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Calculateur de résistances LM317

Calculez la valeur de la résistance R2 pour la tension de sortie réglable du régulateur de tension LM317/LM338, avec la Vout réelle et la dissipation de puissance de la résistance.

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Formule

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

Référence: Texas Instruments LM317 Datasheet (SNVS774)

Vref— Tension de référence LM317 (1,25 V) (V)
R1— Sortie vers résistance ADJ (Ω)
R2— Résistance ADJ à GND (Ω)
Iadj— Courant de broche ADJ (A)

Comment ça marche

Le calculateur de résistance LM317 calcule R1 et R2 pour une tension de sortie réglable, ce qui est essentiel pour les alimentations de table, les chargeurs de batteries et les prototypes de régulateurs de tension. Les concepteurs d'alimentations, les amateurs et les ingénieurs de test utilisent le LM317 pour sa simplicité et sa large plage de tensions (1,25 V à 37 V). Selon la fiche technique de Texas Instruments (SLVS044) et l'enregistrement JEDEC du LM317, le régulateur maintient une référence de 1,25 V entre la sortie et les broches de réglage : Vout = 1,25 V × (1 + R2/R1) + Iadj × R2, où Iadj = 50-100 μA (généralement 50 μA). La conception thermique suit les normes JEDEC JESD51 pour la caractérisation thermique des circuits intégrés. La méthodologie de conception est détaillée dans Erickson & Maksimovic « Fundamentals of Power Electronics » (3e éd.) Chapitre 6 comme exemple d'analyse linéaire des régulateurs. La conception standard utilise R1 = 240 Ω (recommandation TI) avec R2 calculé pour la sortie souhaitée. La régulation de charge est de 0,1 % /A ; la régulation de ligne est de 0,01 % /V. La tension de chute est de 2 à 3 V selon le courant de charge, ce qui nécessite Vin > Vout + 3 V pour une régulation correcte.

Exemple Résolu

Régulateur design LM317 pour une sortie de 5 V jusqu'à 1 A. En utilisant la norme R1 = 240 Ω : Vout = 1,25 V × (1 + R2/240). Résolvez pour R2 : 5 V = 1,25 V × (1 + R2/240), R2/240 = 3, R2 = 720 Ω. Sélectionnez 750 Ω (série E24) : Vout = 1,25 V × (1 + 750/240) = 5,16 V (3,2 % haut). Pour une tension exacte de 5,00 V, utilisez R2 = 720 Ω (série E96) ou un potentiomètre 680 Ω + 47 Ω. Dissipation de puissance à Vin = 12 V, Iout = 1A : Pd = (12 V - 5 V) × 1A = 7 W — nécessite un dissipateur thermique. TO-220 θJA = 50 °C/W ; à 7 W, Tj s'élève à 350 °C au-dessus de la température ambiante sans dissipateur thermique. Ajoutez un dissipateur thermique avec θSA < 5 °C/W pour maintenir Tj < 125 °C conformément aux directives thermiques JEDEC.

Conseils Pratiques

  • ✓Utilisez des résistances de 1 % pour une précision de sortie de ± 1 %. La référence de 1,25 V a une tolérance de ± 4 %, ce qui aggrave l'erreur de rapport de résistance
  • ✓Ajoutez des diodes de protection 1N4002 : cathode à l'entrée pour la protection contre les courts-circuits en entrée, cathode à la sortie avec anode pour régler la protection contre les courts-circuits en sortie, conformément à la fiche technique TI
  • ✓Pour limiter le courant, ajoutez une résistance de 0,7 V/I_limit entre la sortie et la broche de réglage — à I_limit = 1A, utilisez 0,7 Ω (ou utilisez la limite de courant LM317 qui s'active à 1,5 A)

Erreurs Fréquentes

  • ✗Oubliez le condensateur d'entrée : le LM317 peut osciller sans céramique de 0,1 μF sur la broche d'entrée ; placez le condensateur à moins de 1 cm du régulateur conformément à la note d'application TI SNVA558
  • ✗Ignorer la tension de chute : le LM317 nécessite Vin > Vout + 2-3 V ; pour une sortie de 5 V, l'entrée minimale est de 7 à 8 V. Les alternatives LDO (LM1117) ont une sortie de 1,2 V
  • ✗Condensateur de sortie omis : tout en étant stable sans condensateur, le condensateur de sortie de 10 μF améliore la réponse transitoire de 10 ms à 100 μs de temps de stabilisation

Foire Aux Questions

1,25 V (minimum, R2 = 0) à 37 V (maximum, limité par le package). Plage de tension d'entrée : 3 V à 40 V. Différentiel entrée-sortie : minimum 2-3 V (coupure), maximum 40 V. Pour les tensions inférieures à 1,25 V, utilisez le LM317L (même fonction, courant inférieur) ou un LDO basse tension dédié.
Oui pour le LM350 (version 3A) et le LM338 (version 5A) — même référence 1,25 V et même formule. Pour LM1117 (LDO) : Vout = Vref × (1 + R2/R1) avec Vref = 1,25 V. Pour le TL431 : Vout = 2,5 V × (1 + R1/R2) — notez une tension de référence et une position de résistance différentes.
240 Ω fournissent un équilibre optimal : suffisamment faible pour atténuer l'erreur Iadj (terme 50 μA × R2), suffisamment élevé pour minimiser le courant de repos (1,25 V/240 Ω = 5,2 mA). Un R1 inférieur améliore la précision mais gaspille de l'énergie ; un R1 élevé augmente la sensibilité à la variation Iadj. Gamme : 120 Ω à 1 kΩ acceptable.
Efficacité = Vout/Vin × (1 - Quiescent/ILad). Pour 12 V à 5 V à 1 A : η = 5/12 × (1 - 0,005) ≈ 41,5 %. Pour une meilleure efficacité, utilisez des régulateurs de commutation : le TPS563200 atteint 92 % au même taux de conversion. Le LM317 convient aux applications à faible consommation (<2 W) où la simplicité l'emporte sur l'efficacité.

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