LM317是應(yīng)用最為廣泛的電源集成電路之一，它不僅具有固定式三端穩(wěn)壓電路的最簡單形式，又具備輸出電壓可調(diào)的特點(diǎn)。此外，還具有調(diào)壓范圍寬、穩(wěn)壓性能好、噪聲低、紋波抑制比高等優(yōu)點(diǎn)。LM317是可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出電壓范圍1.2伏到37伏時能夠提供超過1.5安的電流，此穩(wěn)壓器非常易于使用。
LM317適用于各種應(yīng)用，包括本地，卡片調(diào)節(jié)。該器件還可用于制作可編程輸出穩(wěn)壓器，或通過在調(diào)節(jié)和輸出之間連接固定電阻，LM317可用作精密電流調(diào)節(jié)器。
圖1 LM317外形及電路圖
1.特性
(1)可調(diào)整輸出電壓低到1.2V。
(2)保證1.5A輸出電流。
(3)典型線性調(diào)整率0.01%。
(4)典型負(fù)載調(diào)整率0.1%。
(5)80dB紋波抑制比。
(6)輸出短路保護(hù)。
(7)過流、過熱保護(hù)。
(8)調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。
(9)標(biāo)準(zhǔn)三端晶體管封裝。
(10)電壓范圍LM117/LM3171.25V至37V連續(xù)可調(diào)
2.主要參數(shù)
(1)輸出電壓：1.25-37VDC;
(2)輸出電流：5mA-1.5A;
(3)芯片內(nèi)部具有過熱、過流、短路保護(hù)電路;
(4)最大輸入-輸出電壓差：40VDC，
(5)最小輸入-輸出電壓差：3VDC;
(6)使用環(huán)境溫度：-10-+85℃。
(7)存儲環(huán)境溫度：-65-+150℃。
3.引腳圖及功能
圖2 引腳圖
LM317有三個管腳，
第一引腳，為電壓調(diào)節(jié)腳;
第二引腳，為電壓輸出腳;
第三引腳，為電壓輸入腳。
4.絕對最大
5.封裝形式
TO-220塑料封裝，TO-3鋁殼封裝，TO-202塑料封裝，TO-39金屬封裝
圖3 封裝形式
6.工作原理
輸入最大電壓為30多伏，輸出電壓1.5----32V.。。電流1.5A.。。不過在用的時候要注意功耗問題。。.注意散熱問題。LM317有三個引腳。一個輸入一個輸出一個電壓調(diào)節(jié)。輸入引腳輸入正電壓，輸出引腳接負(fù)載，電壓調(diào)節(jié)引腳一個引腳接電阻(200左右)在輸出引腳，另一個接可調(diào)電阻(幾K)接于地。輸入和輸出引腳對地要接濾波電容。
LM317內(nèi)部原理圖
LM317內(nèi)部原理圖
7.應(yīng)用
7.1作為線性穩(wěn)壓器使用
LM317主要用于直流-直流變換電路上。線性電壓調(diào)節(jié)器輸出的電流和輸入的電流大小是幾乎相同的，根據(jù)負(fù)載的電流而定，因此，當(dāng)這個電流值乘以線性電壓調(diào)節(jié)器上輸入電壓與輸出電壓之間的電壓差時，就可以獲得在線性電壓調(diào)節(jié)器上損耗的功率，這個功率隨著時間推移產(chǎn)生的熱量是不小的，在為大電流的負(fù)載供電而且輸入/輸出電壓差值很大時，其工作時散發(fā)的熱量就更為可觀。這不僅使得電能使用效率低，因為設(shè)計時考慮到低效率造成的高損耗產(chǎn)生大量廢熱，一般都需要安裝散熱片一類的散熱裝置，特別是大功率供電時。有時輸出/輸入電壓的壓差較大時，在穩(wěn)壓器上的損耗功率可能比負(fù)載上獲得的功率還要大。
雖然線性穩(wěn)壓器的效率較低，但是外圍電路所需元件很少就可以獲得穩(wěn)定的電壓，電壓紋波最小僅數(shù)毫伏。相對而言，交換式穩(wěn)壓器/開關(guān)穩(wěn)壓器/交換式電壓調(diào)節(jié)器，通常來說雖然效率很高(目前一般60%至99%之間)，但是一般都需要較多的外圍電路元器件，電壓紋波的數(shù)值也不如線性穩(wěn)壓器的低，不過目前電腦使用的交換式電源供應(yīng)器，電壓紋波數(shù)值最大也僅在70毫伏左右，最小的也僅有30毫伏左右，配合低壓差穩(wěn)壓器(LDO)則可進(jìn)一步降低。
一般的線性穩(wěn)壓器，都預(yù)留有散熱片固定孔位的金屬片，如TO-220封裝，有些則是金屬罐封裝，像是TO-3封裝。一般它們預(yù)留固定孔位的金屬片都與輸出端是連通的，因此當(dāng)安裝散熱片時便需要與電路其它部分之間做足絕緣措施。
