三端稳压集成电路LM317工作原理
LM317工作原理分析
LM317工作原理
三端稳压集成电路LM317是三端稳压集成电路，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。采用的电路模式如图所示，调节可变电阻R2的阻值，便可从LM317的输出端获得可变的输出电压U0。
从图中的电路中可以看出，LM317的输出电压（也就是稳压电源的输出电压）U0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
UR2IR2R2，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LM317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LM317，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50A左右，最大值一般不超过100A。而且在LM317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，LM317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LM317的输出电压U0 (U0是恒定电压UR1与UR2之和)。既然ID和IR1对调节输出电压U0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LM317的输出电压。
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，V0＝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LM317稳压块的输出电压变化范围是V0＝1.25——37V（高输出电压的 LM317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo＝1.25——45V），所以R2/R1的比值范围只能是0——28.6V。其次是LM317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 LM317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LM317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就不能正常工作。当LM317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就可以输出稳定的直流电压。
要解决LM317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LM317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LM317稳压块在空载时能够稳定地工作。此时，只要保证V0/（R1＋R2）≥1.5mA，就可以保证LM317稳压块在空载时能够稳定地工作。上式中的 1.5mA为LM317稳压块的最小稳定工作电流。当然，只要能保证LM317稳压块在空载时能够稳定地工作，V0 /（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≈0.83K。又因为R2/R1的最大值为28.6。
所以R2的最大取值为 R2≈23.74K。在使用LM317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≥0.83K，R2≤23.74K两个不等式同时成立，才能保证LM317稳压块在空载时能够稳定地工作。当然在LM317稳压块的输出端并联泄流电阻R也可以为LM317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LM317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LM317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LM317稳压块的负担，不是一种妥当的办法。
（LM317设计的直流稳压电源电路示意图）