深入剖析LM117HVQML/LM117HVQML - SP：高性能可調(diào)穩(wěn)壓器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，穩(wěn)壓器是不可或缺的重要元件。今天，我們要詳細(xì)探討德州儀器（TI）的兩款出色的三端可調(diào)穩(wěn)壓器：LM117HVQML 和 LM117HVQML - SP，看看它們?nèi)绾卧诟鞣N應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

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一、產(chǎn)品概述

LM117HV 系列是可調(diào)的三端正電壓穩(wěn)壓器，能夠在 1.2V 至 57V 的輸出范圍內(nèi)提供 0.5A 或 1.5A 的電流。其顯著特點(diǎn)是使用極為簡(jiǎn)便，僅需兩個(gè)外部電阻就能設(shè)置輸出電壓，而且在線路和負(fù)載調(diào)節(jié)方面優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器。此外，該系列還具備全面的過(guò)載保護(hù)功能，包括電流限制、熱過(guò)載保護(hù)和安全區(qū)域保護(hù)，即使調(diào)節(jié)端斷開(kāi)，所有過(guò)載保護(hù)電路仍能正常工作。

二、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

輻射防護(hù)能力

這兩款產(chǎn)品具備輻射防護(hù)功能，總電離劑量可達(dá) 100 krad(Si)，并且通過(guò)了低劑量率 100 krad(Si) 的認(rèn)證，這使得它們?cè)谝恍?duì)輻射敏感的應(yīng)用場(chǎng)景中表現(xiàn)出色，如航天、核工業(yè)等領(lǐng)域。

可調(diào)輸出電壓

輸出電壓可低至 1.2V，能夠滿足不同應(yīng)用對(duì)電壓的多樣化需求。通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)整外部電阻，就可以輕松實(shí)現(xiàn)所需的輸出電壓。

出色的電氣性能

• 線路調(diào)節(jié)：典型值為 0.01%/V，意味著輸入電壓變化時(shí)，輸出電壓的穩(wěn)定性極高。
• 負(fù)載調(diào)節(jié)：典型值為 0.1%，能夠在負(fù)載變化時(shí)保持輸出電壓的穩(wěn)定。
• 紋波抑制：達(dá)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(huán)境下都能穩(wěn)定工作。

三、產(chǎn)品封裝與連接

封裝類型

連接圖

文檔中提供了詳細(xì)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(biāo)注了輸入、調(diào)節(jié)和輸出引腳的位置，方便工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。

四、性能參數(shù)分析

絕對(duì)最大額定值

了解產(chǎn)品的絕對(duì)最大額定值對(duì)于確保其安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。LM117HV 的輸入 - 輸出電壓差最大為 +60V、 - 0.3V，最大結(jié)溫為 +150°C，存儲(chǔ)溫度范圍為 - 65°C 至 +150°C 等。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須嚴(yán)格遵守這些參數(shù)限制，避免對(duì)器件造成損壞。

電氣特性

• 直流參數(shù)：包括調(diào)節(jié)引腳電流、最小負(fù)載電流、參考電壓、線路調(diào)節(jié)、負(fù)載調(diào)節(jié)等。這些參數(shù)在不同的輸入 - 輸出電壓差和負(fù)載電流條件下有明確的規(guī)定，工程師可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行選擇和優(yōu)化。
• 交流參數(shù)：以紋波抑制為例，在特定條件下（如 VI = +6.25V，? = 120Hz 等），能夠達(dá)到 66 dB 以上的紋波抑制效果，為電路提供穩(wěn)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(fù)載調(diào)節(jié)、電流限制、調(diào)節(jié)電流、壓降電壓、溫度穩(wěn)定性等。這些曲線直觀地展示了產(chǎn)品在不同條件下的性能表現(xiàn)，幫助工程師更好地理解和使用該產(chǎn)品。例如，通過(guò)負(fù)載調(diào)節(jié)曲線可以看到，在不同溫度和負(fù)載電流下，輸出電壓的變化情況，從而為電路設(shè)計(jì)提供參考。

五、應(yīng)用提示與注意事項(xiàng)

輸出電壓計(jì)算

在實(shí)際應(yīng)用中，LM117HV 在輸出和調(diào)節(jié)端之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)稱 1.25V 的參考電壓 (V{REF})，輸出電壓可以通過(guò)公式 (V{OUT}=V{REF}(1 + frac{R2}{R1}) + I{ADJ}R2) 計(jì)算得出。為了減小調(diào)節(jié)端電流帶來(lái)的誤差，該產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)盡量使 (I_{ADJ}) 最小，并在線路和負(fù)載變化時(shí)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(xiàn)的問(wèn)題。
• 調(diào)節(jié)端旁路電容：在調(diào)節(jié)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(shí)，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(hù)二極管，防止電容通過(guò)內(nèi)部低電流路徑放電損壞器件。
• 輸出電容：雖然 LM117HV 在無(wú)輸出電容時(shí)也能穩(wěn)定工作，但某些外部電容值（如 500 pF 至 5000 pF）可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)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(wěn)定性。

負(fù)載調(diào)節(jié)優(yōu)化

為了獲得最佳的負(fù)載調(diào)節(jié)性能，連接在調(diào)節(jié)端和輸出端之間的電流設(shè)定電阻（通常為 240Ω）應(yīng)直接連接到穩(wěn)壓器的輸出端，而不是靠近負(fù)載端，這樣可以避免線路壓降對(duì)參考電壓的影響，提高調(diào)節(jié)精度。

保護(hù)二極管的使用

當(dāng)使用外部電容時(shí)，有時(shí)需要添加保護(hù)二極管，防止電容通過(guò)低電流點(diǎn)向穩(wěn)壓器放電。對(duì)于輸出電容不超過(guò) 25 μF 且輸出電壓不超過(guò) 25V、電容為 10 μF 的情況，一般不需要使用保護(hù)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(nèi)部電流限制會(huì)在輸出電流超過(guò)典型性能特性中所示的限制值時(shí)啟動(dòng)。但在短路情況下，如果穩(wěn)壓器的壓差超過(guò)絕對(duì)最大額定值 60V，可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)擊穿，損壞器件。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師需要注意故障條件下可能施加到穩(wěn)壓器的電壓，避免違反絕對(duì)最大額定值。

六、典型應(yīng)用案例

文檔中給出了多種典型應(yīng)用電路，如 1.2V - 45V 可調(diào)穩(wěn)壓器、數(shù)字選擇輸出電路、帶電子關(guān)斷功能的 5V 邏輯穩(wěn)壓器、慢啟動(dòng) 15V 穩(wěn)壓器等。這些應(yīng)用案例為工程師提供了實(shí)際的設(shè)計(jì)參考，幫助他們快速將 LM117HV 應(yīng)用到具體項(xiàng)目中。

七、總結(jié)

LM117HVQML 和 LM117HVQML - SP 作為高性能的三端可調(diào)穩(wěn)壓器，憑借其出色的電氣性能、全面的過(guò)載保護(hù)和多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景，成為電子工程師在電源設(shè)計(jì)中的理想選擇。在使用過(guò)程中，工程師需要充分了解其特性、參數(shù)和應(yīng)用注意事項(xiàng)，結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，我們也期待德州儀器能夠推出更多優(yōu)秀的產(chǎn)品，為電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)更多的創(chuàng)新和突破。

希望通過(guò)本文的介紹，能夠幫助各位電子工程師更好地理解和應(yīng)用 LM117HVQML 和 LM117HVQML - SP 這兩款產(chǎn)品。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，你是否也遇到過(guò)類似穩(wěn)壓器的應(yīng)用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。