深入剖析LM117HVQML/LM117HVQML - SP：高性能可調穩壓器的卓越之選

在電子設計領域，穩壓器是不可或缺的重要元件。今天，我們要詳細探討德州儀器（TI）的兩款出色的三端可調穩壓器：LM117HVQML 和 LM117HVQML - SP，看看它們如何在各種應用場景中發揮關鍵作用。

文件下載：lm117hvqml.pdf

一、產品概述

LM117HV 系列是可調的三端正電壓穩壓器，能夠在 1.2V 至 57V 的輸出范圍內提供 0.5A 或 1.5A 的電流。其顯著特點是使用極為簡便，僅需兩個外部電阻就能設置輸出電壓，而且在線路和負載調節方面優于標準的固定穩壓器。此外，該系列還具備全面的過載保護功能，包括電流限制、熱過載保護和安全區域保護，即使調節端斷開，所有過載保護電路仍能正常工作。

二、產品特性亮點

輻射防護能力

這兩款產品具備輻射防護功能，總電離劑量可達 100 krad(Si)，并且通過了低劑量率 100 krad(Si) 的認證，這使得它們在一些對輻射敏感的應用場景中表現出色，如航天、核工業等領域。

可調輸出電壓

輸出電壓可低至 1.2V，能夠滿足不同應用對電壓的多樣化需求。通過簡單地調整外部電阻，就可以輕松實現所需的輸出電壓。

出色的電氣性能

• 線路調節：典型值為 0.01%/V，意味著輸入電壓變化時，輸出電壓的穩定性極高。
• 負載調節：典型值為 0.1%，能夠在負載變化時保持輸出電壓的穩定。
• 紋波抑制：達到 80 dB，有效減少輸出電壓中的紋波成分，提供更純凈的電源。
• 電流限制：電流限制值隨溫度保持恒定，確保在不同溫度環境下都能穩定工作。

三、產品封裝與連接

封裝類型

連接圖

文檔中提供了詳細的連接圖，清晰展示了不同封裝下引腳的連接方式。例如，在 3 引腳 TO 金屬罐封裝的底部視圖中，明確標注了輸入、調節和輸出引腳的位置，方便工程師進行電路設計。

四、性能參數分析

絕對最大額定值

了解產品的絕對最大額定值對于確保其安全可靠運行至關重要。LM117HV 的輸入 - 輸出電壓差最大為 +60V、 - 0.3V，最大結溫為 +150°C，存儲溫度范圍為 - 65°C 至 +150°C 等。在設計電路時，必須嚴格遵守這些參數限制，避免對器件造成損壞。

電氣特性

• 直流參數：包括調節引腳電流、最小負載電流、參考電壓、線路調節、負載調節等。這些參數在不同的輸入 - 輸出電壓差和負載電流條件下有明確的規定，工程師可以根據實際應用場景進行選擇和優化。
• 交流參數：以紋波抑制為例，在特定條件下（如 VI = +6.25V，? = 120Hz 等），能夠達到 66 dB 以上的紋波抑制效果，為電路提供穩定的電源。

典型性能特性

文檔中給出了一系列典型性能特性曲線，如負載調節、電流限制、調節電流、壓降電壓、溫度穩定性等。這些曲線直觀地展示了產品在不同條件下的性能表現，幫助工程師更好地理解和使用該產品。例如，通過負載調節曲線可以看到，在不同溫度和負載電流下，輸出電壓的變化情況，從而為電路設計提供參考。

五、應用提示與注意事項

輸出電壓計算

在實際應用中，LM117HV 在輸出和調節端之間會產生一個標稱 1.25V 的參考電壓 (V{REF})，輸出電壓可以通過公式 (V{OUT}=V{REF}(1 + frac{R2}{R1}) + I{ADJ}R2) 計算得出。為了減小調節端電流帶來的誤差，該產品設計時盡量使 (I_{ADJ}) 最小，并在線路和負載變化時保持恒定。

外部電容器的使用

• 輸入旁路電容：推薦使用輸入旁路電容，如 0.1 μF 陶瓷電容或 1 μF 鉭電容，能夠有效避免因輸入旁路缺失而可能出現的問題。
• 調節端旁路電容：在調節端接地處增加旁路電容可以提高紋波抑制能力。使用 10 μF 旁路電容時，在任何輸出電平下都可獲得 80 dB 的紋波抑制效果。但需要注意的是，在某些情況下可能需要添加保護二極管，防止電容通過內部低電流路徑放電損壞器件。
• 輸出電容：雖然 LM117HV 在無輸出電容時也能穩定工作，但某些外部電容值（如 500 pF 至 5000 pF）可能會導致過度振蕩。使用 1 μF 鉭電容（或 25 μF 鋁電解電容）可以消除這種影響，確保穩定性。

負載調節優化

為了獲得最佳的負載調節性能，連接在調節端和輸出端之間的電流設定電阻（通常為 240Ω）應直接連接到穩壓器的輸出端，而不是靠近負載端，這樣可以避免線路壓降對參考電壓的影響，提高調節精度。

保護二極管的使用

當使用外部電容時，有時需要添加保護二極管，防止電容通過低電流點向穩壓器放電。對于輸出電容不超過 25 μF 且輸出電壓不超過 25V、電容為 10 μF 的情況，一般不需要使用保護二極管；但在輸出電壓較高和輸出電容值較大的情況下，則需要添加。

電流限制

內部電流限制會在輸出電流超過典型性能特性中所示的限制值時啟動。但在短路情況下，如果穩壓器的壓差超過絕對最大額定值 60V，可能會導致內部結擊穿，損壞器件。因此，在設計過程中，工程師需要注意故障條件下可能施加到穩壓器的電壓，避免違反絕對最大額定值。

六、典型應用案例

文檔中給出了多種典型應用電路，如 1.2V - 45V 可調穩壓器、數字選擇輸出電路、帶電子關斷功能的 5V 邏輯穩壓器、慢啟動 15V 穩壓器等。這些應用案例為工程師提供了實際的設計參考，幫助他們快速將 LM117HV 應用到具體項目中。

七、總結

LM117HVQML 和 LM117HVQML - SP 作為高性能的三端可調穩壓器，憑借其出色的電氣性能、全面的過載保護和多樣化的應用場景，成為電子工程師在電源設計中的理想選擇。在使用過程中，工程師需要充分了解其特性、參數和應用注意事項，結合實際需求進行合理設計，以確保電路的穩定性和可靠性。同時，隨著技術的不斷發展，我們也期待德州儀器能夠推出更多優秀的產品，為電子設計領域帶來更多的創新和突破。

希望通過本文的介紹，能夠幫助各位電子工程師更好地理解和應用 LM117HVQML 和 LM117HVQML - SP 這兩款產品。在實際設計過程中，你是否也遇到過類似穩壓器的應用問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。