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LM317三端稳压集成电路应用

作者:dolphin时间:2011-05-11

三端稳压集成电路LM317应用三端稳压集成电路317是电子爱好看非常熟悉的三端稳压集成电路,它具有输出电压可变、内藏保护功能、体积小、性价比高、工作稳定可靠等特点,颇受广大电子爱好者的青睐。电子爱好者经常用它制作输出电压可变的稳压电源,所采用的电路模式如图1所示,调节可变电阻R2的阻值,便可从317的输出端获得可变的输出电压U。

从图1的电路中可以看出,317的输出电压[也就是稳压电源的输出电压)U。为两个电压之和。即A、B两点之间的电压也就是加在R2上的电压UR2=IR2XR2,而IR2实际上是两路电流之和,一路是经R1流向R2的电流IR1,其大小为UR1/R1。因UR1为恒定电压1.25V,Rl是一个固定电阻,所以IR1是一个恒定的电流。另一路是317调整端流出的电流ID,由于型号不同(例如LM317T、LM317HVH、LM317LD等),生产厂家不同,其ID的值各不相同。即使同一厂家,同一批次的317,其调整端流出的电流ID也各不相同。尽管这祥.但总的来说ID的电流但是有一定规律的,即ID的平均值是50uA左右,最大值一般不超过100uA。而且在317稳定工作时,ID的值基本上是一个恒定的值。当由于某种原因引起ID变化相对较大时,317就不能稳定地工作。总而言之,IR2是IR1、ID两路恒定电流之和.UR2是由两路恒定电流IR1、ID流经R2产生的,调节R2的阻值即可调节317的输出电压Uo(U。是恒定电压UAR与UR2之和)。既然ID和IR1对调节输出电压Uo都起到了一定的作用,并且IR1是由R1提供的,IR1的大小也没有任何限制.是否可以使R1的阻值趋于无穷大,使IR1的电流值趋向于无穷小?如果可以这样做的话,就可以去掉R1,只用可变电阻R2就可以调节317的输出电压。
为了证明这样设想是正确的,笔者用LM317K进行了实验(电路如图2所示)。实验证明:用一只可变电阻R2即可调节LM317K的输出电压,并且,当R2的阻值小于500kΩ时,LM317K调整端流出的电流ID是—个恒定的量值.其大小为48uA,LM317K的输出电压服从1.25+IDR2=U。的关系,当R2的阻值大于500kΩ时, LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。稳压电源的输出电压可用下式计算,Vo=1.25(1+ R2/R1)。仅仅从公式本身看,R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式,R1和R2的阻值是不能随意设定的。首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo=1.25V—37V(高输出电压的 317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等,其输出电压变化范围是Vo=1.25V—45V),所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6。其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流,有的资料称为最小输出电流,也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由于 317稳压块的生产厂家不同、型号不同,其最小稳定工作电流也不相同,但一般不大于5mA。当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时,317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时,317稳压块就可以输出稳定的直流电压。如果用317稳压块制作稳压电源时(如图所示),没有注意317稳压块的最小稳定工作电流,那么你制作的稳压电源可能会出现下述不正常现象:稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。
  要解决317稳压块最小稳定工作电流的问题,可以通过设定R1和R2阻值的大小,而使317稳压块空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流,从而保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。此时,只要保证Vo/(R1+R2)≥1.5mA,就可以保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。上式中的 1.5mA为317稳压块的最小稳定工作电流。当然,只要能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作,Vo/(R1+R2)的值也可以设定为大于 1.5mA的任意值。
  经计算可知R1的最大取值为R1≈0.83KΩ。又因为R2/R1的最大值为28.6。所以R2的最大取值为 R2≈23.74KΩ。在使用317稳压块的输出电压计算公式计算其输出电压时,必须保证R1≥0.83KΩ,R2≤23.74KΩ两个不等式同时成立,才能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。当然在317稳压块的输出端并联泄流电阻R也可以为317稳压块提供最小稳定工作电流。但是,由于并联的泄流电阻不能随输出电压的变化而变化,如果要保证317稳压块在输出电压为1.25V时,其输出电流大于其最小稳定工作电流,则在317稳压块的输出电压为37V时,流过泄流电阻的电流就太大了,这样不仅浪费了电能,而且增加了317稳压块的负担,不是一种妥当的办法。
下面是两款国外网站用LM317制作的稳压电源,他的输出电压是固定的,朋友们可以把R2换成可调电阻实现输出电压的连续调节,(注意可调范围)。第二个线路是增加了扩流三极管的,可以实现更大的电流输出。



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