LM317 是一種廣泛應(yīng)用的可調(diào)線性電壓調(diào)節(jié)器。自推出以來(lái)，由于其簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、易于使用的特性，LM317 在電子設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。

一、LM317概述

LM317 是由美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司（現(xiàn)為德州儀器的一部分）推出的一款三端可調(diào)線性穩(wěn)壓電源集成電路。它廣泛應(yīng)用于需要穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)中，可以輸出一個(gè)穩(wěn)定的電壓，且該電壓是可調(diào)的，具有較高的靈活性。LM317 通常用于提供穩(wěn)定的電壓，適用于各種電子設(shè)備，包括家電、測(cè)試設(shè)備以及通信設(shè)備等。

LM317 的三個(gè)引腳分別為輸入端（Input），輸出端（Output），以及調(diào)節(jié)端（Adjust）。通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)端的電阻，可以精確調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。LM317 的工作電壓范圍較廣，可以從 3V 到 40V，具有較好的負(fù)載調(diào)整能力和溫度穩(wěn)定性。

二、LM317 的主要參數(shù)

LM317 的參數(shù)對(duì)于電路設(shè)計(jì)至關(guān)重要。以下是 LM317 的一些關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)：

1. 輸出電壓范圍

LM317 的輸出電壓范圍為 1.25V 到 37V，能夠滿足不同電壓需求的應(yīng)用。通過(guò)外接電阻網(wǎng)絡(luò)，可以將其輸出電壓調(diào)節(jié)為所需的電壓值。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，1.25V 是其最小輸出電壓，而 37V 是最大輸出電壓。

2. 輸入電壓范圍

LM317 的輸入電壓范圍為 3V 至 40V，且必須高于輸出電壓至少 3V，才能保證其正常工作。這個(gè)電壓差被稱為壓差（Dropout Voltage）。通常情況下，LM317 的輸入電壓需要比輸出電壓高 3V 以上，才能提供穩(wěn)定的輸出。

3. 輸出電流

LM317 的輸出電流最大可達(dá) 1.5A，但實(shí)際應(yīng)用中，通常輸出電流會(huì)受到散熱條件的限制。如果電流超過(guò)其額定值，可能會(huì)引起過(guò)熱問(wèn)題，因此需要適當(dāng)?shù)纳嵩O(shè)計(jì)。

4. 靜態(tài)電流（Quiescent Current）

LM317 的靜態(tài)電流通常為 50mA（最大值為 100mA）。靜態(tài)電流是指在沒(méi)有負(fù)載電流的情況下，穩(wěn)壓器自身的電流消耗。

5. 壓差電壓（Dropout Voltage）

LM317 的壓差電壓通常為 3V，意味著當(dāng)輸入電壓與輸出電壓之間的差值小于 3V 時(shí)，LM317 將無(wú)法正常工作。壓差電壓是影響 LM317 性能的重要因素之一，尤其在低壓應(yīng)用中尤為重要。

6. 溫度系數(shù)

LM317 的溫度系數(shù)一般在 0.03%/°C 左右，這表示其輸出電壓隨著溫度變化的波動(dòng)較小，具有較好的溫度穩(wěn)定性。溫度系數(shù)的低值使得 LM317 在高溫環(huán)境下依然能夠穩(wěn)定工作。

7. 調(diào)整電流（Adjust Pin Current）

LM317 的調(diào)整引腳電流通常為 50μA，電流非常小，因此對(duì)輸出電壓的影響較小。在大多數(shù)應(yīng)用中，調(diào)整引腳電流可以忽略不計(jì)。

8. 負(fù)載調(diào)整率（Load Regulation）

LM317 的負(fù)載調(diào)整率一般在 0.1% 左右，表示在負(fù)載電流變化時(shí)，輸出電壓的穩(wěn)定性。負(fù)載調(diào)整率的較低值表明，LM317 在負(fù)載變化時(shí)，能保持較好的電壓穩(wěn)定性。

9. 線性調(diào)整率（Line Regulation）

LM317 的線性調(diào)整率為 0.01%/V，表示輸入電壓的變化對(duì)輸出電壓的影響非常小。線性調(diào)整率的低值使得 LM317 在輸入電壓變化時(shí)，能夠保持穩(wěn)定的輸出電壓。

三、LM317 的工作原理

LM317 的工作原理基于內(nèi)部的反饋控制系統(tǒng)。它通過(guò)調(diào)整其輸出端和調(diào)節(jié)端之間的電壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。LM317 的輸出電壓由調(diào)節(jié)端的外部電阻決定，具體電壓公式為：

$$V_{ ext{out}} = 1.25 imes left(1 + frac{R2}{R1} ight) + I_{ ext{adj}} imes R2$$Vout=1.25×(1+R1R2)+Iadj×R2

