Valeurs des résistances à utiliser avec LM317

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Je sais que le rapport R1 à R2 détermine la tension de sortie de LM317. Par exemple, R1 = 200, R2 = 330 ohms produira environ 3,3 V. Ma question est, et si j'utilise 2K et 3,3K pour R1 et R2? Quel est l'impact d'une augmentation des valeurs des résistances tout en maintenant le même rapport?

lyassa
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pour réduire les erreurs dues à une recherche incorrecte de la fiche technique, pouvez-vous nous donner un lien vers la fiche technique de votre puce?
Kortuk
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La fiche technique du National LM317 se trouve sur national.com/ds/LM/LM117.pdf . Le courant de broche de réglage a un maximum de 100 uA.
Kevin Vermeer
@JGord - Votre commentaire s'est-il retrouvé sur le mauvais post? Cela n'a rien à voir avec un ampli opérationnel. S'il s'agissait d'une erreur, veuillez signaler les commentaires afin qu'un mod puisse supprimer les deux.
Kevin Vermeer

Réponses:

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La tension de sortie n'est pas déterminée par le rapport de R1 à R2. Il est donné par l'équation suivante:

VOUT=1.25(1+R1R2)+IADJR2

Pour les besoins ordinaires, la terme peut être mis au rebut, car est de l'ordre de . IADJR2IADJ100 μA

Vous avez multiplié vos résistances par 10, donc ce terme d'erreur sera également multiplié par 10, passant de 33 mV à 330 mV, soit 0,33 V.

Kevin Vermeer
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Merci Kevin. Mais I_adj ne descendrait-il pas également par un facteur de 10, compensant ainsi l'équation ci-dessus?
lyassa
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@lyassa - Non, IADJest fonction des composants internes de l'appareil et est largement indépendant des résistances.
Kevin Vermeer
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Plusieurs personnes ont correctement souligné que la tension de sortie du LM317 est affectée par le courant Iadj qui circule dans R2 (voir exemple de circuit ci-dessous).

Deux facteurs sont potentiellement pertinents pour Iadj - ses valeurs absolues de 50 uA typiques, 100 uA maximum et sa variation sur la plage de charge de 0,2 uA typique, 5 uA maximum. Comme d'autres l'ont noté, R2 doit être suffisamment petit pour que la chute de tension Iadj dans R2 puisse être ignorée ou doit être autorisée. Si R2 est important, le changement de Iadj à R2 sous charge peut être significatif. Par exemple, si Iadj a changé par sa valeur maximale de 5 uA à travers la charge et si R2 était de 100 k ( beaucoup plus grand que d'habitude), alors le changement de Vout serait V = IR = 5 uA.100 k = 0,5 volt! Même un 20k ici entraînerait un changement de 0,1 Volt, ce qui peut être préoccupant dans certains cas. (Si c'était le cas, vous ne devriez probablement pas utiliser un simple régulateur à 3 bornes, mais c'est une autre histoire).

Régulateur de tension LM317 typique

Problème moins subtil: Il existe un deuxième facteur moins subtil mais parfois négligé. L'électronique interne LM317 est "actionnée" par la tension de coupure aux bornes du régulateur et un courant minimal DOIT traverser le régulateur pour réaliser la régulation.

La fiche technique LM317 spécifie 10 mA max, 3,5 mA typiques comme courant de charge minimum (à la page 4 de la fiche technique référencée). (Un minimum maximum est un joli concept :-)). Une conception «correcte» nécessite que le pire des cas de 10 mA soit autorisé. SI la charge externe consomme toujours 10 mA ou plus, tout va bien. Cependant, si le courant de charge externe peut tomber en dessous de 10 mA, la conception doitfournir une charge pour fournir ce 10 mA. Dans le pire des cas, sans charge, R1 offre un moyen pratique de fournir le 10 mA tout en fournissant un diviseur bien "rigide". R1 aura toujours 1,25 V en travers en fonctionnement normal. L'utilisation de R1 = 240 ohms comme indiqué dans l'exemple de la fiche technique donne I = V / R = 1,25 / 240 = 5,2 mA, ce qui est supérieur à la charge minimale typique de 3,5 mA nécessaire mais inférieure à la charge minimale de 10 mA la plus défavorable nécessaire. S'il ne peut y avoir aucune charge externe, vous n'avez pas besoin de plus de R = V / I = 1,25 V / 10 mA = 125 ohms pour R1 si c'est ainsi que vous obtenez votre courant de charge minimum. Ainsi, la résistance de 240 ohms illustrée pour R1 ne répondrait pas au pire des cas de charge minimale LM317 . Soit une valeur inférieure de R1 doit être utilisée, soit une charge externe minimale adaptée pour porter le total à au moins 10 mA doit toujours être présente.

Avec R1 réglé, R2 peut maintenant être dimensionné pour atteindre la tension de sortie souhaitée. Avec 10 mA circulant dans R1 + R2, Iadj est insignifiante dans tous les cas sauf les cas critiques.

Lors de la «conception» d'un circuit (plutôt que de simplement «le faire fonctionner»), il est essentiel d'utiliser les paramètres les plus défavorables. Ce qui constitue le «pire» variera en fonction du paramètre et, dans certains cas, vous devrez peut-être utiliser le minimum valeur d'un paramètre pour un calcul de conception et la valeur maximale du même paramètre pour un autre calcul.

