LM723 穩(wěn)壓芯片概述

LM723 是一種高精度的可調(diào)節(jié)線性電壓穩(wěn)壓器芯片，由德州儀器（Texas Instruments）設(shè)計(jì)制造，最早可以追溯到 1967 年。這款穩(wěn)壓器被廣泛應(yīng)用于各種電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，特別適用于需要低噪聲和高穩(wěn)定性的環(huán)境。LM723 不僅可以用作穩(wěn)壓電源，還可以配置為正負(fù)電壓輸出電路，且其電壓范圍較廣，最高可達(dá) 37V。

常見型號(hào)

LM723 有多種不同的封裝和型號(hào)，以滿足不同的應(yīng)用需求。以下是幾種常見型號(hào)：

1. LM723H/NOPB：金屬封裝（TO-100），具有較好的散熱性能。

2. LM723CN：塑料封裝（DIP-14），適合于通用電路設(shè)計(jì)，成本較低。

3. LM723C：陶瓷封裝，通常用于高精度應(yīng)用或惡劣環(huán)境。

4. LM723QML：軍事級(jí)版本，經(jīng)過更加嚴(yán)格的質(zhì)量控制和測(cè)試，適用于航空航天等高可靠性場(chǎng)景。

每種型號(hào)封裝形式的不同，往往會(huì)影響散熱性能和尺寸選擇，但其基本功能是相同的。

參數(shù)

LM723 穩(wěn)壓芯片具有以下重要參數(shù)：

• 輸入電壓范圍：9.5V 到 40V。

• 輸出電壓范圍：2V 到 37V（可調(diào)）。

• 最大輸出電流：150mA（當(dāng)芯片內(nèi)部配置為基本穩(wěn)壓電路時(shí)）。通過外部晶體管可擴(kuò)展至數(shù)安培。

• 輸出電壓調(diào)節(jié)精度：0.01%（典型值）。

• 工作溫度范圍：-55°C 到 125°C（不同型號(hào)的工作溫度可能略有不同）。

• 電壓調(diào)整率：當(dāng)輸入電壓在 12V 到 15V 之間變化時(shí)，輸出電壓的調(diào)整率通常為 0.01%。

• 過熱保護(hù)和過流保護(hù)：LM723 提供內(nèi)置的過流保護(hù)功能，還可以通過外部器件實(shí)現(xiàn)熱保護(hù)。

• 電源抑制比：電源抑制比（PSRR）通常在 86dB 以上，表現(xiàn)出對(duì)輸入電壓波動(dòng)的強(qiáng)大抑制能力。

工作原理

LM723 穩(wěn)壓芯片的核心工作原理是通過比較器和誤差放大器的反饋機(jī)制，來調(diào)整輸出電壓，從而保持輸出電壓的穩(wěn)定。在其工作過程中，LM723 接受輸入電壓，經(jīng)過內(nèi)部的電壓基準(zhǔn)、誤差放大器、外部分壓電阻網(wǎng)絡(luò)等元件的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的精準(zhǔn)控制。

其主要工作模塊如下：

1. 電壓基準(zhǔn)源：LM723 內(nèi)部有一個(gè)穩(wěn)定的 7.15V 基準(zhǔn)電壓源。這個(gè)基準(zhǔn)電壓用于與誤差電壓進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)輸出電壓的穩(wěn)定性。該基準(zhǔn)電壓具有良好的溫度穩(wěn)定性，保證輸出電壓不會(huì)隨環(huán)境溫度變化。

2. 誤差放大器：芯片內(nèi)部的誤差放大器將反饋電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，若反饋電壓低于基準(zhǔn)電壓，誤差放大器輸出信號(hào)會(huì)驅(qū)動(dòng)調(diào)整管（晶體管或MOS管），提高輸出電壓；若反饋電壓過高，誤差放大器會(huì)降低輸出電壓。

3. 外部補(bǔ)償電路：LM723 允許用戶通過外部電容和電阻配置補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，以優(yōu)化其動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

4. 輸出驅(qū)動(dòng)器：內(nèi)部的晶體管（或外接晶體管）可以提供一個(gè)穩(wěn)壓輸出電壓，但輸出電流通常受限于芯片的功耗能力，若需要較大的電流輸出，則需要外接功率晶體管。

特點(diǎn)

LM723 擁有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：

1. 可調(diào)節(jié)性強(qiáng)：LM723 的輸出電壓可以在 2V 到 37V 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，因此它可以滿足廣泛的應(yīng)用需求。

2. 電壓精度高：內(nèi)置高精度電壓基準(zhǔn)源，誤差通?？梢钥刂圃?0.01% 以內(nèi)，確保輸出電壓的穩(wěn)定性。

3. 穩(wěn)定性好：在輸入電壓和輸出負(fù)載發(fā)生波動(dòng)時(shí)，LM723 依然能保持較好的穩(wěn)定性能，對(duì)輸入電壓的波動(dòng)具有強(qiáng)大的抑制能力。

4. 過流保護(hù)：LM723 內(nèi)部集成了過流保護(hù)功能，當(dāng)輸出電流過大時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)限制輸出電流，防止損壞。

