LM317 穩壓器計算器

為可調式直流電源計算 LM317 電阻值、穩壓器功率耗散與理想效率。

設計 LM317 穩壓器
輸入電源電壓、目標輸出、負載電流與設定電阻。

關於 LM317 計算器

LM317 是三端可調式線性穩壓器,常用於桌上型電源、電池充電器、原型電路與低雜訊類比電路。它會在輸出端與調整端之間維持約 1.25 伏特。兩個外接電阻設定輸出:R1 連接輸出端與調整端,R2 連接調整端與接地。輸入目標電壓及選定的 R1 後,本計算器會以標準設計公式求出 R2。 忽略微小的調整腳電流時,輸出電壓等於 1.25 乘以一加 R2 與 R1 的比值。移項後,R2 等於 R1 乘以輸出電壓除以 1.25 再減一的結果。R1 使用 240 歐姆是傳統選擇,因為它所流過的電流有助於滿足穩壓器的最小負載要求。其他阻值也可能適用,但最終設計應以實際元件與製造商的資料表為依據。 線性穩壓器會把多餘的電壓降轉為熱。近似耗散功率為輸入電壓減去輸出電壓,再乘以負載電流。因此,在半安培負載下將 12 伏特轉為 5 伏特,會在穩壓器內產生約 3.5 瓦特的熱量。對小封裝而言,這是相當大的熱負荷,通常需要依環境溫度、熱阻、氣流與最高允許接面溫度選擇散熱片。顯示的理想效率是輸出電壓除以輸入電壓;靜態電流與電阻支路電流會讓實際效率略低。 輸入電壓必須高於所需輸出,差值至少要符合穩壓器的壓差需求,通常約 2 至 3 伏特,視電流與運作條件而定。漣波谷值同樣重要:未穩壓整流電源的平均電壓即使足夠,仍可能在充電峰值之間跌出穩壓範圍。請依資料表加入輸入與輸出旁路電容,保持配線短;若大電容或外加電壓可能反向經過元件放電,應加裝保護二極體。 計算阻值是精確目標,不一定有現成零件。請選擇最接近的標準阻值或組合電阻,再重新計算實際輸出,並納入電阻容差、參考電壓容差與調整腳電流。確認輸入電壓、輸出電流、耗散功率和安全工作區限制,皆符合所用 LM317 型號的額定值。本工具協助初步電路設計,實際電源製作仍須核對製造商文件,並以安全方式量測。

LM317 設計範例

設計輸入計算結果設計提醒
輸入 12 V,輸出 5 V,0.5 A,R1 240 ΩR2 720 Ω;發熱 3.5 W穩壓器可能需要合適的散熱片。
輸入 15 V,輸出 9 V,0.25 A,R1 220 ΩR2 1,364 Ω;發熱 1.5 W採用相近的標準阻值會讓輸出略微改變。
輸入 9 V,輸出 3.3 V,0.1 A,R1 240 ΩR2 393.6 Ω;發熱 0.57 W請檢查最低輸入電壓時的壓差。
輸入 18 V,輸出 12 V,0.75 A,R1 240 ΩR2 2,064 Ω;發熱 4.5 W此負載下散熱設計不可或缺。

如何設計 LM317 電路

  1. 輸入穩壓器輸入端可取得的最低直流電壓。
  2. 輸入所需的穩壓輸出電壓與最大負載電流。
  3. 保留常見的 240 歐姆 R1,或輸入資料表允許的其他阻值。
  4. 選擇「計算 LM317 電路」,查看 R2、功率耗散與理想效率。
  5. 選擇實用的電阻與散熱片,再於帶載狀態確認完成的電路。

LM317 計算器常見問題

為什麼 R1 常用 240 歐姆?

240 歐姆電阻在 1.25 V 參考電壓下流過約 5.2 mA。這有助於滿足傳統 LM317 的最小負載,同時避免耗用過多電流。

公式有包含調整腳電流嗎?

本計算器採用常見簡化公式,忽略微小的調整電流。精密設計應納入資料表最大值及元件容差。

LM317 需要多少輸入電壓餘裕?

傳統 LM317 通常需要比輸出高約 2 至 3 伏特才能穩壓。請查看實際元件在負載電流與溫度下的壓差規格。

穩壓器何時需要散熱片?

當封裝熱阻可能讓接面溫度超過安全上限時,就需要散熱片。請以耗散瓦數與總熱阻計算接面溫升,並保留設計裕度。

LM317 可以持續供應 1.5 安培嗎?

部分版本在適當條件下額定電流可達 1.5 A。可用電流受輸入輸出壓差、散熱、封裝、限流與安全工作區限制。