
一、项目任务LM317 反馈电阻计算这段时间在着手一个微差压变送器的项目最近在整理小师父(叫小师父是因为带我的还有一个大师父哈哈交给我的BOM表其中降压电路中的R1和R2的阻值没有标出来小师父说希望我自己算一下OK啊于是我接受了这个挑战。1.1手册查阅与工具作为刚入行不久的硬件助理工程师小白我第一想法就是查阅数据手册这就不得不提嘉立创旗下的立创商城了。在这里面除了购买元器件、单片机之外你可以查阅或下载各种芯片手册封装信息等等。在立创商城成功找到了这款LM317K-TN3-R线性稳压器(LDO)的数据手册下面附上关键参数和应用电路。LM317K-TN3-R_LM317K-TN3-R采购信息-立创电子元器件商城 (szlcsc.com)从官方给出的四种典型应用电路中不难看出来我们使用的降压电路是第一种。很多数据手册都是英文的下面这个网址可以方便大家翻译理解。regulator是什么意思_regulator在线翻译_英语_读音_用法_例句_海词词典 (dict.cn)二、LM317 原理分析好了我们言归正传回到电路本身手册中已经给出了Vout的计算公式我们只需要把这个公式算明白R1和R2的大小就不难得出了。2.1 公式解析Vout1.25V*1R2/R1Iadj*R2这个式子中1.25V是基准电压数据手册中已给出。Iadj的大小也已标明图2TYP典型值50MAX最大值100注意单位是μA。所以Iadj*R2对我们整个公式的影响微乎其微可以先忽略。从电路图中我们可以看到Vout为12.5V此时我们可以得到R1和R2的比例关系R29R1。也就是说我们只需要得到其中一个电阻的值整个问题就将迎刃而解。2.2 R1 取值范围推导让我们继续回到电路图中R1处在OUT和ADJ引脚之间VrefVout-Vadj所以加在R1的电压就是参考电压1.25V。根据欧姆定律我们现在还缺流过R1的电流。由于没有具体的值了我们再回数据手册中找找还有没有别的有用的信息发现和电流有关的有个IL调压最小负载电流。R1也算其中一个负载所以我们可以用这个电流进行计算最小负载电流的范围在3.5~10mA代入RU/I,得到R1的取值范围在125Ω~357Ω。很多同学是不是以为到这里就结束了殊不知真正的“坑”才刚刚开始。三、工程选型踩坑我们得到的阻值是一个范围 准确来说是一个不太准确的范围为什么这么说呢我们需要理清一个参数就是我们刚刚计算用的最小负载电流IL。首先它是一个整体因为负载不止有R1后面还挂了一连串的负载。其次是它的范围为什么它不是一个准确的值因为受到不同工艺、温度等因素影响下电路正常工作所需要的电流不同。那在这个范围内取值是越大越好还是越小越好呢答案是越大越好因为这样能兼顾最坏情况即必须要10mA负载才能正常工作。所以我们这时候R1取125Ω就是最优解了吗大错特错。3.1 避坑125Ω 的隐藏前提R1取125Ω 虽然可以满足空载 10mA 最小负载要求但 R1 支路持续消耗 10mA 静态电流。如果产品实际不会空载这部分电流属于无用功耗会增加稳压器无谓的输出电流没有必要。所以R1取125Ω是极其不妥的。其实除了R1这个负载再加上后级负载是完全可以满足10mA的要求的所以在设计电路时需要清楚的是你的后级负载贡献了多少电流然后相减就可以得到R1需要贡献多少电流。我这个电路中后级电路负载大概能有个8mA所以R1只需要2mA即可。此时计算出R1的阻值为640Ω因为我们仓库里没有这个大小的电阻所以选了R1698ΩR26K2。3.2 负载选型与电压验算实际应用中往往没有那么精准因为还有很多要考虑的地方比如要优先从仓库中选择已有的型号。细心的同学不难发现R1和R2的比例不是9就是因为我在PLM系统里找不到6282阻值的电阻于是乎找了一个相似的代替。我们现在再回到公式中已知R1698ΩR26K2Iadj50μA再代到公式中算一个Vout看和我们需要的12.5V差多少。Vout 1.25*16200/6980.00005*6200Vout 12.66VIR1U/R1.25/6981.8mAVout等于12.66和我们想要的12.5V差了0.16V在可接受范围内R1的电流为1.8mA这个大小不会过热也不会影响LDO性能加上后级电路的负载最低负载电流也能达到10mA确保LDO稳定工作。这里我想重点强调切记不要为了满足最小负载电流就一味把 R1 往小阻值去选。这么做有个大前提后级电路必须有稳定的常驻负载。四、横向对比与总结我们再看一个可调节线性稳压器(LDO)的数据手册型号是HR1117V-3.3它和我们上图的LM317K-TN3-R主要区别在于输入电压上限不一样但和我们要讲的计算R的阻值影响不大。4.1 HR1117 参考对比为了让大家更好地理解下面附上翻译版4.2 工程总结我当时就有点被这句话误导R1选了125Ω不敢再往大里选。其实这句话是有隐藏条件的。即建立在【最坏场景空载】的条件下为了保证满足最小负载电流的要求阻值尽可能小。但是实际电路中要具体情况具体分析要看清楚你的后级电路中是否还有别的负载。如果有就尽可能增大R1的阻值否则会带来不必要的静态功耗增加稳压器的输出负担。