德州儀器LM117QML/LM117QML - SP可調穩壓器深度解析

在電子工程領域，穩壓器是電源設計中不可或缺的組件，它能夠為電路提供穩定的電壓輸出，確保系統的正常運行。德州儀器（TI）的LM117QML和LM117QML - SP系列可調穩壓器以其出色的性能和可靠性，在眾多應用場景中得到了廣泛的應用。今天，我們就來詳細解析一下這兩款產品。

文件下載：lm117qml.pdf

一、產品概述

LM117系列是一款可調節的3端正電壓穩壓器，能夠在1.2V至37V的輸出范圍內提供0.5A或1.5A的電流。與標準固定穩壓器相比，它不僅使用起來異常簡單，只需要兩個外部電阻來設置輸出電壓，而且在線路和負載調節方面表現更為出色。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，即使調節端子斷開，所有過載保護電路仍能正常工作。

二、產品特性

• 抗輻射能力：該產品提供兩種可選的抗輻射能力，分別是高劑量率100 krad(Si)輻射保證和無電離輻射劑量率效應（ELDRS）的100 krad(Si)輻射保證，適用于對輻射敏感的應用環境。
• 出色的負載調節能力：LM117的最大負載調節率僅為0.3%，能夠在負載變化時保持穩定的輸出電壓。
• 可調節輸出：輸出電壓可低至1.2V，并且可以根據需要進行靈活調整，滿足不同應用的需求。
• 溫度穩定性：電流限制在不同溫度下保持恒定，確保了產品在各種溫度環境下的穩定性。
• 高紋波抑制比：紋波抑制比達到80dB，能夠有效減少輸出電壓中的紋波，提供更純凈的電源。
• 短路保護：輸出采用短路保護設計，防止因短路而損壞穩壓器。

三、引腳連接與封裝

連接圖

產品提供多種不同的引腳連接圖，包括2引腳TO金屬罐封裝、3引腳PFM金屬罐封裝、16引腳CFP和20引腳LCCC等。不同的封裝適用于不同的應用場景，用戶可以根據實際需求進行選擇。

封裝類型

四、電氣特性

絕對最大額定值

了解產品的絕對最大額定值對于正確使用和設計電路至關重要。LM117QML的絕對最大額定值如下：

• 輸入 - 輸出電壓差：+40V， - 0.3V
• 存儲溫度： - 65°C ≤ TA ≤ +150°C
• 最大結溫： +150°C
• 引腳溫度（金屬封裝）：300°C

在使用過程中，必須確保各項參數不超過這些額定值，否則可能會導致設備損壞。

推薦工作條件

• 工作溫度范圍： - 55°C ≤ TA ≤ +125°C
• 輸入電壓范圍：4.25V至41.25V

在推薦工作條件下使用產品，可以確保其性能和可靠性。

電氣參數

文檔中詳細列出了不同型號（如LM117H、LM117WG、LM117K、LM117E等）在不同條件下的電氣參數，包括調整引腳電流、最小負載電流、參考電壓、線路調節、負載調節、短路電流等。這些參數是設計電路時的重要依據，工程師需要根據實際需求進行合理選擇和計算。

五、應用提示

輸出電壓計算

在工作時，LM117在輸出和調節端子之間產生一個標稱值為1.25V的參考電壓 (V{REF})，輸出電壓可以通過以下公式計算： [V{OUT }=V{REF }left(1+frac{R 2}{R 1}right)+I{ADJ} R 2] 其中，R1和R2是外部電阻，(I{ADJ}) 是調節引腳的電流。為了減小誤差，LM117設計時盡量降低了 (I{ADJ}) 并使其在線路和負載變化時保持恒定。

外部電容的使用

• 輸入旁路電容：建議使用輸入旁路電容，0.1μF的陶瓷電容或1μF的固體鉭電容適用于大多數應用。當使用調節或輸出電容時，設備對輸入旁路電容的缺失更為敏感，但上述電容值可以消除潛在的問題。
• 調節端子旁路電容：調節端子可以接地旁路，以提高紋波抑制能力。使用10μF的旁路電容可以在任何輸出水平下獲得80dB的紋波抑制比，但電容值超過10μF對高于120Hz頻率的紋波抑制效果提升不明顯。如果使用了旁路電容，有時需要添加保護二極管，以防止電容通過內部低電流路徑放電而損壞設備。
• 輸出電容：雖然LM117在沒有輸出電容的情況下也能穩定工作，但某些外部電容值（500 pF至5000 pF）可能會導致過度振蕩。使用1μF的固體鉭電容（或25μF的鋁電解電容）可以消除這種影響并確保穩定性，負載電容大于10μF時，還可以進一步改善環路穩定性和輸出阻抗。

負載調節

為了獲得最佳的負載調節性能，連接在調節端子和輸出端子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。這樣可以避免線路壓降對參考電壓的影響，從而提高調節性能。

保護二極管

當使用外部電容時，有時需要添加保護二極管，以防止電容通過低電流點向穩壓器放電。對于輸出電容小于等于25μF的情況，不需要使用二極管；對于輸出電壓小于等于25V且電容為10μF的調節端子旁路電容，也不需要保護。

六、典型應用

文檔中給出了多種典型應用電路，包括5V邏輯穩壓器、慢開啟15V穩壓器、可調穩壓器、高穩定性10V穩壓器、大電流可調穩壓器等。這些應用電路為工程師提供了實際的設計參考，幫助他們更快地實現自己的設計目標。

七、總結

德州儀器的LM117QML和LM117QML - SP系列可調穩壓器以其豐富的特性、多樣的封裝選擇和良好的電氣性能，為電子工程師在電源設計中提供了強大的工具。通過合理使用外部電容、優化負載調節和添加必要的保護二極管，可以充分發揮該系列穩壓器的優勢，設計出更加穩定、可靠的電源電路。

在實際應用中，工程師還需要根據具體的需求和工作條件，仔細研究產品的電氣參數和應用提示，以確保設計的電路能夠滿足要求。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性能優異的電源管理產品。

以上就是對LM117QML和LM117QML - SP系列可調穩壓器的詳細解析，希望對廣大電子工程師有所幫助。你在使用這款產品的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區留言交流。