Перейти к содержанию

LM317 и LM337 — регулируемые линейные стабилизаторы

LM317 и отрицательный LM337 — регулируемые трёхвыводные стабилизаторы на 1,5 А, из которых собирают лабораторные и двухполярные блоки питания. Схема включения у них похожа, но LM337 требует выходного конденсатора, а выводы в TO-220 расположены иначе. Разбираем по даташитам TI и onsemi, что гарантировано и где подвохи.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

LM317 — регулируемый стабилизатор положительного напряжения от 1,25 до 37 В с током до 1,5 А, LM337 — его отрицательная пара на −1,2…−37 В. Между выходом и выводом ADJ каждый поддерживает опорное напряжение 1,25 В, а двумя резисторами задаётся выходное: Uвых = 1,25 · (1 + R2/R1) + IADJ · R2. Подобрать резисторы и проверить мощность поможет калькулятор LM317, а здесь — то, что в даташитах гарантировано, и чем пара отличается.

Выводы

LM317 в корпусе TO-220, вид спереди: 1 ADJ, 2 выход, 3 вход, фланец соединён с выходомTO-220, вид спередиLM3171ADJ2OUT3INфланец — OUT
LM317 в корпусе TO-220, вид спереди: 1 — ADJ, 2 — выход, 3 — вход; фланец — выход
LM337 в корпусе TO-220, вид спереди: 1 ADJ, 2 вход, 3 выход, фланец соединён со входомTO-220, вид спередиLM3371ADJ2IN3OUTфланец — IN
LM337 в корпусе TO-220, вид спереди: 1 — ADJ, 2 — вход, 3 — выход; фланец — вход

У обеих микросхем фланец соединён с выводом 2, но у LM317 это выход, а у LM337 — вход. Поэтому на общий радиатор их ставят только через изолирующие прокладки. Выводы в D²PAK, SOT-223 и других корпусах — на странице «Распиновка стабилизаторов».

Параметры

Условия по даташитам: перепад вход–выход 5 В, ток нагрузки у TI LM317 — 10 мА, у onsemi LM317 и TI LM337 — 0,5 А; нестабильность по входу — при 25 °C:

ПараметрLM317 (TI)LM317 (onsemi)LM337 (TI)
Выходное напряжение1,25–37 В1,2–37 В−1,2…−37 В
Опорное напряжение во всём диапазоне1,2–1,3 В1,2–1,3 В−1,2…−1,3 В
Ток вывода ADJ50 мкА, до 100 мкА50 мкА, до 100 мкА65 мкА, до 100 мкА
Перепад вход–выход3–40 В3–40 В2,5–37 В
Минимальный ток нагрузки при перепаде 40 В3,5 мА, до 10 мА3,5 мА, до 10 мА2,5 мА, до 10 мА
Ограничение тока при перепаде до 15 В1,5–2,2 А1,5–2,2 А1,5–2,2 А
Ограничение тока при перепаде 40 В0,15–0,4 А0,15–0,4 А0,15–0,4 А
Нестабильность по входу0,01 %/В, до 0,04 %/В0,01 %/В, до 0,04 %/В0,01 %/В, до 0,04 %/В
Подавление пульсаций 120 Гц, выход 10 В57 дБ (старый кристалл), 65 дБ (новый)65 дБ60 дБ
То же с CADJ = 10 мкФ62–64 дБ (старый), 66–80 дБ (новый)66–80 дБ66–77 дБ
Температура кристалла0…125 °C0…125 °C (LM317T)0…125 °C

Ток через стабилизатор при большом перепаде резко ограничивается: при 40 В между входом и выходом гарантировано лишь 0,15 А. Это не дефект, а защита выходного транзистора — полные 1,5 А доступны при перепаде до 15 В.

Исполнения

У TI LM317 выпускается в двух вариантах кристалла: старый (legacy) в TO-220 и новый в SOT-223 и TO-263; у нового выше подавление пульсаций — до 80 дБ типично с конденсатором на ADJ против 64 дБ у старого. В таблице сравнения TI приводит и родственные микросхемы:

МикросхемаТокВходОсобенность
LM3171,5 А4,25–40 Вбазовая
LM317A1,5 А4,25–40 Вточность по нагрузке 1 %, −40…125 °C
LM317HV1,5 А4,25–60 Ввысоковольтная
LM317M0,5 А3,75–40 ВSOT-223, TO-252
LM317L0,1 А3,75–40 ВSOT-23; у LM317L-N (вход 4,25–40 В) — SO-8 и TO-92

У onsemi LM317T рассчитан на кристалл от 0 °C, LM317BT — от −40 °C, а NCV317 — от −55 до +150 °C и квалифицирован по AEC-Q100.