其中：

• $V_{ ext{out}}$Vout 為輸出電壓，

• $R1$R1 和$R2$R2 是兩個(gè)外部電阻，

• $I_{ ext{adj}}$Iadj 是調(diào)整端電流。

通常情況下，調(diào)整電流$I_{ ext{adj}}$Iadj 非常小，可以忽略，因此可以簡(jiǎn)化為：

$$V_{ ext{out}} approx 1.25 imes left(1 + frac{R2}{R1} ight)$$Vout≈1.25×(1+R1R2)

四、LM317 的工作特點(diǎn)

LM317 的一些工作特點(diǎn)使其成為許多電路設(shè)計(jì)中理想的電壓調(diào)節(jié)器。

1. 可調(diào)輸出電壓

LM317 的最大特點(diǎn)之一是其輸出電壓可調(diào)。通過(guò)改變外接電阻的值，可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓在 1.25V 到 37V 之間的任意調(diào)節(jié)。這使得 LM317 適應(yīng)了多種不同電壓需求的應(yīng)用場(chǎng)景。

2. 過(guò)熱保護(hù)

LM317 內(nèi)部集成了過(guò)熱保護(hù)電路。當(dāng)其工作溫度超過(guò)安全范圍時(shí)，會(huì)自動(dòng)限制輸出電流或關(guān)閉輸出，以避免損壞電路。這使得 LM317 在高溫工作環(huán)境下依然能保持較高的可靠性。

3. 過(guò)流保護(hù)

LM317 配備了過(guò)流保護(hù)功能。當(dāng)輸出電流超過(guò)其最大額定電流時(shí)，內(nèi)部的過(guò)流保護(hù)電路會(huì)啟動(dòng)，限制輸出電流，防止過(guò)電流導(dǎo)致芯片損壞。

4. 短路保護(hù)

LM317 內(nèi)部還設(shè)計(jì)有短路保護(hù)電路，在發(fā)生短路時(shí)，可以有效保護(hù)其內(nèi)部電路免受損壞。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，LM317 會(huì)停止輸出電壓，避免因電流過(guò)大而造成損壞。

五、LM317 的應(yīng)用領(lǐng)域

LM317 作為一種線性電壓調(diào)節(jié)器，因其簡(jiǎn)單、可靠、易于調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1. 電池充電器

在電池充電器中，LM317 經(jīng)常被用作提供穩(wěn)定的充電電壓。通過(guò)調(diào)節(jié)電壓，可以確保為電池提供適當(dāng)?shù)某潆婋妷?，避免過(guò)充或過(guò)放。

2. 電源適配器

在許多電源適配器中，LM317 用來(lái)提供穩(wěn)定的輸出電壓。例如，在需要 5V 或 12V 電壓的電路中，LM317 可以根據(jù)需要調(diào)整輸出電壓。

3. 實(shí)驗(yàn)室電源

許多實(shí)驗(yàn)室電源采用 LM317 來(lái)為各種電子實(shí)驗(yàn)提供穩(wěn)定的電壓。由于其可調(diào)輸出，LM317 可以滿足不同電壓需求的設(shè)備。

4. 電動(dòng)工具電源

LM317 在電動(dòng)工具和家電中也有廣泛應(yīng)用，尤其是在需要精確電壓的場(chǎng)合，如電動(dòng)工具的電池供電系統(tǒng)中。

5. 通信設(shè)備

在通信設(shè)備中，LM317 被廣泛應(yīng)用于電源設(shè)計(jì)中，尤其是需要高穩(wěn)定性和低噪聲的電源系統(tǒng)中。

六、LM317 的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 易于調(diào)節(jié)：只需要外部?jī)蓚€(gè)電阻就可以調(diào)節(jié)輸出電壓，操作簡(jiǎn)單。

• 集成功能多：具備過(guò)熱、過(guò)流、短路保護(hù)等多種保護(hù)功能，確保使用安全。

• 穩(wěn)定性好：LM317 的負(fù)載調(diào)整率和線性調(diào)整率較低，輸出電壓非常穩(wěn)定。

• 廣泛應(yīng)用：由于其性能優(yōu)異，LM317 在各種領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。

缺點(diǎn)：

• 功率損耗大：由于 LM317 是線性調(diào)節(jié)器，在較大電壓差和電流下工作時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致較大的功率損耗。

• 效率低：與開(kāi)關(guān)電源相比，LM317 的效率較低，通常在 50% 到 60% 之間，特別是在輸入電壓較高時(shí)，效率更低。