三端稳压器作为线性电源设计中最常见的稳压芯片，具有成本低、使用简便、性能稳定等优点。78系列（如7805、7812）和可调型LM317是其中应用最广泛的两类。在一些需要更大负载电流的场合，单颗稳压器的输出能力可能不足，此时就需通过并联扩流或外接功率器件实现电流增益。

本文将详细探讨78系列和LM317的原理特点、扩流设计方法、典型应用电路及注意事项，为从事电源设计的工程师提供实用指导。

一、78系列与LM317三端稳压器概述

1.1 78系列固定电压三端稳压器

78系列（也称为7800系列）提供固定输出电压，一般包括以下常见型号：

这些芯片内部集成稳压电路、过流保护和热保护功能。

1.2 LM317可调电压三端稳压器

LM317的输出电压通过两个电阻分压调节：

$$V_{OUT} = 1.25 \times \left(1 + \frac{R2}{R1} \right) + I_{ADJ} \times R2$$VOUT=1.25×(1+R1R2)+IADJ×R2

其中$I_{ADJ} \approx 50 \mu A$IADJ≈50μA，可忽略。

LM317适用于1.25V~37V之间的可调输出，最大输出电流约为1.5A。

二、并联扩流的必要性与挑战

尽管78系列和LM317具备良好的输出能力，但在以下情况中往往力不从心：

• 多路并发负载场合；

• 电动机、LED阵列等大电流负载；

• 电池充电器等对电流要求较高的系统。

然而，三端稳压器并非为并联而设计，直接并联多个芯片往往不可行，主要问题包括：

1. 电压不完全一致：导致某一芯片承担过多电流；

2. 热分布不均：某芯片过热损坏；

3. 输出震荡或不稳定：负载变化导致动态分配失衡。

三、三端稳压器扩流设计方法

3.1 外接功率晶体管并联扩流（经典方法）

可在稳压器输出端串接一个NPN功率晶体管（如2N3055、TIP3055），由稳压器控制晶体管导通，达到扩流目的。

原理图示：

less复制编辑              Vin               |              [ ]              | | R              [ ]               |               +-----------+               |           |             |/ C       OUT(+) Vin --------|  Q         |             |\ E         |               |          |             [LM317]      |               |          |              GND        GND

工作原理：

当输出电流增加时，电压差促使晶体管导通，分担负载电流。

关键元件说明：

• Q：NPN功率晶体管，须有足够电流余量；

• R：电流感测电阻，决定扩流门槛（典型值：0.2Ω~0.5Ω）；

• 整体输出电流 = 稳压器原始输出 + 晶体管提供的支路电流。

优点：

• 结构简单；

• 易于搭配LM317或78系列；

• 热量分散，利于散热设计。

3.2 多芯片均流控制（高级方法）

通过在输出端串联微小阻值电阻，确保电流自动分配。

方法：

• 每个稳压器输出串接一个0.1Ω~0.22Ω电阻；

• 各自接入负载汇流母线；

• 电流因电压差异自动平衡。

注意事项：

• 各芯片电源应来自同一Vin源；

• 输出电压需尽量一致（差值不超过50mV）；

• 稳压器须严格选型与匹配。

典型用途：

• 大功率LED驱动电源；

• 并联式电池充电器设计；

• 冗余电源结构。

四、典型扩流应用电路分析

4.1 LM317 扩流电路（NPN晶体管）

plaintext复制编辑 Vin ----+-------+         |       |       [R1]    [LM317]         |       |        +--------+        |        |       |/ C     E|\    GND|  Q1      | OUT       |\ E      |         |        |        GND      GND

• R1=0.22Ω，Q1=2N3055；

• 输出电流可扩展至5A以上（需配大散热器）；

• 电压保持稳定，适用于模拟供电系统。

4.2 并联两颗7812扩流

plaintext复制编辑 Vin ----+-------------+         |             |       [7812]        [7812]         |             |        [R1]          [R2]         |             |         +-------> OUT(+)

• R1 = R2 = 0.1Ω，控制均流；

• 输出电流稳定在约3A；

• 适用于小功率系统冗余电源。

4.3 大电流可调稳压电源（LM317 + 双管并联）

plaintext复制编辑Vin -> LM317 -> 2 x NPN功率管（并联）-> 输出                -> 每管加0.22Ω均流电阻；              -> 输出电流达6~8A；

• 可用于可调稳压电池充电；

• 散热需用铝型材散热器+风扇；

• 可加稳压反馈环路增强输出精度。

五、设计注意事项及建议

1. 功率分担原则：要保证扩流结构中元件均可承担所需功率，尤其是功率管的热阻与封装规格。

2. 温度保护与散热：大电流下必须加装热敏电阻、风冷或散热片。

3. 输出短路保护：建议加保险丝或限流电阻，避免芯片烧毁。

4. 稳定性调试：扩流设计应避免震荡、偏置电流偏差过大，可加入输出电容（如220μF以上）提升负载响应。