Problèmes d'efficacité:

"Pour intérêt" - le LM317 a une tension de décrochage minimale d'environ 1,5 V à 2 V pour la plupart des conditions qui s'appliquent généralement. (25C, 20 mA à 1A.) Le décrochage peut être aussi faible que 1V à 20 mA à 150 C (!!!) et aussi élevé que 2,5V à 1,5A à -50C ou + 150C (!). 2V est une valeur sûre pour l'abandon pour les calculs de portée. Le pire des cas pour votre conception doit être établi lors de la conception finale.

Par exemple, 5 V en sortie, puis efficacité = <= Vout / Vin = 5 / (5 + 2) = ~ 71%.

À des courants très faibles, le courant de charge minimum de 10 mA peut être significatif. par exemple à 1 mA de rendement de sortie = 1ma_load / 10_ x 71% = mA_min = 7,1%! :-) :-(.

À 5 mA, son 5/10 x 71% = ~ 35%.

L'efficacité maximale s'élève généralement à 70% avec des charges croissantes.

MAIS tout ce qui précède est ce qui se passe lorsque le régulateur est juste au point de "décrochage". Lorsque Vin est supérieur d'environ 2 V au-dessus de Vout, c'est le travail des régulateurs de réduire la tension excessive. L'efficacité doit donc être inférieure au maximum possible dans la plupart des cas.

Russell McMahon
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Ceci est une grande description détaillée. +1
Al Kepp
"V = IR = 5 uA.100k = 0.5Volt" Pourquoi 5uA? n'est-ce pas 100uA?
Adrian Maire
@AdrianMaire 5 uA est correct dans ce contexte. Ce que je dis, c'est que la spécification permet un changement maximum de 5 uA dans Iadj pour des changements de charge du minimum au maximum. Si la tension est correctement réglée par les résistances en l'absence de charge, la modification de la charge CAN dans le pire des cas entraîne Iadj à VARY jusqu'à 5 uA et IF R2 était de 100 k, alors la chute de tension aux bornes de R2 varierait de 0,5 V. En pratique, le changement dans Iadj est généralement beaucoup plus petit. et R2 ne peut pas être aussi grand que 100k en raison des autres points discutés.
Russell McMahon
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D'autres ont déjà souligné l'équation

VOUT=1.25V(1+R1R2)+IADJR2

qui peut également être trouvé dans la fiche technique . Réorganisation pourR1 nous donne

R1=R2(VOUTIADJR21.25V1)

Si VOUT est de l'ordre de volts (le plus probable) et R2 est dans les centaines de Ω le terme IADJR2<<VOUT et peut être ignoré, car IADJ est au maximum 100μA. On obtient alors une équation simplifiée:

R1=R2(VOUT1.25V1)

Par exemple pour VOUT = 5 V et R2 = 100Ω la première équation nous donne une valeur de 299,2Ω, tandis que le second nous donne 300Ω, une erreur de seulement 0,3%.
D'un autre côté, si vous choisissez 10kΩ pour R2 vous obtiendrez des valeurs de 22kΩ et 30kΩresp. pourR1. Utilisation du 30kΩ entraînerait une sortie de 6 V au lieu de 5 V, une erreur de 20%!

Il y a une autre bonne raison de choisir des valeurs faibles pour R1 et R2. La fiche technique mentionne une charge minimale de 3,5 mA typique, 10 mA maximum. Il vaut mieux choisir 10 mA, non seulement parce que vous devez toujours calculer pour le pire des cas, mais aussi parce que la 10 mA est donnée comme condition minimale pour les autres paramètres.
Pour une sortie 5 V, vous voudrezR1 + R2 <500Ω puis.

Stevenvh
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@stevenh - A noté que vous avez dit que Imin_max était de 10 mA. Rappelé que j'avais dit 5 mA. Regardé la fiche technique - vous aviez raison :-). Changé ma réponse pour accueillir. Aucune différence réelle à noter, sauf que la valeur typique donnée pour R1 dans à peu près tous les exemples de circuits que j'ai vus viole les spécifications de la fiche technique pour un courant minimum sans charge. Intéressant.
Russell McMahon
@Russell - Personnellement, je ne laisserais passer le 10mA à travers R1 + R2 que si c'est une application de très faible puissance, mais je pourrais aussi utiliser un régulateur de courant de terre faible, comme le Seiko S-812C (1μUNE!). Dans d'autres situations, votre charge peut inclure une LED ou plus qui consomme déjà deux fois le courant requis.
stevenvh
En effet. c'est-à-dire que nous convenons tous les deux que la conception «appropriée» exige que le pire des cas soit de 10 mA. SI la charge externe consomme toujours 10 mA ou plus, alors tout va bien. la conception doit fournir une charge pour fournir ce 10 mA. Le pire des cas, sans charge, R1 fournit un moyen pratique de fournir le 10 mA tout en fournissant un diviseur bien "rigide". " deja vu :-)
Russell McMahon
Je n'ai pas compris comment avez-vous écrit la condition R1 + R2 <500 pour 5 v.
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Vous devez également prendre en compte Iadj, qui est d'environ 100uA. Comme cela reste constant à tout moment, mais le I à R1 change en fonction de sa résistance, vous devez vous assurer que le 100uA n'est pas une grande partie du courant du programme.

Donc, plus vous avez R1, plus Iadj provoquera "d'erreur", car il commencera à devenir une partie importante du courant global.

Avec votre exemple:

(1,25 * (1 + (330/200))) + (100e-6 * 330) = 3,3455 V

Avec résistance x10:

(1,25 * (1 + (3300/2000))) + (100e-6 * 3300) = 3,6425 V

Oli Glaser
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