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General

LM317 Widerstandsrechner

Berechnen Sie den R2-Widerstandswert für die einstellbare Ausgangsspannung des Spannungsreglers LM317/LM338 mit dem tatsächlichen Vout und der Verlustleistung des Widerstands.

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Formel

R2=Vout−VrefVref/R1+IadjR_2 = \frac{V_{out}-V_{ref}}{V_{ref}/R_1 + I_{adj}}

Referenz: Texas Instruments LM317 Datasheet (SNVS774)

Vref— LM317 Referenzspannung (1,25 V) (V)
R1— Ausgang zum ADJ-Widerstand (Ω)
R2— ADJ auf GND-Widerstand (Ω)
Iadj— ADJ-Pinstrom (A)

Wie es funktioniert

Der Widerstandsrechner LM317 berechnet R1 und R2 für eine einstellbare Ausgangsspannung — unverzichtbar für Labornetzteile, Batterieladegeräte und Prototyp-Spannungsregler. Netzteildesigner, Bastler und Testingenieure verwenden den LM317 aufgrund seiner Einfachheit und seines breiten Spannungsbereichs (1,25 V bis 37 V). Gemäß dem Datenblatt von Texas Instruments (SLVS044) und der LM317-JEDEC-Registrierung behält der Regler die 1,25-V-Referenz zwischen den Ausgangs- und Einstellstiften bei: Vout = 1,25 V × (1 + R2/R1) + Iadj × R2, wobei Iadj = 50-100 μA (normalerweise 50 μA). Das thermische Design entspricht den JEDEC JESD51-Standards für die thermische Charakterisierung von ICs. Die Entwurfsmethodik ist in Erickson & Maksimovic „Fundamentals of Power Electronics“ (3. Aufl.) detailliert beschrieben Kapitel 6 als Beispiel für eine lineare Regleranalyse. Das Standarddesign verwendet R1 = 240 Ω (TI-Empfehlung), wobei R2 für die gewünschte Leistung berechnet wird. Die Lastregulierung beträgt 0,1% /A; die Netzregulierung beträgt 0,01% /V. Die Ausfallspannung beträgt je nach Laststrom 2—3 V. Für eine korrekte Regelung ist Vin > Vout +3 V erforderlich.

Bearbeitetes Beispiel

Design LM317-Regler für 5 V Ausgangsleistung bei bis zu 1 A. Bei Verwendung des Standards R1 = 240 Ω: Vout = 1,25 V × (1 + R2/240). Löse nach R2:5 V = 1,25 V × (1 + R2/240), R2/240 = 3, R2 = 720 Ω. Wählen Sie 750 Ω (Serie E24): Vout = 1,25 V × (1 + 750/240) = 5,1V (3,2% hoch). Für exakte 5,00 V verwenden Sie R2 = 720 Ω (Serie E96) oder 680 Ω + 47 Ω einen Trimmtopf. Verlustleistung bei Vin = 12 V, Iout = 1A: Pd = (12 V — 5 V) × 1A = 7 W — Kühlkörper erforderlich. TO-220 μJA = 50 °C/W; bei 7 W liegt Tj um 350 °C über der Umgebungstemperatur ohne Kühlkörper. Fügen Sie einen Kühlkörper mit μSA < 5 °C/W hinzu, damit Tj gemäß den JEDEC-Temperaturrichtlinien unter 125 °C bleibt.

Praktische Tipps

  • ✓Verwenden Sie Widerstände von 1% für eine Ausgangsgenauigkeit von ± 1% — die 1,25-V-Referenz hat eine Toleranz von ± 4%, was zu einem Fehler im Widerstandsverhältnis beiträgt
  • ✓Fügen Sie 1N4002-Schutzdioden hinzu: Kathode am Eingang für Kurzschlussschutz am Eingang, Kathode am Ausgang mit Anode zur Anpassung des Ausgangskurzschutzes gemäß TI-Datenblatt
  • ✓Fügen Sie zur Strombegrenzung einen Widerstand von 0,7 V/i_LIMIT zwischen Ausgang und Einstellpin hinzu — bei I_Limit = 1A verwenden Sie 0,7 Ω (oder verwenden Sie die LM317-Strombegrenzung, die bei 1,5 A aktiviert wird)

Häufige Fehler

  • ✗Eingangskondensator vergessen — LM317 kann ohne 0,1μF-Keramik am Eingangspin oszillieren. Platzieren Sie den Kondensator gemäß TI-Anwendungshinweis SNVA558 in einem Abstand von 1 cm vom Regler
  • ✗Die Ausfallspannung wird ignoriert — der LM317 benötigt Vin > Vout + 2-3 V; für einen 5-V-Ausgang beträgt der Mindesteingang 7-8 V. LDO-Alternativen (LM1117) haben einen Ausfall von 1,2 V
  • ✗Weglassen des Ausgangskondensators — obwohl er ohne Stabilität stabil ist, verbessert der 10-μF-Ausgangskondensator das Einschwingverhalten von 10 ms auf 100 μs, Einschwingzeit

Häufig gestellte Fragen

1,25 V (mindestens, R2 = 0) bis 37 V (maximal, je nach Paket begrenzt). Eingangsspannungsbereich: 3 V bis 40 V. Eingangs-Ausgangsdifferenz: mindestens 2-3 V (Dropout), maximal 40 V. Verwenden Sie für Spannungen unter 1,25 V den LM317L (gleiche Funktion, niedrigerer Strom) oder einen speziellen Niederspannungs-LDO.
Ja für LM350 (3A-Version) und LM338 (5A-Version) — gleiche 1,25-V-Referenz und Formel. Für LM1117 (LDO): Vout = Vref × (1 + R2/R1) mit Vref = 1,25 V. Für TL431: Vout = 2,5 V × (1 + R1/R2) — beachten Sie die unterschiedliche Referenzspannung und Widerstandsposition.
240 Ω sorgen für ein optimales Gleichgewicht: niedrig genug, um den Iadj-Fehler zu überdecken (50 μA × R2 Term), hoch genug, um den Ruhestrom zu minimieren (1,25 V/240 Ω = 5,2 mA). Ein niedrigerer R1 verbessert die Genauigkeit, verschwendet jedoch Energie; ein höherer R1 erhöht die Empfindlichkeit gegenüber Iadj-Schwankungen. Bereich: 120 Ω bis 1 kΩ akzeptabel.
Effizienz = Vout/Vin × (1 — Ruhe/ILoad). Für 12 V bis 5 V bei 1 A: ω = 5/12 × (1 - 0,005) ≈ 41,5%. Verwenden Sie für eine bessere Effizienz Schaltregler: Der TPS563200 erreicht 92% bei gleichem Umrechnungsverhältnis. Der LM317 eignet sich für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch (<2 W), bei denen Einfachheit die Effizienz überwiegt.

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