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LM317稳压电路应用示例
IC先生网 | 2023-02-23 13:39:59    阅读:1145   发布文章

LM317 是一种成熟且流行的集成电路,可在一个集成电路中提供高效的线性电压调节能力。

LM317 是一种三端器件,可以非常轻松地设计正线性稳压器电路,能够在 1.2 至 37 伏的输出电压范围内提供 1.5 安培的电流,这显然取决于输入电压。

LM317稳压电路

该集成电路仅需少量外部电子元器件即可完成电子电路设计,可用于多种应用,包括电源中的单独线性稳压、本地稳压、卡上稳压,甚至可以是用一些额外的电子元件制成可编程电压源。

也可将电路稍作改动,LM317稳压集成电路可作为精密电流调节器使用。

LM317基本规格

LM317 稳压器集成电路提供了非常出色的性能水平,如下面给出的摘要规格所示。


LM317 稳压器的概要规范
 参数&条件最小值典型的最大限度单位











最大电流(散热器上的 TO220)
1.52.2A
输出电压(范围由设计设定)1.2
37V
线路调整率 3.0 V≤ VI−VO ≤ 40 V
0.010.04%/伏
负载调整率 10 mA ≤ IO ≤ Imax Vo ≤ 5V
5个25毫伏
负载调整率 10 mA ≤ IO ≤ Imax Vo ≥ 5V
0.10.5%/体积
调整脚电流!,sub>Adj
50100微安
参考电压(标称)(V ref )1.21,251.3V
线路调整率 3.0 V ≤ VI−VO ≤ 40 V
0.020.07&/V
负载调节 10 mA ≤ IO ≤ Imax,Vo ≤ 5.0V
2070毫伏
负载调整率 10 mA ≤ IO ≤ Imax,Vo ≥ 5.0V
0.31.5%/体积
温度稳定性(Tlow ≤ TJ ≤ Thigh)
0.7
%VO
保持调节的最小负载电流
3.510

注意:   应该注意的是,LM317 有许多不同的变体,并且该芯片由许多不同的制造商制造。这意味着有多种规格不同的变体。上面详细给出的那些是典型的和普遍使用的。然而,对于具体细节,应查阅特定制造商的数据表。

LM317 已经上市多年,是一种成熟的电子元件。虽然它已经面市多年,但它提供的性能水平对于大多数电子电路设计来说绰绰有余,提供良好的调节、低元件数量、低噪声输出和各种其他规格。

该芯片已经上市多年这一事实意味着它由多家公司生产,因此不太可能过时,这对于任何考虑开始新设计的人来说都是一个明显的优势。

LM317 引出线和封装

LM317 稳压器 IC 提供多种封装,既可用于标准引线配置,也可作为表面贴装器件 SMD。格式类型的选择显然取决于特定的电子电路设计及其制造方式。

TO220版LM317稳压芯片

对于结构将使用引线结构的电子电路设计,TO220 类型是最受欢迎的。需要注意的是,LM317 引脚连接与流行的 78xx 系列 IC 不同,后者的中心引脚是公共引脚,输入和输出在任一侧。

另请注意,散热器金属触点连接到输出端,因此需要使用绝缘套件将其用螺栓固定到散热器上。

LM317 的引脚分配显示了 TO220 封装的引脚连接TO220 封装 LM317 引脚输出/引脚连接

对于表面贴装结构,表面贴装器件版本使用 D 2 PAK 封装。增益输入和调整引脚位于最外面的位置,中间的小短截线是输出——这也连接到散热器的金属触点。在 PCB 上,这将不需要绝缘垫圈,因为 PCB 铜可以用作触点,也可以用于导热。

LM317 的引脚分配显示了 D2PAK SMT 封装的引脚连接2 PAK SMT 封装 LM317 引脚输出/引脚连接

LM317的操作

LM317 稳压器芯片几乎完全独立,只需要几个外部电子元件即可完成电路。

该稳压器芯片是一个三端浮动稳压器 - 它在输出端和调整端之间产生标称 1.25 伏的内部参考电压,称为 V ref 。

然后,该参考电压通过电阻 R1 转换为所谓的编程电流 IPROG,然后恒定电流通过电阻 R2 流向地。

基本 LM317 系列线性稳压器电路显示电压和电路设计计算点LM317系列稳压电路

由于调整端子 Adj 和输出之间的 1.25 伏参考电压,可达到的最小输出电压为 1.25 伏。

调节后的输出电压由下面的等式给出,这意味着输出电压或电压范围可以通过选择电阻器来设置,如果需要可变输出,则使用可变电阻器。

注:
    1) 由于 I Adj被控制在 100 mA 以下,因此在大多数应用中与该项相关的误差可以忽略不计,通常会被忽略。某些专业的严格电路设计可能需要它。
    2) V ref大约等于 1.25 伏特 - 参见规范。

值得注意的是,由于 LM317 是浮动稳压器,并且只有电路两端的电压差对性能很重要,因此它可以在相对于地的高压下工作是可能的,尽管它不能对高压的整个范围进行调节和控制。

