LM7805 ve LM317 Farkı: Sabit ve Ayarlı Voltaj Regülatörü Nasıl Kullanılır?

LM7805 sabit 5 V çıkış veren, yalnızca iki kondansatörle çalışan bir lineer regülatördür. LM317 ise iki dirençle 1,25 V ile yaklaşık 37 V arasında istenen çıkışa ayarlanabilir. İkisi de giriş ile çıkış arasındaki farkı ısıya çevirir, bu yüzden seçimde ısı hesabı ve soğutucu ihtiyacı belirleyicidir.

LM7805 ile LM317 arasındaki fark nedir?

LM7805 fabrikada 5 V'a ayarlanmış sabit çıkışlı bir regülatördür; LM317 ise çıkışı dış dirençlerle belirlenen ayarlı bir regülatördür. İkisi de lineer çalışır, yani fazla gerilimi transistör üzerinde ısı olarak harcar.

 

78xx serisinde aynı yapı farklı gerilimlerde bulunur: 7805, 7809, 7812, 7815, 7824 gibi. Negatif gerilim için 79xx serisi (7905 gibi) ve LM317'nin negatif karşılığı LM337 kullanılır. Kılıf ve akım sınıfı son ekten de anlaşılır: 78L05 yaklaşık 100 mA, 78M05 yaklaşık 500 mA sınıfındadır. Kesin akım değerini her zaman kullandığınız parça numarasının datasheet'inden okuyun.

7805 kaç volt ile çalışır, giriş çıkış farkı ne olmalı?

7805'in kararlı 5 V vermesi için girişin, çıkıştan dropout değeri kadar yüksek olması gerekir; bu fark datasheet'lerde genellikle 2 V civarında verildiği için pratikte en az 7-8 V giriş kullanılır. Üst sınır çoğu 7805 datasheet'inde 35 V civarındadır, ama giriş yükseldikçe ısınma artar.

Doğrultulmuş ve kondansatörle filtrelenmiş bir girişte dalgalanmanın (ripple) en alt noktası da bu sınırın üzerinde kalmalıdır. Ortalama 9 V ölçtüğünüz bir girişin dip noktası yük altında 7 V'un altına iniyorsa çıkışta 100 Hz'lik dalgalanma görürsünüz.

Giriş ve çıkış kondansatörleri nasıl seçilir?

Regülatörün kararlı çalışması için giriş ve çıkışına, entegrenin bacaklarına mümkün olduğunca yakın kondansatörler konur. Değerler üreticiye göre değişse de datasheet'lerdeki tipik uygulama şemaları yol gösterir:

• 78xx: Girişte yaklaşık 0,22-0,33 µF, çıkışta yaklaşık 0,1 µF seramik kondansatör.

• LM317: Girişte yaklaşık 0,1 µF, çıkışta yaklaşık 1 µF kondansatör.

• LM317'de ADJ bacağı ile toprak arasına yaklaşık 10 µF konması dalgalanma bastırmayı iyileştirir. Bu durumda ve çıkış kondansatörü büyükse, datasheet'teki koruma diyotlarının eklenmesi önerilir.

Bu küçük kondansatörler, girişteki büyük filtre elektrolitiğinin yerine geçmez. Köprü diyot sonrası filtre kondansatörü ayrıca hesaplanır; regülatörün yanındaki seramik kondansatörler kararlılık ve yüksek frekanslı gürültü içindir.

Voltaj regülatörü ısınması nasıl hesaplanır, soğutucu ne zaman gerekir?

Lineer regülatörün harcadığı güç P = (Vin - Vout) × I formülüyle hesaplanır. Soğutucusuz bir TO-220 kılıf genellikle 1 W civarını rahat taşır; bunun üzerinde soğutucu düşünmek gerekir.

Örnek: 12 V girişten 5 V, 0,5 A çekiliyor.

1. Gerilim farkı: 12 - 5 = 7 V.

2. Güç: 7 × 0,5 = 3,5 W.

3. Soğutucusuz durum: TO-220 için datasheet'lerde jonksiyon ile ortam arasındaki termal direnç çoğunlukla 50 °C/W civarında verilir. 3,5 × 50 = 175 °C'lik sıcaklık artışı demektir; regülatör iç ısıl korumaya girer ve çıkışı keser.

4. Soğutucu hesabı: Ortam 40 °C, hedef jonksiyon sıcaklığı 110 °C olsun. İzin verilen toplam termal direnç (110 - 40) / 3,5 = 20 °C/W.

5. Bu değerden jonksiyon-kılıf direncini (örnek değer 5 °C/W, datasheet'ten alın) ve izolasyon pedi ile termal macun direncini (örnek değer 1 °C/W) çıkarın: 20 - 5 - 1 = 14 °C/W. Termal direnci 14 °C/W ya da daha düşük bir soğutucu gerekir.

Aynı örnekte verim yaklaşık 5 / 12 ≈ %42'dir; gücün yarısından fazlası ısıya gider. Isıyı azaltmanın en etkili yolu girişi düşürmektir: aynı devre 8 V girişle yalnızca (8 - 5) × 0,5 = 1,5 W harcar.

TO-220 kılıfta metal sırt bir bacağa bağlıdır: 7805'te GND'ye, LM317'de çıkışa, 7905'te girişe. LM317 ve 79xx'i topraklı bir kasaya ya da ortak soğutucuya bağlarken izolasyon pedi ve burç kullanın.

LM317 çıkış voltajı nasıl hesaplanır?