5. 靈活性高：除了可以用作普通的穩(wěn)壓器，還能用于負(fù)電壓輸出、雙電源系統(tǒng)、可編程電源等多種電源設(shè)計(jì)中。

6. 外接擴(kuò)展能力：LM723 可以通過外接晶體管增加其輸出電流能力，使其能夠驅(qū)動(dòng)更大的負(fù)載。

作用

LM723 的主要作用是在電路中提供穩(wěn)定的電壓輸出，確保電子器件能夠在合適的電壓下正常工作。由于其良好的電壓調(diào)節(jié)能力和靈活的配置選項(xiàng)，LM723 被廣泛用于各種需要精密電壓控制的場(chǎng)合，如：

1. 穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)：為微處理器、傳感器等提供穩(wěn)定的電源電壓。

2. 可調(diào)電源設(shè)計(jì)：LM723 可以用于設(shè)計(jì)可調(diào)穩(wěn)壓電源，用戶可以通過調(diào)節(jié)外部電阻網(wǎng)絡(luò)來改變輸出電壓。

3. 電池充電器：LM723 常用于恒壓電池充電器電路中，通過精準(zhǔn)控制電壓，確保充電過程的安全和有效性。

4. 實(shí)驗(yàn)室電源：由于 LM723 的高精度調(diào)節(jié)能力，許多實(shí)驗(yàn)室電源設(shè)計(jì)都使用該芯片來提供可調(diào)節(jié)且穩(wěn)定的電壓輸出。

5. 雙電源或負(fù)電源電路：LM723 也能輕松用于設(shè)計(jì)雙電源或負(fù)電源電路，滿足某些特殊電路設(shè)計(jì)的需求。

應(yīng)用

LM723 的應(yīng)用十分廣泛，涵蓋了多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。以下列舉幾個(gè)常見的應(yīng)用場(chǎng)景：

1. 工業(yè)設(shè)備中的電源模塊：LM723 的高精度特性和穩(wěn)定性，使得它常用于各種工業(yè)設(shè)備中的電源模塊，確保設(shè)備在惡劣環(huán)境下依然能夠獲得穩(wěn)定的供電。

2. 通信設(shè)備：許多通信設(shè)備的電源設(shè)計(jì)都依賴于 LM723 提供的精確穩(wěn)壓電源，尤其是在對(duì)電壓要求較為苛刻的通信模塊中，如無線通信基站、電信交換機(jī)等。

3. 醫(yī)療設(shè)備：在醫(yī)療設(shè)備中，穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。LM723 的低噪聲和高精度特性，使得它成為許多醫(yī)療設(shè)備的首選穩(wěn)壓芯片，如心電圖機(jī)、監(jiān)護(hù)儀等。

4. 家用電器：許多家用電器，如電視機(jī)、音響系統(tǒng)等，都需要穩(wěn)定的電源供電。LM723 可以在這些應(yīng)用中提供精準(zhǔn)的電壓控制，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

5. 汽車電子：隨著汽車電子設(shè)備的普及，LM723 在車載電源管理中也發(fā)揮了重要作用，尤其是在需要穩(wěn)定的低噪聲電壓輸出的系統(tǒng)中，如車載音響系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等。

6. 實(shí)驗(yàn)室和科研：LM723 被廣泛用于各種科研實(shí)驗(yàn)室中的電源設(shè)計(jì)。由于其輸出電壓的可調(diào)性和高精度，許多研究人員選擇使用該芯片來設(shè)計(jì)可調(diào)電源，以滿足不同實(shí)驗(yàn)的需求。

詳細(xì)應(yīng)用實(shí)例

為了更好地理解 LM723 的應(yīng)用，我們可以深入探討一些具體的電路設(shè)計(jì)實(shí)例，這些實(shí)例展示了 LM723 如何在實(shí)際中被有效利用。

1. 可調(diào)穩(wěn)壓電源電路

一個(gè)典型的可調(diào)穩(wěn)壓電源電路可以基于 LM723 芯片來設(shè)計(jì)，以下是一個(gè)基本的電路示例：

電路組成：

• 輸入電源：一個(gè) DC 電源，輸入電壓范圍在 9.5V 到 40V。

• LM723：用作電壓穩(wěn)壓器。

• 外部電阻：通過調(diào)節(jié)電阻的阻值，用戶可以改變輸出電壓。

• 輸出電容：通常使用一個(gè)電容（如 100μF）以提高輸出的穩(wěn)定性。

工作原理：

1. 輸入電源通過 LM723 的輸入引腳供電。

2. 內(nèi)部的電壓基準(zhǔn)源輸出 7.15V 作為比較基準(zhǔn)。

3. 外部電阻形成的分壓網(wǎng)絡(luò)與輸出電壓相連接，反饋到誤差放大器。

4. 當(dāng)反饋電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后，LM723 自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓以保持其恒定。