外接电容提高电路性能

虽然可以让 LM317 电压调节器仅与两个额外的电子元件一起工作 - 两个电阻器都可以设置电压,但可以使用一些电容器来帮助提高性能。

建议在输入端放置一个 0.1µF 陶瓷电容器或 1µF 钽电容器 - C >in使用它可以克服对输入线路阻抗的任何敏感性。有时任何平滑电容器等的长线可能会导致电路不稳定。使用 C in将解决这个问题。

调整终端可以旁路接地,因为这将提高纹波抑制。电容器 C Adj可防止纹波被放大,尤其是在输出电压增加时。

显示输入和输出电容器的基本 LM317 系列线性稳压器电路LM317系列稳压电路显示输入和输出电容

通常,在具有 10 V 输出的电路中,大约 10µF 的电容器在 120 Hz 时应该可以将纹波抑制提高约 15 dB。

它有助于在输出端连接一个电容器,C >out以改善瞬态响应。然而,某些电容值会导致过度振铃。输出端上约 1.0 µF 的钽电容器或 25 µF 的铝电解电容器可消除这种影响,并确保稳压器电路保持稳定。

外接保护二极管的LM 317电路

当稳压器(如 LM317)驱动的电路中存在电容时,无论是直接在稳压器的输出端还是在被驱动的电路中,通常明智的做法是添加保护二极管以防止电容器通过低电流放电指向调节器。

基本LM317系列线性稳压电路保护二极管显示保护二极管的LM317系列稳压器电路

对于超过 25 V 的输出电压或稳压器输出端出现高电容值时,建议使用保护二极管。对于超过 25 µF 的电容值以及当 C Adj的值超过 10 µF 时,通常建议这样做。

在该电路中,二极管 D1 可防止输出端的总电容在输入短路期间通过 IC 放电。输出电容由 C Out加上供电电路中的任何电容组成。尽管输入短路看起来不太可能,但在某些情况下,通过任何输入电路的路径都可能表现为短路。

此外,二极管 D2 还防止电容器 C Adj j 在输出短路期间通过 IC 放电。

最后,两个二极管的组合可防止 C Adj在输入短路期间通过 IC 放电。

二极管 D1 和 D2 不必是任何特殊形式的二极管 - 1N4002 等二极管具有足够的电流能力和反向击穿能力以提供出色的保护。1N4002 也非常便宜且广泛使用。

0-30V LM317稳压电路

基本的 LM317 稳压器电路可在大约 1.25 到 30 伏之间调节电压。对于许多应用,零到 30 伏的可变电源会更好。

通过添加一些额外的电子元件,LM317 可以提供一个连续可变的稳压电源,范围为 0 - 30 伏。

LM317 0-30V稳压电路LM317 0-30V稳压电路


尽管建议值已包含在电路图中,但可以更改这些值以及添加额外的电容器以提供所需的精确电子电路设计和性能。

LM317限流电路

LM317 可用于提供电流限制器功能。该电路非常简单,并且由于芯片不需要以地为参考,所以该电路可以简单地放置在一条直线上。

LM317限流电路LM317限流电路


应该记住,V ref标称值为 1.2 甚至 1.25 伏,还应该记住,电阻器应具有足够的散热能力来承载它所需的电流。

LM317稳压模块LM317稳压模块非常便宜

LM317电路设计技巧

为了确保任何 LM317 稳压器电路的最佳性能,有一些电子电路设计技巧可以帮助确保电路有最好的性能。

  • 确保布线和 PCB 导体等足够大:   必须记住,在某些情况下,LM317 稳压器可以处理高达 1.5 安培或更多的电流水平。为了使电压降尽可能低,布线必须足以处理电流。请记住,输出接线中的电压降会降低调节性能,因为此处的电压降会随电流的变化而变化。

  • 使编程电阻器靠近稳压器:   为获得最佳性能,编程电阻器 R1 应尽可能靠近稳压器连接。这最大限度地减少了出现在基准电压之上的任何电压降,这会降低电路的调节能力。

  • 保持 R2 的接地端靠近负载地:   R2 的接地端应靠近负载连接。这提供了一种远程接地感应形式,并改善了整体负载调节。

  • 输入去耦电容放置:   重要的是将输入电容 Cin 放置尽可能靠近输入端子的位置,并使用短距离的导体连接到系统接地。

  • 尽量减小C in连接的环路面积:   为了保证拾取和杂散感应等最小,旁路电容连接、输入端和系统GND 形成的环路面积尽可能小。

  • 考虑对 C in进行额外的高频去耦:   由于某些钽电容和电解电容的高频或高频响应较差,因此值得考虑使用与主输入电容 C in 并联的额外陶瓷电容典型值可能为 0.1µF,这将确保抑制任何 HF 噪声和响应。

这些和其他一般电子电路设计预防措施将有助于确保 LM317 电压调节器电路运行,从而提供它可以提供的最佳性能。


LM317 是一款出色的稳压芯片,虽然已经上市多年,但以相对较低的成本提供了卓越的性能。稳压器可以很便宜地获得,并且需要很少的其他电子元件来制造一流的稳压器电路。

除此之外,LM317 稳压器芯片可用于提供其他几个与电源相关的功能,从而使其成为任何电子电路设计工程师的多功能和宝贵资产。

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