LM317的調壓原理與應用

ID:1156592 · 發表于 2025-7-15 22:05

實際上關于LM317的調壓原理的資料，網上一搜一大把。這篇博客的初衷是筆者想用自己理解的方式，結合電路分析與實際操作，使得大家易懂。

內部功能框圖

LM317內置的運算放大器在調整終端有1.25伏的偏移輸入，該輸入由反向二極管提供，最終輸出易得的電壓或電流（只有在圖示的Output和Adj.之間連接負載才能產生電流，否則只有VREFV_{REF}V
REF

），經本人實際測量，VREFV_{REF}V
REF

為恒定的1.25V，不隨輸入端電壓改變。

典型應用電路

從圖中的電路中可以看出，LM317的輸出電壓（也就是穩壓電源的輸出電壓）VOV_OV
O

為兩個電壓之和。即A、B兩點間的電壓UABU_{AB}U
AB

與加在R2上的電壓

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

=U
R2

=I
R2

∗R2，

而IR2I_{R2}I
R2

是兩路電流之和：一路是經R1流向R2的電流IR1I_{R1}I
R1

，其大小為UR1R1\frac{U_{R1}}{R1}
R1
U
R1

。因為是由內部的參考源直接加在負載電阻R1上，所以

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

=V
REF

，

VREFV_{REF}V
REF

是個固定電壓1.25V，R1是一個固定電阻，為了便于計算，改為1KΩ1KΩ1KΩ，

此時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調整電流端（圖1的IadjI_{adj}I
adj

）輸出的電流IAdjI_{Adj}I
Adj

，由于型號不同（例如LM317T、LM317HVH、LM317LD等），生產廠家不同，其IAdjI_{Adj}I
Adj

的值各不相同。

但總的來說IAdjI_{Adj}I
Adj

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

的基本值是一個恒定的值。
這樣，我們就能確定，VREFV_{REF}V
REF

、R1R1R1、IR1I_{R1}I
R1

和IAdjI_{Adj}I
Adj

均為定值，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，

最終得到公式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。

所以只需要調整R2R2R2電阻的阻值大小便可以的到精確地可調輸出直流電壓。

實物演示
筆者按照典型電路，焊接了一個LM317實物圖

為了保證精度，采用數字電壓源作為輸入，輸入電壓為24.00V，輸出為9.00V。

測得R2電阻為5.90KΩ5.90KΩ5.90KΩ，如下圖所示：

代入公式計算，若想得到9V的直流輸出，R2理論值為
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內，工作正常。
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LM317的調壓原理與應用