lm317怎么输出一个稳定的电压

摘要： LM317是一款常用的三端可调正稳压器集成电路，能够提供稳定的输出电压，为了确保其输出一个稳定的电压，需要正确选择外部电阻并合理设计电路，以下是关于如何使用LM317输出稳定电压的...

LM317是一款常用的三端可调正稳压器集成电路，能够提供稳定的输出电压，为了确保其输出一个稳定的电压，需要正确选择外部电阻并合理设计电路，以下是关于如何使用LM317输出稳定电压的详细解释：

一、基本原理

LM317的输出电压由以下公式决定：

\[ V_{out} = V_{ref} \left(1 + \frac{R_2}{R_1}\right) + I_{adj}R_2 \]

\(V_{ref}\)为内部参考电压，典型值为1.25V；\(I_{adj}\)为调整端的电流，通常很小（几十微安），在计算中常可忽略不计，公式可简化为：

\[ V_{out} \approx V_{ref} \left(1 + \frac{R_2}{R_1}\right) \]

通过选择合适的\(R_1\)和\(R_2\)的值，就可以得到所需的输出电压。

二、电路连接

1、输入电容：在LM317的输入端（Vin）和地之间接入一个电解电容（一般为0.33μF至1000μF），用于滤除输入电压中的纹波和噪声，提高电源的稳定性，如果输入滤波电容到LM317输入端的连线超过6英寸（约15厘米），则需要增加输入电容。

2、输出电容：在输出端（Vout）和地之间也接入一个电解电容（一般大于等于1000pF），用于改善瞬态响应和减少输出电压的纹波，如果需要进一步提高纹波抑制比，可以在输出端并联一个小容量的陶瓷电容（如100nF）。

3、保护二极管：为了防止输出端短路或输入端电压过高而损坏LM317，可以在输出端与地之间接入一个肖特基二极管（如1N5819），以提供保护。

三、电阻选择

1、确定\(R_1\)的值：一般推荐\(R_1\)的取值范围在240Ω至2.2kΩ之间。(R_1\)的值过大，虽然可以减小自身功耗，但会导致输出电压对负载电流的变化更加敏感；(R_1\)的值过小，则会增加功耗和发热。

2、计算\(R_2\)的值：根据所需的输出电压\(V_{out}\)，利用上述公式计算出\(R_2\)的值，如果需要输出5V电压，假设\(R_1 = 240Ω\)，则：

\[ R_2 = R_1 \left(\frac{V_{out}}{V_{ref}} 1\right) = 240Ω \left(\frac{5V}{1.25V} 1\right) = 720Ω \]

可以选择标准电阻值750Ω。

四、注意事项

1、最小负载电流：LM317有一个最小负载电流的要求（通常为5mA至10mA），如果负载电流小于这个值，可能会导致输出电压不稳定，为了满足最小负载电流要求，可以在输出端与负载之间并联一个电阻（如240Ω），以确保即使没有负载时也能有足够的电流流过LM317。

2、散热问题：由于LM317是线性稳压器，输入电压与输出电压之间的压差会转化为热量消耗在芯片内部，如果输入电压较高或输出电流较大，需要考虑安装合适的散热器以防止芯片过热烧毁，当功耗超过一定值（如几瓦）时，就需要添加散热片。

3、输入电压范围：LM317的输入电压必须高于所需的输出电压至少2V至3V（典型值），并且不能超过其最大允许输入电压（一般为40V左右），如果输入电压过低或过高，都无法保证正常的输出电压。

五、应用实例

假设我们需要设计一个使用LM317的可调稳压电源，要求输出电压范围为3V至12V，最大输出电流为500mA，可以按照以下步骤进行设计：

1、选择\(R_1\)：取\(R_1 = 240Ω\)。

2、确定\(R_2\)的范围：当输出电压为3V时，

\[ R_2 = R_1 \left(\frac{V_{out}}{V_{ref}} 1\right) = 240Ω \left(\frac{3V}{1.25V} 1\right) = 480Ω \]

当输出电压为12V时，

\[ R_2 = R_1 \left(\frac{V_{out}}{V_{ref}} 1\right) = 240Ω \left(\frac{12V}{1.25V} 1\right) = 2160Ω \]

可以选择一个电位器（如1kΩ）作为\(R_2\)，并通过调节其阻值来改变输出电压。

通过合理选择外部电阻、正确连接电路元件以及注意相关事项，就可以使LM317输出一个稳定的电压，在实际应用中，还需要根据具体需求进行调试和优化以达到最佳性能。