輸出電壓調(diào)節(jié)：

• 通過調(diào)節(jié)電位器或電阻的值，可以實(shí)現(xiàn)從 2V 到 37V 的任意輸出電壓。

2. 恒流源電路

LM723 還可以被配置為恒流源電路，適用于LED驅(qū)動(dòng)、電池充電等場(chǎng)合。以下是恒流源電路的設(shè)計(jì)：

電路組成：

• LM723：作為核心穩(wěn)壓器。

• 外部電流檢測(cè)電阻（如 1Ω）：用于檢測(cè)通過負(fù)載的電流。

• 電流設(shè)定電阻：與檢測(cè)電阻并聯(lián)，以設(shè)定所需的輸出電流。

工作原理：

1. 通過檢測(cè)電阻來測(cè)量輸出電流，反饋給 LM723 的誤差放大器。

2. LM723 比較檢測(cè)到的電流與設(shè)定值，如果實(shí)際電流小于設(shè)定值，芯片會(huì)增加輸出電壓。

3. 當(dāng)實(shí)際電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)，LM723 將保持此電流不變。

應(yīng)用場(chǎng)合：

• LED 驅(qū)動(dòng)電路可以利用該恒流源保證 LED 的亮度恒定，避免因電壓變化而導(dǎo)致的亮度不一致。

• 電池充電電路中，LM723 可保證恒流充電，從而延長(zhǎng)電池的使用壽命。

3. 負(fù)電源電路

LM723 也能夠構(gòu)建負(fù)電源電路，適用于一些需要雙極性電源的應(yīng)用。

電路組成：

• LM723：用作負(fù)電源生成。

• 外部電阻和電容：用于構(gòu)成反饋回路和濾波。

工作原理：

1. 將 LM723 的輸出端連接到負(fù)載，通過反向連接輸入電源，形成負(fù)電壓輸出。

2. 反饋網(wǎng)絡(luò)可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。

應(yīng)用場(chǎng)合：

• 負(fù)電源電路在運(yùn)算放大器、音頻放大器等電路中非常常見。

使用注意事項(xiàng)

在使用 LM723 穩(wěn)壓芯片時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)方面以確保電路的正常工作：

1. 散熱管理：由于 LM723 在工作過程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮散熱問題。建議在高功率應(yīng)用中加裝散熱片，以防止芯片因過熱而損壞。

2. 輸入電壓限制：要確保輸入電壓不超過芯片的最大額定值（40V），以免損壞芯片。同時(shí)，輸入電壓應(yīng)保持在其工作范圍內(nèi)，以確保輸出穩(wěn)定。

3. 輸出電容選擇：選擇合適的輸出電容以提高電路的瞬態(tài)響應(yīng)能力，通常推薦使用電解電容和陶瓷電容的組合，以降低輸出紋波。

4. 外部晶體管選擇：當(dāng)需要大電流輸出時(shí)，選擇適合的外部晶體管進(jìn)行擴(kuò)展，并注意其最大額定電流和功耗。

5. 負(fù)載特性：在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)確保負(fù)載特性符合穩(wěn)壓器的工作條件，以防止輸出過載。

小結(jié)

LM723 是一款功能強(qiáng)大的可調(diào)線性穩(wěn)壓器，因其簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)、高精度、穩(wěn)定性以及多種應(yīng)用而被廣泛使用。無論是在家用電器、工業(yè)設(shè)備、通信、醫(yī)療設(shè)備還是實(shí)驗(yàn)室中，LM723 都提供了可靠的電源解決方案。通過合理的設(shè)計(jì)和配置，LM723 可以滿足不同的電源需求，是電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域中不可或缺的組成部分。

未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著電子設(shè)備向更高的集成度和智能化發(fā)展，對(duì)電源的需求也日益增長(zhǎng)。未來，LM723 及其后續(xù)產(chǎn)品可能會(huì)朝以下方向發(fā)展：

1. 更高效率：隨著對(duì)電源效率要求的提高，未來的穩(wěn)壓器將可能集成更多的功率管理功能，以提高整體能效。

2. 智能化控制：未來的穩(wěn)壓器可能會(huì)集成更多智能控制功能，例如自動(dòng)檢測(cè)負(fù)載變化并進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

3. 集成度提高：為了適應(yīng)空間受限的應(yīng)用，未來的產(chǎn)品可能會(huì)將更多的功能集成到單一芯片中，減少外部組件的數(shù)量。

4. 環(huán)境友好設(shè)計(jì)：隨著環(huán)保意識(shí)的提高，未來的電源設(shè)計(jì)將可能更加注重對(duì)環(huán)境的影響，開發(fā)出更為環(huán)保的材料和設(shè)計(jì)方案。

總結(jié)

LM723 是一款經(jīng)典的高精度可調(diào)電壓穩(wěn)壓器，具備優(yōu)良的電壓調(diào)節(jié)能力、靈活的設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。無論是在工業(yè)設(shè)備、家用電器，還是科研實(shí)驗(yàn)中，LM723 都憑借其穩(wěn)定性和精度，成為電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域中不可或缺的重要元件。

總之，LM723 的設(shè)計(jì)理念和應(yīng)用場(chǎng)景將不斷拓展，以滿足未來電子行業(yè)日益增長(zhǎng)的需求。