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相信在許多的電路中,大家都已常見它的蹤影,LM317 (3-Terminal Adjustable Regulator)也就是3端點可調整電壓的穩壓器,由於使用簡單,設定電壓方便,所以在許多的電路運用中都可以看到它。我們站上的也是這樣。現在只是把它的用途再拿來整理說明一下。

 

LM317最早為國際半導體設計生產,後來LT(線性技術科技公司)也生產了改良型的LT317,是改良型的,但一般應用應不會有差別,(差別為:線性調整率LT317.005%/VLM317.01%/V)。當然現在不只這兩家生產了,除了在各型號及封裝上不同、電流能力不同外,在運用上機乎是完全相容。

 

基本的特性如下:

l   工作時V(A-O) =1.25

l      工作電壓3<=V(I-O)<=40

l      out>=10mA

基本運用1:定電壓

通常LM317最常用為可調整電壓源之用,官方資料就有標準用法如下:

或是:

其輸出當成電壓源時,公式就是:

Vout=1.25*((R2+R1)/R1) 1.25*(R1+(R2/R1))

工作電壓 V(I-O)>=3V

LM317的承受功率就是:P=V(I-O)*I

*.當它的P很大時,別忘了為它加個散熱片。

 

如果懶的計算,站上還有現的線上計算程式可以幫你計算電阻的值,用來計算精確電壓,運用在定電壓的電源供應上很方便:http://gc.digitw.com/Program/LM317-CALC/LM317-Calc.html

只要使用固定的精密電阻,連調整電壓都不用了,相信這已有很多人都很明瞭了! 站上很多的DIY分享也都時常運用LM317。所以LM317運用在電壓的供應上實在很方便。

站上以前也分享及收集了不少相關的文件:

LM317穩壓電路板: http://gc.digitw.com/new_page_16.htm

LM317&LM337穩壓電路: http://gc.digitw.com/Circuit/LM317andLM337-PWIC.pdf

多了保護裝置的LM317T可調穩壓電源: http://gc.digitw.com/Circuit/LM317-PROTEC.pdf

 

基本運用2:定電流

LM317除了能當電壓源外,還是好用的定電流裝置,這是data sheet中提供的電路...

其電流公式:

Iout=1.25/R1

要注意的是電阻R1的功率(W)

如果你需要輸出的電流較大就要用較大w數的電阻,例如輸出電流為1A

P(R1)=VI=1.25*I=1.25*1=1.25W

所以R1就要挑1.25W以上

 

那限流電路又要運用在何處呢?

 

運用1 - LED限流電路:

有人會問,不是加限流電阻就好了嗎,為何還要用限流電路? 基本上沒錯,以一般最常見的白光LED來說,只要知道它的工作電壓及電流,就可以算出其應串聯的電阻為多少,例如:一般常用的白光LED的規格如下:

切入電壓(Forward Voltage)

3~3.8V(3.2V最佳)

順向電流(Forward Current)

20mA~35mA

那我們來算如果使用12V來當電源,那要如何來接呢?

以每個LED3.2V的工作電壓來算,我們可以串聯3個,所以工作電壓成為3.2V*3=9.6V

由於是串聯,所以工作電流一樣,我們以30mA來算。

那串聯的限流電阻要用多少呢?

如上圖來看我們設定3個串聯LED上的壓降為9.6V,所以R上的壓降為12V-9.6V=2.4V

為了使R流過30mA(0.03A)的電流來共應LED 電源,以電流公式:

I=V/R 來看

I=0.03A

V=2.4V

所以 R=V/I= 2.4V/0.03A=80(歐姆)

懶得算的人也可以用站上的線上計算,答案會是一樣的。

LED串聯電阻值計算: http://gc.digitw.com/Program/Resistor4LED/Resistor4LED.htm

所以我們可以找一個相近的電阻來用,比如82歐姆。

由於流經電阻的電流只有0.03A,他的功率只耗掉0.03*2.4V=0.072W而已,所以電阻的W數就不太重要了。

以上是指電源電壓在完全穩定的情形下,流經LED的電流可以跟我們計算的值相近,可是實際使用上,如果我們的電源電壓不穩定,比如用在機車上,電池在充飽電時可能到13.5V,且在發動時,車上的發電機還會為電池充電,電壓一定又更高,且會因引擎轉速而電壓乎高乎低,如果我們把做好的LED用到車上,電流就有可能乎上乎下,非常不穩定,這樣LED的壽命難免縮短了!所以這時限電流就好用了,電壓只要高過LED的工作電壓,它的電流會維持你設定的電流,不會超過,如果電壓小於工作電壓,其電流也只要減小,所以就沒有燒壞LED的顧慮了。如何運用呢?

