什麼是 LM317 電阻計算器?
LM317 是最受歡迎的可調式線性穩壓器之一。它的輸出電壓由兩顆外接電阻 R1 與 R2 所組成的回授分壓電路決定。這個計算器能為任意一組電阻值求出穩壓後的輸出電壓(Vout),讓你不必反覆試錯,就能設計出想要的電源軌電壓。
使用方式
請輸入 R1(接在輸出腳與調整腳之間的電阻)、R2(接在調整腳與接地之間的電阻)、參考電壓(標準 LM317 為 1.25 V),以及調整腳電流 Iadj,單位為微安(µA,通常約 50 µA)。計算器會回傳輸出電壓與 R2/R1 的比值。原廠通常建議 R1 = 240 Ω,藉此維持最小負載電流,讓穩壓器運作穩定。
公式解析
輸出電壓的計算公式如下:
$$V_{out} = \text{V}_{ref} \left(1 + \frac{\text{R2}}{\text{R1}}\right) + \text{I}_{adj} \cdot \text{R2}$$
Vref 是輸出腳與調整腳之間的固定參考電壓(標稱值 1.25 V)。其中 \(\text{V}_{ref}\left(1 + \frac{\text{R2}}{\text{R1}}\right)\) 是分壓電路的主要貢獻,而 \(\text{I}_{adj} \cdot \text{R2}\) 則是調整腳流出電流所造成的微小修正。由於 Iadj 非常小(約 50 µA),這一項通常可以忽略,但在高精度設計中仍需納入考量。
實例計算
當 R1 = 240 Ω、R2 = 1000 Ω、Vref = 1.25 V、Iadj = 50 µA 時:
$$V_{out} = 1.25 \times \left(1 + \frac{1000}{240}\right) + 0.00005 \times 1000 = 1.25 \times 5.1667 + 0.05 = 6.4583 + 0.05 = \mathbf{6.508\ \text{V}}$$常見問題
為什麼 R1 通常設為 240 歐姆?因為這能提供足夠的最小負載電流(約 5 mA),即使沒有外接負載,穩壓器也能維持穩定的輸出電壓。
可以忽略 Iadj 嗎?對大多數業餘 DIY 專案來說可以,因為它只會增加幾毫伏的差異。若想使用簡化公式,把它設為 0 即可。
最大輸出電壓是多少?LM317 的輸出受限於輸入電壓減去其壓降(約 3 V),以及元件的額定上限(通常為 37 V)。