高鑫偉 張玉峰 邢動秋
LM317是可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器,在輸出電壓范圍為1.2V-37V時,能夠提供超過1.5A的電流,只需要兩個外部電阻即可設(shè)置輸出電壓,因此受到電子應(yīng)用者的青睞,然而在其應(yīng)用中,因使用不當而導致的異常問題總是存在,本文結(jié)合LM317基本電路,對筆者遇到的LM317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于最小穩(wěn)定工作電流時,其輸出電壓上升的情況予以分析探討。
1 LM317基本電路
LM317基本電路如圖1所示,可通過R1和R2合理設(shè)置輸出電壓;C1為輸入電容,當其前面接有整流濾波電路且距離穩(wěn)壓器較近時,電容C1可不加,推薦取100nF;C2為輸出電容,有改善瞬態(tài)響應(yīng)的作用,推薦取1?F。
2 對LM317輸出電流未達到最小穩(wěn)定工作電流情況的分析
LM317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于最小穩(wěn)定工作電流時,其輸出電壓將上升【1】,且輸出的帶載電壓和空載電壓差別較大。逐漸改變R1和R2的阻值使輸出電流小于最小穩(wěn)定工作電流,觀察空載輸出電壓變化,同時測量帶載輸出電壓即可驗證該結(jié)論,此結(jié)論已經(jīng)本人實驗證明。
LM317最小穩(wěn)定工作電流一般為1.5mA,由于穩(wěn)壓塊生產(chǎn)廠家不同、型號不同,其最小穩(wěn)定工作電流也不相同,但一般不大于5mA,本文以1.5mA為例。由圖2分析LM317內(nèi)部電路結(jié)構(gòu),一旦R1和R2確定,穩(wěn)壓塊工作時,無論輸出電流略小于1.5mA,還是略大于1.5mA,穩(wěn)壓塊內(nèi)部工作電壓幾乎不會變化,但當輸出電流小于1.5mA時,穩(wěn)壓塊內(nèi)部部分電路將出現(xiàn)工作電流不夠的情況,不能正常工作,如懸掛狀態(tài),導致輸出電壓偏高。
若將最大負載電阻稱為Ro,Ro阻值偏大或不接,將使LM317輸出電流較小或為0,達不到最小穩(wěn)定工作電流,LM317工作異常,再加上負載后,LM317輸出電壓將下降很多。
3 這種LM317異常問題的解決方案
此時要解決最小穩(wěn)定工作電流的問題,就是要合理設(shè)置最大負載電阻Ro的問題,使得穩(wěn)壓塊空載時輸出的電流大于或等于最小穩(wěn)定工作電流。帶載時,負載與最大負載電阻Ro是并聯(lián)關(guān)系,電阻并聯(lián)的結(jié)果使得阻值變小,輸出電流將增加,必然大于最小穩(wěn)定工作電流,從而使LM317穩(wěn)定工作;同時應(yīng)注意負載不能過重,以免引起內(nèi)部短路保護,造成輸出電壓減小或中斷??赏ㄟ^兩種方法使最大負載電阻Ro符合要求:
1.通過合理設(shè)定R1和R2阻值滿足Ro要求
空載時,須VO/(R1+R2)大于等于1.5mA,即R1+R2小于等于Vo/1.5mA,同時因為LM317輸出電壓為1.25V-37V,所以,由輸出電壓計算公式可知,R2/R1范圍為0-28.6,可根據(jù)輸出電壓要求設(shè)定R1和R2阻值。
2.通過增加額外的最大負載電阻Ro
如圖3,在不接穩(wěn)壓電源負載時,在輸出端并接一最大負載電阻RO,作為提供最小工作穩(wěn)定電流的負載??紤]到輸出電壓為1.25V時輸出電流最小為1.5mA,電阻約1KΩ,因為輸出電阻不能隨輸出電壓變化,當輸出電壓為37V時,輸出電流接近37 mA,輸出電流過大,必然使電源效率降低,所以此方法應(yīng)考慮最大負載電阻大小及電源效率的問題。
綜上,LM317輸出電流過小,未達到最小穩(wěn)定工作電流,將導致穩(wěn)壓塊本身不能正常工作,從而引起輸出電壓升高;加上負載后,會引起輸出電壓與空載時偏差較大的情況;可通過提供最大負載電阻RO的方法達到最小穩(wěn)定工作電流,從而解決該問題。
參考文獻
[1] LM317數(shù)據(jù)手冊,1998 STMicroelectronics-Printed in Italy.