Минимальный ток нагрузки

Вывод ADJ потребляет всего 50–100 мкА, а остальной собственный ток микросхемы уходит в выход. onsemi объясняет: если нагрузка меньше минимальной, выходное напряжение растёт. Гарантированный минимум — до 10 мА при перепаде 40 В у обеих микросхем.

Часть этого тока потребляет сам делитель: через R1 течёт 1,25 В / R1. С типовым R1 = 240 Ом это около 5,2 мА — больше типовых 3,5 мА, но меньше гарантированных 10 мА. Если нагрузка может отключаться, а перепад большой, R1 уменьшают до 120 Ом: тогда через делитель идёт около 10,4 мА. Для LM337 TI так и советует: R1 = 120 Ом, и около 10,42 мА через делитель покрывают минимальный рабочий ток.

Конденсаторы и диоды

ЭлементLM317LM337
Вход0,1 или 1 мкФ, если фильтр выпрямителя дальше 15 см1 мкФ тантал, если фильтр дальше 10 см
Выходне нужен для устойчивости, 1 мкФ улучшает реакцию на скачкиобязателен: 1 мкФ тантал или 10 мкФ алюминиевый
ADJ — общий10 мкФ по желанию, поднимает подавление пульсаций10 мкФ по желанию

Без конденсатора на ADJ пульсации входа на нём усиливаются вместе с выходным напряжением. По onsemi 10 мкФ добавляют около 15 дБ подавления при 120 Гц на выходе 10 В. onsemi же отмечает: LM317 устойчив и без выходного конденсатора, но некоторые ёмкости нагрузки вызывают звон, и 1 мкФ танталовый или 25 мкФ алюминиевый на выходе его гасит.

Когда стоят конденсаторы, им нужен путь разряда в обход микросхемы. onsemi рекомендует защитные диоды при выходе выше 25 В или при CO больше 25 мкФ и CAdj больше 10 мкФ:

  • D1 от выхода ко входу — разряжает CO, если вход замкнут на общий провод;
  • D2 от ADJ к выходу — разряжает CAdj при замыкании выхода.

В схемах TI и onsemi это диоды 1N4002. Ещё один совет onsemi для точности: R1 ставят прямо у микросхемы, иначе падение на проводах добавится к опорному напряжению, а нижний конец R2 можно вернуть к общему проводу у нагрузки.

Нагрев и радиатор

Линейный стабилизатор рассеивает всю разницу: P = (Uвх − Uвых) · I. Например, 9 В от 15 В при токе 1 А — это 6 Вт. По onsemi у TO-220 тепловое сопротивление кристалл–воздух без радиатора — 65 °C/Вт, кристалл–корпус — 5 °C/Вт. Чтобы при 40 °C в корпусе прибора кристалл не превысил 125 °C, сумма тепловых сопротивлений должна быть не больше (125 − 40) / 6 ≈ 14 °C/Вт, а на прокладку и радиатор остаётся около 9 °C/Вт — это уже крупный радиатор. Подобрать его поможет калькулятор радиатора. При перегреве срабатывает тепловая защита — по onsemi около 180 °C, но работать на ней нельзя.

Поскольку стабилизатор плавающий, ему важен только перепад между входом и выходом, а не напряжение относительно земли, — onsemi прямо называет это свойство. Для двухполярного питания операционных усилителей ставят LM317 и LM337. Если разница напряжений велика, выгоднее импульсный LM2596, а фиксированные напряжения дают 7805 и 7905. Другие стабилизаторы — в разделе «Стабилизаторы напряжения».

Частые вопросы

Чем LM337 отличается от LM317?

LM337 — отрицательный стабилизатор: выход от −1,2 до −37 В. По даташиту TI ему обязателен выходной конденсатор — 1 мкФ танталовый или 10 мкФ алюминиевый, — а LM317 устойчив и без него. Выводы в TO-220 тоже другие: у LM317 1 — ADJ, 2 — выход, 3 — вход, у LM337 1 — ADJ, 2 — вход, 3 — выход, и фланец соединён с выводом 2.

