Значения резисторов для использования с LM317

Я знаю, что отношение R1 к R2 определяет выходное напряжение LM317. Например, R1 = 200, R2 = 330 Ом будет производить около 3,3 В. У меня вопрос, что если я использую 2K и 3,3K для R1 и R2? Каково влияние увеличения значений резисторов при сохранении соотношения?

Выходное напряжение определяется не отношением R1 к R2. Это дается следующим уравнением:

$V_{OUT} = 1.25 \left(1+\frac{R_1}{R_2}\right) + I_{ADJ}R_2$

Для обычных целей $I_{ADJ}R_2$ Термин может быть отброшен, потому что $I_{ADJ}$ имеет порядок $100\mbox{ }{\mu}A$,

Вы умножили свои резисторы на 10, поэтому этот коэффициент погрешности также будет умножен на 10, с 33 мВ до 330 мВ или 0,33 В.

Несколько человек правильно отметили, что на выходное напряжение LM317 влияет ток Iadj, который течет в R2 (см. Пример схемы ниже).

Для Iadj потенциально важны два фактора: его абсолютные значения типичны 50 мкА, максимум 100 мкА, и его изменение в диапазоне нагрузки типично 0,2 мкА, максимум 5 мкА. Как отметили другие, R2 должен быть достаточно маленьким, чтобы падение напряжения Iadj в R2 можно было игнорировать или его необходимо учитывать. Если R2 большой, то изменение Iadj через R2 под нагрузкой может быть значительным. Например, если Iadj изменился на максимальное значение 5 мкА на нагрузку и если R2 был 100k ( намного больше, чем обычно), то изменение Vout будет V = IR = 5 мкА.100 к = 0,5 вольт! Даже 20 КБ могут вызвать изменение на 0,1 Вольт, что может быть проблемой в некоторых случаях. (Если бы это было так, вы, вероятно, не должны использовать простой 3-контактный регулятор, но это уже другая история).

Менее тонкий вопрос: есть второй, менее тонкий, но иногда упускаемый из виду фактор. Внутренняя электроника LM317 «управляется» напряжением пропадания на регуляторе, и минимальный ток ДОЛЖЕН протекать через регулятор для достижения регулирования.

В техническом описании LM317 указывается максимальный ток 10 мА, в качестве минимального тока нагрузки - 3,5 мА (на странице 4 справочной таблицы). (Максимальный минимум - это хорошая концепция :-)). «Правильная» конструкция требует учета наихудшего случая 10 мА. Если внешняя нагрузка всегда составляет 10 мА или более, тогда все в порядке. Однако если ток внешней нагрузки может упасть ниже 10 мА, тогда проект долженобеспечить нагрузку для обеспечения этого 10 мА. В худшем случае, без нагрузки, R1 обеспечивает удобный способ подачи 10 мА, а также приятный «жесткий» делитель. R1 всегда будет иметь напряжение 1,25 В при нормальной работе. Использование R1 = 240 Ом, как показано в примере таблицы данных, дает I = V / R = 1,25 / 240 = 5,2 мА, что превышает требуемую минимальную нагрузку 3,5 мА, но меньше минимальной требуемой нагрузки 10 мА в худшем случае. Если внешняя нагрузка может быть нулевой, тогда вам нужно не более R = V / I = 1,25 В / 10 мА = 125 Ом для R1, если вы получаете минимальный ток нагрузки. SO 240-омный резистор, показанный для R1, не будет соответствовать наихудшему случаю минимальной нагрузки LM317 . Либо следует использовать более низкое значение R1, либо всегда должна присутствовать минимальная внешняя нагрузка, подходящая для доведения общего значения до 10 мА.

With R1 set, R2 can now be dimensioned to achieve the desired output voltage. With 10 mA flowing in R1 + R2, Iadj is insignificantly small in all except critical cases.

При «проектировании» схемы (а не просто «заставлении ее работать») важно, чтобы использовались параметры наихудшего случая. То, что представляет собой «наихудший» параметр, будет зависеть от параметра, и в некоторых случаях вам, возможно, придется использовать минимум. значение параметра для одного расчетного расчета и максимальное значение этого же параметра для другого расчета.

Вопросы эффективности:

«Для интереса» - минимальное напряжение отключения LM317 составляет примерно от 1,5 до 2 В для большинства условий, которые обычно применяются. (25 ° C, от 20 мА до 1 А.) Падение напряжения может составлять всего 1 В при 20 мА при 150 ° С (!!!) и 2,5 В при 1,5 А при -50 ° С или + 150 ° С (!). 2V - это значение по шкале Саифа для отсева для расчетов объема. Наихудший случай для вашего дизайна должен быть установлен при выполнении окончательного дизайна.

При, скажем, 5V out, тогда эффективность = <= Vout / Vin = 5 / (5 + 2) = ~ 71%.

При очень малых токах минимальный ток нагрузки 10 мА может быть значительным. например, при выходной эффективности 1 мА = 1ma_load / 10_ x 71% = мА_мин = 7,1%! :-) :-(.

При 5 мА выход его 5/10 х 71% = ~ 35%.

Максимальная эффективность возрастает до 70% при увеличении нагрузки.

НО все вышесказанное - это то, что происходит, когда регулятор находится как раз в точке «отсева». Если Vin более чем на 2 В выше Vout, регуляторы должны сбросить избыточное напряжение. Поэтому эффективность должна быть ниже максимально возможной в большинстве случаев.

Другие уже указали на уравнение

$V_{OUT} = 1.25V \left(1+\dfrac{R_1}{R_2}\right) + I_{ADJ}R_2$

который также можно найти в таблице данных . Перестановка для$R_1$ дает нам

$R_1 = R_2 \left( \dfrac{V_{OUT} - I_{ADJ} R_2}{1.25V} - 1\right)$

If $V_{OUT}$ is in the order of volts (most likely) and $R_2$ is in the hundreds of $\Omega$ the term $I_{ADJ} R_2 << V_{OUT}$ and can be ignored, since $I_{ADJ}$ is maximum 100$\mu$A. We get a simplified equation then:

$R_1 = R_2 \left( \dfrac{V_{OUT}}{1.25V} - 1\right)$

For example for $V_{OUT}$ = 5V and $R_2$ = 100$\Omega$ the first equation gives us a value of 299.2$\Omega$, while the second gives us 300$\Omega$, an error of only 0.3%.
On the other hand, if you would pick 10k$\Omega$ for $R_2$ you would get values of 22k$\Omega$ and 30k$\Omega$ resp. for $R_1$. Using the 30k$\Omega$ would result in 6V out instead of 5V, an error of 20%!

There's another good reason to pick low values for $R_1$ and $R_2$. The datasheet mentions a minimum load of 3.5mA typical, 10mA maximum. It's better to choose 10mA, not only because you always have to calculate for worst case, but also because the 10mA is given as a minimum condition for the other parameters.
For 5V out you'll want $R_1$ + $R_2$ < 500$\Omega$ then.

Вы также должны принять во внимание Iadj, который составляет около 100uA. Поскольку это всегда остается постоянным, но I - R1 изменяется в зависимости от его сопротивления, вам нужно убедиться, что 100 мкА не является большой частью тока программы.

Таким образом, чем выше у вас R1, тем больше «ошибок» будет вызывать Iadj, так как он начинает становиться значительной частью общего тока.

С вашим примером:

(1,25 * (1 + (330/200))) + (100e-6 * 330) = 3,3455 В

С резистором х10:

(1,25 * (1 + (3300/2000))) + (100e-6 * 3300) = 3,6425 В