LM317的调压原理与应用

ID:1156592 · 发表于 2025-7-15 22:05

实际上关于LM317的调压原理的资料，网上一搜一大把。这篇博客的初衷是笔者想用自己理解的方式，结合电路分析与实际操作，使得大家易懂。

内部功能框图

LM317内置的运算放大器在调整终端有1.25伏的偏移输入，该输入由反向二极管提供，最终输出易得的电压或电流（只有在图示的Output和Adj.之间连接负载才能产生电流，否则只有VREFV_{REF}V
REF

），经本人实际测量，VREFV_{REF}V
REF

为恒定的1.25V，不随输入端电压改变。

典型应用电路

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）VOV_OV
O

为两个电压之和。即A、B两点间的电压UABU_{AB}U
AB

与加在R2上的电压

UBC=UR2=IR2∗R2U_{BC}=U_{R2}=I_{R2}*R2U
BC

=U
R2

=I
R2

∗R2，

而IR2I_{R2}I
R2

是两路电流之和：一路是经R1流向R2的电流IR1I_{R1}I
R1

，其大小为UR1R1\frac{U_{R1}}{R1}
R1
U
R1

。因为是由内部的参考源直接加在负载电阻R1上，所以

UR1=VREFU_{R1}=V_{REF}U
R1

=V
REF

，

VREFV_{REF}V
REF

是个固定电压1.25V，R1是一个固定电阻，为了便于计算，改为1KΩ1KΩ1KΩ，

此时IR1=UR1R1=1.25V1KΩ=1.25mAI_{R1}=\frac{U_{R1}}{R1}=\frac{1.25V}{1KΩ}=1.25mAI
R1

=
R1
U
R1

=
1KΩ
1.25V

=1.25mA。

另一路是LM317调整电流端（图1的IadjI_{adj}I
adj

）输出的电流IAdjI_{Adj}I
Adj

，由于型号不同（例如LM317T、LM317HVH、LM317LD等），生产厂家不同，其IAdjI_{Adj}I
Adj

的值各不相同。

但总的来说IAdjI_{Adj}I
Adj

的典型值是50uA50uA50uA，最大值一般不超过100uA100uA100uA，而且在LM317稳定工作时，IAdjI_{Adj}I
Adj

的基本值是一个恒定的值。
这样，我们就能确定，VREFV_{REF}V
REF

、R1R1R1、IR1I_{R1}I
R1

和IAdjI_{Adj}I
Adj

均为定值，即可得到公式：

VO=UAB+UBC=VREF+(IR1+IAdj)∗R2V_O=U_{AB}+U_{BC}=V_{REF}+(I_{R1}+I_{Adj})*R2V
O

=U
AB

+U
BC

=V
REF

+(I
R1

+I
Adj

)∗R2
∵UAB=VREF=IR1∗R1U_{AB}=V_{REF}=I_{R1}*R1U
AB

=V
REF

=I
R1

∗R1，IR1=VREFR1I_{R1}=\frac{V_{REF}} {R1}I
R1

=
R1
V
REF

，
∴VO=VREF+VREFR1∗R2+IAdj∗R2V_O=V_{REF}+\frac{V_{REF}} {R1}*R2+I_{Adj}*R2V
O

=V
REF

+
R1
V
REF

∗R2+I
Adj

∗R2，

最终得到公式VO=VREF(1+R2R1)+IAdj∗R2V_O=V_{REF}(1+\frac{R2} {R1})+I_{Adj}*R2V
O

=V
REF

(1+
R1
R2

)+I
Adj

∗R2。

所以只需要调整R2R2R2电阻的阻值大小便可以的到精确地可调输出直流电压。

实物演示
笔者按照典型电路，焊接了一个LM317实物图

为了保证精度，采用数字电压源作为输入，输入电压为24.00V，输出为9.00V。

测得R2电阻为5.90KΩ5.90KΩ5.90KΩ，如下图所示：

代入公式计算，若想得到9V的直流输出，R2理论值为
9V=1.25V(1+5.9KΩ1KΩ)+IAdj∗5.9KΩ9V=1.25V(1+\frac{5.9KΩ} {1KΩ})+I_{Adj}*5.9KΩ9V=1.25V(1+
1KΩ
5.9KΩ

)+I
Adj

∗5.9KΩ。
IAdj=6.36∗10−5A=63.6uAI_{Adj}=6.36*10^{-5}A=63.6uAI
Adj

=6.36∗10
−5
A=63.6uA，在50~100uA内，工作正常。
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