我們還是以實例來做說明:

我們這次用多顆的LED來做說明:

先預設使用18LED,接成這樣的陣列:

每串(3LED)要耗30mA的電流,共有6串,所以會耗掉180mA的總電流。R是為了使各串LED多一次保護用的我們設定使用10歐姆,所以在R上會有10*0.03A=0.3V的壓降,所以上圖應使用的電壓應為9.6+0.3=9.9V,以一般鉛酸電池的電壓約為13.5V,比我們要用的電壓還高13.5V-9.9V=3.6V,以經滿足了LM317 ,Vout-Vin>3V的規範了。

所以上圖的總電流為180mA(0.18A),我們先確定下來了,所以要使用LM317來限流,我們就來算算要如何的配置:

配合LM317的限流電路,圖會成為:

我們就依照先前提過的限流公式來計算:

Iout=1.25/R1

0.18A=1.25/R1  所以 R1=1.25V/0.18A=6.95歐姆

電阻功率=1.25V*0.18A = 0.225W 所以只要選用1/4W以上的電阻就可以了,看精密電阻可不可以找到一樣或相近的值,如果找不到剛好的阻值,大家也可以自行以串聯或並聯的方式來取得電阻。

相信經過以上的解說, 大家應可以自行運用來做LED照明了!

 

運用2 – 鋰電池充電器:

這個例子, 運用了LM317限流及定電壓的用法,把兩個功能串在一起成了:

U1U2同是LM317U1負責的是限電流的工作,U2是負責定電壓的工作,一般來說,鋰電池以一個CELL的來說,通常它會標明為3.7V/xxx mA,但通常鋰電池或鋰聚合物電池可以充飽到4.2V,充電時的電流我通常設定會少於它容量的一半。

如果我們的電池容量在1000mA左右,我假設以1/4左右的電流來充電,以上圖來說U1我們設定R14.4歐姆時,它的電流為266mA,差不多可以。如果只用限電流來充電,可以嗎? 最大的問題是,電池充飽後,它不會停止充電,電壓到了4.2V以上, 還是在充電,那電池可能因過充而發燙、爆炸,所以我們在限流電路之後加一個定電壓電路,以1 CELL的鋰電來說,我們設為4.2V,所以上圖在調整時,先不接電池,用電壓表量輸出電壓,調整R3那顆VR,讓電壓表指數為4.2V就可以了。鋰電池在充電至4.2V時因為與LM317的電壓相同,逹成平衡,電流就不會再充進電池了。

  

運用3-LM317電流擴充:

一般來說標準的LM317的輸出電流可到1.5A,但如果你需要更大的電流,那要如何加大LM317的電流能力呢? 以下是一個在網路上找到的圖大家也可以參考看看。

實做:

由於LM317LED的運用上很方便,剛好又有零件商贊助了一些LM317M (ON產品/500mA/ DPAK封裝),那我也來提供LM317M用於LED限流運用上的PCB LAYOUT,為了方便使用我把PCB LAUOYT成只有2個端子,一進一出,電路板及零件配置圖如下:

      

電路板底片pdf檔下載:KITs\USEFUL_LM317\lm317-cl-BL.pdf

以我們先前說過的18LED為例子,R1就焊上6.95歐姆左右的電阻,LM317M

由於是SMD型式,要焊在電路板下面。

完成後的接線方法如下圖:

LM317M是由露天拍賣網上的[網路電料店]店主贊助,約有200多顆,這次提供免費索取,每人以2顆為限,需要的人請先至討論區登記,送完為止。

索取--->http://gcbbs.digitw.com/phpbb2/viewtopic.php?f=14&t=1881 (己送完)

 

 

03/11/2009 By George Liao.

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