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LM317:高效构建电压源及电流源电路方案
发布时间:2025-11-22
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一、LM317简介

LM317 是一款经典的 可调三端线性稳压器,既可以作为稳压电源,也可以构建恒流源。其主要特点包括:


输出电压可调:1.25V ~ 37V



输出电流最大可达1.5A



内置过流保护、过温保护



输出端电压精度高,调整方便



引脚功能:

引脚功能IN输入电压(需高于输出至少3V)OUT输出电压/电流ADJ调整端,接分压电阻或电流设定电阻


二、LM317构建电压源

1. 基本电压源电路

Vin ----+-----+

        |     |

       LM317  |

    OUT |     |

        |     R2

        +---/\/\---+---- Vout

ADJ ---/\/\ R1       |

                    GND


输出电压计算公式:

VOUT=VREF(1+R2R1)+IADJ⋅R2V_\text{OUT} = V_\text{REF} \left(1 + \frac{R2}{R1}\right) + I_\text{ADJ} \cdot R2VOUT=VREF(1+R1R2)+IADJ⋅R2



V_REF ≈ 1.25V



I_ADJ 通常很小(50 µA),可忽略



调整R1、R2即可得到所需输出电压



设计步骤:



选择R1为固定电阻(典型120Ω)



根据目标输出电压计算R2:



R2=R1⋅VOUTVREF−R1R2 = R1 \cdot \frac{V_\text{OUT}}{V_\text{REF}} - R1R2=R1⋅VREFVOUT−R1


例如,Vout=5V,R1=120Ω,则:

R2 ≈ 120 × (5/1.25 -1) = 360Ω


2. 关键设计注意事项



输入电压需比输出电压高至少 3V(线性稳压器压差)



输入、输出端可加 旁路电容(0.1~1 µF陶瓷+10 µF电解)减少纹波



输出电流受限于LM317本身及散热条件,需注意功耗:



PLM317=(VIN−VOUT)⋅IOUTP_\text{LM317} = (V_\text{IN} - V_\text{OUT}) \cdot I_\text{OUT}PLM317=(VIN−VOUT)⋅IOUT


三、LM317构建电流源

LM317可通过ADJ端接电阻构建恒流源,适合LED驱动或小功率负载。

1. 基本恒流源电路

Vin ---- LM317 ----+----> Iout

         OUT      |

                  R

         ADJ -----+


恒流公式:

IOUT=VREFRI_\text{OUT} = \frac{V_\text{REF}}{R}IOUT=RVREF



V_REF ≈ 1.25V



R即ADJ端到OUT端的限流电阻



输出电压可根据负载变化自动调节以维持恒流



2. 设计示例



设计恒流Iout=350mA



选择R = V_REF / Iout ≈ 1.25 / 0.35 ≈ 3.57Ω



可以选择3.6Ω ±1%金属膜电阻



3. 恒流源设计注意事项



电源电压需高于负载电压+3V



LM317功耗:



PLM317=(VIN−VLED)⋅ILEDP_\text{LM317} = (V_\text{IN} - V_\text{LED}) \cdot I_\text{LED}PLM317=(VIN−VLED)⋅ILED



高电流场合需加 散热片



可并联多只LM317提升输出能力(需平衡电流)




四、LM317应用扩展技巧



可调电压+恒流模式结合



适合LED调光电源



输出电流固定,电压可通过调整输入电压或ADJ端微调





低纹波电源设计



输出加大电解电容(1000 µF+)降低纹波



输入加陶瓷电容降低高频干扰





并联或串联使用



并联:提升电流(需加小电阻平衡)



串联:提升电压(需注意电流能力限制)






五、LM317设计总结

特性电压源应用电流源应用输出调节R1/R2分压ADJ端电阻R输出电压1.25V~37V由负载决定输出电流最大1.5A公式I=Vref/R电源电压要求Vin > Vout+3VVin > Vload + 3V散热关注高压差大电流高电流高电压差


LM317是简单、成本低且灵活的线性稳压器,既可做电压源,也可做恒流源,但注意功耗和散热问题。