7.2作為電壓調(diào)節(jié)器使用
圖4 LM317作為電壓調(diào)節(jié)器使用電路圖
LM317作為典型電壓調(diào)節(jié)器配置時的電路圖，包括用以濾波和輸出暫態(tài)維持的去耦電容LM317有三個管腳：輸入端、輸出端和電壓調(diào)整端。器件類似于運(yùn)算放大器(但是擁有大電流輸出特性。實際上LM317內(nèi)部的確內(nèi)建了作誤差放大之用的運(yùn)放，原理相見線性電壓調(diào)節(jié)器)，反相放大端相當(dāng)于電壓調(diào)整端，同相放大端和內(nèi)部的帶隙基準(zhǔn)電壓并聯(lián)，以提供Vref = 1.25V的穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓。
輸出和地(0V)之間的電阻式分壓器(可以是電位器)的配置，和運(yùn)算放大器中同相放大器的電阻配置類似，因此輸出端的電壓可在調(diào)整端上調(diào)整，高于參考電壓的一定范圍內(nèi)的電壓值是連續(xù)可調(diào)整的。以圖4為標(biāo)準(zhǔn)，輸出電壓值可用以下計算式表示：
Vout = Vref (1 + RL/RH)
由于器件的調(diào)整端上會有一些不能忽略的靜態(tài)電流流通，因此上式中加入這個誤差：
Vout = Vref (1 + RL/RH) + IQRL
為使得輸出端的電壓更穩(wěn)定，器件的靜態(tài)電流被設(shè)計成在100微安之下，使得器件在大部分的實作場合中可以忽略這個誤差項。
此時的LM317是作為電壓源使用。
7.3作為電流調(diào)節(jié)器使用
圖5 LM317作為電流調(diào)節(jié)器使用電路圖
用LM317搭建的一個恒定電流源(恒流源)LM317可配置為恒定電流源，以為需要此類型電源的負(fù)載(如LED燈)供電。此時則是恒定電流值可調(diào)，而非電壓值可調(diào)。將上文中電壓調(diào)節(jié)器之分壓器接地一側(cè)的電阻，換成是負(fù)載本身，即為右圖所示的電路。它的輸出電流是電阻兩端的落下的參考電壓所產(chǎn)生的。以圖5為標(biāo)準(zhǔn)，則輸出電流為：
Iout = Vref/RH
將靜態(tài)電流加上，則上式變?yōu)椋?/div>
Iout = (Vref/RH) + IQ
8.與78xx/79xx系列對比
LM317是可調(diào)式的電壓調(diào)節(jié)器，而同樣常用的78xx則為固定式的電壓調(diào)節(jié)器。然而，78xx和LM317一樣是可以制作出可調(diào)輸出電壓的穩(wěn)壓電路，只是將接地端作為調(diào)整端使用，參考電壓相對LM317而言要高些。和78xx一樣內(nèi)建過流/短路保護(hù)、過熱保護(hù)電路。
直接將前述的LM317穩(wěn)壓電路上的LM317換成78xx系列中的任一型號，分壓器也保持不變，輸出電壓的計算式除Vref需要替換以外其余的參數(shù)也相同，Vref的值替換為78xx的固定輸出電壓值，以7805為例，其參考電壓為5V，只需將Vref=5V即可。
然而，LM317和78xx的設(shè)計細(xì)節(jié)還是不一樣的。78xx的器件工作靜態(tài)電流相比LM317而言要大得多，這樣穩(wěn)定性自然不如LM317。按前述LM317電壓調(diào)節(jié)器輸出電壓計算式上計算，誤差項是不能忽略的，接地一側(cè)的電阻耐受功率也需要考量。此外，LM317基準(zhǔn)電壓，相對于電阻式分壓器，對像是二極管產(chǎn)生的電壓降或是一個電壓緩沖器/電壓隨耦器產(chǎn)生的電流波動的響應(yīng)并不敏感，這樣使得LM317可以提供的更穩(wěn)定的電壓調(diào)整。LM317設(shè)計時已內(nèi)建對這些參數(shù)波動的補(bǔ)償，因而可在保證精確度的情況下無需再額外增加補(bǔ)償電路，也使得LM317的頻率響應(yīng)表現(xiàn)相對于78xx來說要好。
和78xx系列對應(yīng)有用于負(fù)電壓的79xx系列的類似，LM317也有對應(yīng)的負(fù)電壓調(diào)節(jié)器LM337。
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