Какой минимальный ток нагрузки у LM317?

По TI и onsemi — 3,5 мА типично и до 10 мА при перепаде вход–выход 40 В. Весь собственный ток микросхемы уходит в выход, и без нагрузки напряжение на нём растёт. Делитель с R1 = 240 Ом сам потребляет 1,25 / 240 ≈ 5,2 мА; для гарантии при любом перепаде R1 уменьшают до 120 Ом — около 10,4 мА, как в примере TI для LM337.

Зачем диоды в схеме LM317?

Чтобы конденсаторы не разряжались через микросхему. onsemi советует их при выходе выше 25 В или больших ёмкостях — CO больше 25 мкФ, CAdj больше 10 мкФ. Диод от выхода ко входу разряжает CO при замыкании входа, диод от ADJ к выходу — CAdj при замыкании выхода. В даташитах это 1N4002.

Как уменьшить пульсации на выходе LM317?

Поставить конденсатор 10 мкФ между ADJ и общим проводом. По onsemi подавление пульсаций при 120 Гц на выходе 10 В растёт с 65 до 80 дБ типично — примерно на 15 дБ. Без него пульсации на ADJ усиливаются вместе с выходным напряжением. С таким конденсатором ставят защитный диод от ADJ к выходу.

Источники

  1. Texas Instruments. LM317 3-Pin Adjustable Regulator (SLVS044Z, revised April 2025) — разд. 1 — 1,25–37 В, 1,5 А, подавление пульсаций 80 дБ при CADJ = 10 мкФ у нового кристалла; табл. 4 — исполнения LM317, LM317A, LM317HV, LM317M, LM317L; разд. 5 — выводы: 1 ADJUST, 2 и фланец OUTPUT, 3 INPUT; разд. 6.3 — перепад 3–40 В, ток 0,01–1,5 А, кристалл 0–125 °C; разд. 6.6 — опорное 1,2–1,3 В, ток ADJ 50 и до 100 мкА, минимальный ток нагрузки 3,5 и до 10 мА при перепаде 40 В, ограничение тока 1,5–2,2 А при перепаде до 15 В и 0,15–0,4 А при 40 В, подавление пульсаций; разд. 7.3.1 — рекомендуемый запас 3 В; разд. 7.4.3 — при токе ниже минимального выход растёт; разд. 8.2.1 — Ci 0,1 или 1 мкФ, CO не нужен для устойчивости, диоды D1 и D2 при CO и CADJ
  2. onsemi. LM317, NCV317: Voltage Regulator – Adjustable Output, Positive, 1.5 A (LM317/D, Rev. 18, September 2026) — TO-220 и D2PAK-3: фланец соединён с выводом 2; RθJA 65 и 70 °C/Вт, RθJC 5 °C/Вт; электрические характеристики при перепаде 5 В и токе 0,5 А; подавление пульсаций 65 дБ без CAdj и 66–80 дБ с CAdj = 10 мкФ; тепловая защита около 180 °C; исполнения LM317T (0…125 °C), LM317BT (−40…125 °C), NCV317 по AEC-Q100; разд. Applications Information — плавающий стабилизатор, R1 ближе к микросхеме, CAdj 10 мкФ даёт около 15 дБ при 120 Гц, CO 1 мкФ тантал или 25 мкФ алюминиевый против звона, защитные диоды при выходе выше 25 В или CO > 25 мкФ и CAdj > 10 мкФ
  3. Texas Instruments. LM237, LM337 3-Terminal Adjustable Regulators (SLVS047L, revised January 2015) — −1,2…−37 В, больше −1,5 А; выводы: 1 ADJUSTMENT, 2 INPUT, 3 OUTPUT; разд. 7.3 — перепад от −2,5 до −37 В, ток от 10 мА при перепаде до 40 В и от 6 мА при перепаде до 10 В, кристалл LM337 0–125 °C; разд. 7.5 — опорное −1,213…−1,287 В, ток ADJ 65 и до 100 мкА, минимальный ток 2,5 и до 10 мА, подавление пульсаций 60 дБ и 66–77 дБ с CADJ = 10 мкФ; разд. 9.2 — выходной конденсатор 1 мкФ тантал или 10 мкФ алюминиевый обязателен, R1 обычно 120 Ом (около 10,42 мА)

Нашли ошибку?

Смотрите также