belirli bir akım için hangi direnç değerine ihtiyacım var?
Formülü \(R = 1.25 / I\) şeklinde yeniden düzenleyin. Örneğin, bir LED'i 350 mA ile sürmek için: \(R = 1.25 / 0.35 = 3.57\ \Omega\). Standart dirençler yaygın değerlerde geldiğinden en yakın olanı seçin ve ortaya çıkan akımı kontrol etmek için hesaplama aracını kullanın. Alışılmadık bir değer gerekiyorsa, ona daha yakın olmak için dirençleri seri veya paralel bağlayarak birleştirin.
Tam değerler yerine 68 Ω veya 12 Ω gibi standart direnç değerleri kullanabilir miyim?
Evet. 12 Ω'luk bir direnç, tam olarak 100 mA yerine \(1.25/12 \approx 104\) mA verir — bu genellikle LED'ler ve batarya şarjı için yeterlidir. Küçük hata önemliyse dirençleri birleştirin: örneğin 12 Ω ile 0.5 Ω seri bağlanırsa hassas bir 100 mA için 12.5 Ω elde edilir. Devreyi kurmadan önce son direnci mutlaka hesaplama aracıyla doğrulayın.
Ayar direnci ne kadar güç dağıtacak ve hangi watt değerini seçmeliyim?
Direnç gücü \(P = I^2 R = 1.25 \times I\) değerine eşittir. 500 mA'de bu 0.625 W demektir — küçük bir 1/4 W direnç için fazladır. Hesaplanan dağılımın en az iki katı bir değer seçin; örneğin 1 A civarı akımlar için 2 W. Karbon veya metal film tiplerine kıyasla ısıyı daha iyi kaldırdığından yüksek akımlar için telli direnç iyi bir seçimdir.
LM317 akım kaynağı hangi giriş gerilimine ihtiyaç duyar?
Yükünüzün ileri gerilimini ve yaklaşık 4.25 V'luk ek yükü toplayın: LM317 için 3 V drop-out ve ayar direnci üzerindeki 1.25 V. Örneğin, 9 V düşen beyaz LED dizisi en az 13.25 V giriş gerektirir. Giriş çok düşükse akım basitçe ayarlanan değerin altına düşer — regülatör gerilimi yükseltemez, yalnızca düşürebilir.
Yüksek güçlü LED'leri nasıl sürerim ya da 1.5 A'den fazla akımı nasıl elde ederim?
Standart LM317 yaklaşık 1.5 A'de sınırlanır. Daha yüksek akımlar için yerine LM350 (3 A) veya LM338 (5 A) takın — aynı tek dirençli devre ve aynı \(I = 1.25/R\) formülü geçerlidir. Bu akımlarda asıl sorun ısıdır: \(P = (V_{in} - V_{load}) \times I\) değerini hesaplayın ve uygun boyutta bir soğutucu takın ya da daha iyi verim için anahtarlamalı bir LED sürücüyü düşünün.
Tek bir LM317 akım kaynağı birden fazla LED'i seri olarak sürebilir mi?
Evet, bu yaygın bir LED sürücü düzenidir. LED'leri ayar pini ile toprak arasında seri bağlayın; düzenlenmiş aynı akım her birinden geçer. Yalnızca gerilim bütçesini kontrol edin: besleme, tüm LED ileri gerilimlerinin toplamı ve yaklaşık 4.25 V'luk ek yükün üzerinde olmalıdır. Seri bağlantı, her LED'den özdeş akım geçmesini garanti ettiğinden paralel bağlantıya tercih edilir.