Valeurs des résistances à utiliser avec LM317

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?

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

$V_{OUT} = 1.25 \left(1+\frac{R_1}{R_2}\right) + I_{ADJ}R_2$

Pour les besoins ordinaires, la terme peut être mis au rebut, car est de l'ordre de . $I_{ADJ}R_2$$I_{ADJ}$$100\mbox{ }{\mu}A$

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.

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).

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.

D'autres ont déjà souligné l'équation

$V_{OUT} = 1.25V \left(1+\dfrac{R_1}{R_2}\right) + I_{ADJ}R_2$

qui peut également être trouvé dans la fiche technique . Réorganisation pour$R_1$ nous donne

$R_1 = R_2 \left( \dfrac{V_{OUT} - I_{ADJ} R_2}{1.25V} - 1\right)$

Si $V_{OUT}$ est de l'ordre de volts (le plus probable) et $R_2$ est dans les centaines de $\Omega$ le terme $I_{ADJ} R_2 << V_{OUT}$ et peut être ignoré, car $I_{ADJ}$ est au maximum 100$\mu$A. On obtient alors une équation simplifiée:

$R_1 = R_2 \left( \dfrac{V_{OUT}}{1.25V} - 1\right)$

Par exemple pour $V_{OUT}$ = 5 V et $R_2$ = 100$\Omega$ la première équation nous donne une valeur de 299,2$\Omega$, tandis que le second nous donne 300$\Omega$, une erreur de seulement 0,3%.
D'un autre côté, si vous choisissez 10k$\Omega$ pour $R_2$ vous obtiendrez des valeurs de 22k$\Omega$ et 30k$\Omega$resp. pour$R_1$. Utilisation du 30k$\Omega$ 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 $R_1$ et $R_2$. 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 voudrez$R_1$ + $R_2$ <500$\Omega$ puis.

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