LM317'nin çıkışı Vout = 1,25 × (1 + R2/R1) formülüyle hesaplanır. R1, çıkış ile ADJ bacağı arasına; R2, ADJ bacağı ile toprak arasına bağlanır. 1,25 V, entegrenin çıkış ile ADJ arasında sabit tuttuğu referans gerilimidir.

R1 genellikle 120-240 Ω seçilir. Bu direnç üzerinden geçen akım (240 Ω için 1,25 / 240 ≈ 5,2 mA), datasheet'te istenen en küçük yük akımını sağlar; yük bağlı olmasa da çıkış kararlı kalır.

Örnek 1: 12 V çıkış, R1 = 240 Ω.

1. Formülü R2 için düzenleyin: R2 = R1 × (Vout / 1,25 - 1).

2. R2 = 240 × (12 / 1,25 - 1) = 240 × (9,6 - 1) = 240 × 8,6 = 2.064 Ω.

3. Standart 2 kΩ seçilirse: Vout = 1,25 × (1 + 2000 / 240) = 1,25 × 9,33 ≈ 11,7 V.

4. ADJ bacağından akan küçük akım (datasheet'te yaklaşık 50 µA) R2 üzerinde ek gerilim oluşturur: 0,00005 × 2000 = 0,1 V. Gerçek çıkış yaklaşık 11,8 V olur.

Örnek 2: R1 = 240 Ω ve R2 yerine 5 kΩ potansiyometre. En düşük çıkış 1,25 V, en yüksek çıkış 1,25 × (1 + 5000 / 240) ≈ 27,3 V olur. En yüksek çıkışı alabilmek için girişin yaklaşık 30 V olması gerekir; bu girişle düşük çıkış ayarında regülatör çok fazla güç harcar, ısı hesabını en düşük çıkış ve en yüksek akım için yapın.

Lineer regülatör mü, buck dönüştürücü mü?

Gerilim farkı ve akım küçükse lineer regülatör, gerilim farkı ya da akım büyükse buck (anahtarlamalı düşürücü) dönüştürücü daha uygundur. Lineer regülatör basit ve gürültüsüzdür; buck dönüştürücü ise çok daha az ısı üretir.

 

Uygulamada sık kullanılan bir yöntem, gerilimi önce bir buck modülüyle hedefin biraz üzerine indirmek, ardından düşük gürültü gereken kısımda bir lineer regülatör kullanmaktır.

7805 ve LM317 bacak bağlantısı nasıl olmalı?

7805 ile LM317'nin bacak sıraları farklıdır ve biri diğerinin yerine doğrudan takılamaz. TO-220 kılıfta, yazılı yüz size dönük ve bacaklar aşağıdayken yaygın sıralama şöyledir:

• 7805: soldan sağa giriş, GND, çıkış.

• LM317: soldan sağa ADJ, çıkış, giriş.

• 7905: soldan sağa GND, giriş, çıkış.

TO-92, SOT-89, SOT-223, TO-252 ya da TO-263 gibi kılıflarda ve bazı üreticilerde sıra farklı olabilir. Montajdan önce kullandığınız parça numarasının datasheet'indeki bacak şemasını kontrol edin; yanlış bağlantı entegreyi ve beslenen devreyi bozabilir.

Sabit ya da ayarlı lineer regülatör seçenekleri için Görsu Elektronik'in voltaj regülatörleri kategorisine bakabilirsiniz. Hazır LM2596 tabanlı buck ve LM317 regülatör kartları ise Arduino modülleri kategorisinde yer alır.

Sık Sorulan Sorular

7805 kaç amper verir?

TO-220 kılıflı 7805'ler datasheet'e göre genellikle 1 A, bazı üreticilerde 1,5 A sınıfındadır. Pratikte sınırı çoğu zaman akım değil ısı belirler; 12 V girişte 1 A çekmek 7 W demektir ve büyük bir soğutucu gerektirir.

7805 sağlamlık kontrolü nasıl yapılır?

Regülatörü devreden ayırıp girişine akım sınırlı bir kaynaktan 9-12 V verin ve çıkışı yüksüz, ardından küçük bir yükle ölçün. Çıkış datasheet toleransı içinde (7805 için yaklaşık 4,8-5,2 V) kalıyorsa entegre sağlamdır. Çıkışta giriş gerilimine yakın bir değer görüyorsanız entegre kısa devre olmuştur.

7805 yerine ne kullanılır?

Giriş 7 V'un altına iniyorsa AMS1117 ailesi gibi daha düşük dropout'lu (LDO) bir regülatör, ısınma sorunu varsa buck dönüştürücü modülü kullanılabilir. LM317 de 5 V'a ayarlanarak 7805 yerine kullanılabilir, ama bacak sırası farklı olduğu için kart üzerinde doğrudan değiştirilemez.

LM317 kaç volt ile çalışır?

LM317'nin girişi, ayarlanan çıkıştan en az dropout kadar yüksek olmalı ve giriş ile çıkış arasındaki fark datasheet'teki sınırı (standart sürümde 40 V civarı) aşmamalıdır. Örneğin 12 V çıkış için girişin yaklaşık 15 V ve üzerinde olması uygundur.

Regülatör çıkışına neden diyot konur?

Çıkıştaki kondansatör büyükse ve giriş aniden kısa devre olursa, kondansatör regülatörün içinden geriye doğru boşalabilir. Datasheet'lerde önerilen ters paralel koruma diyotu bu akımı regülatörün yanından geçirerek entegreyi korur