
78系列及LM317三端稳压器的并联扩流及典型应用电路
2025-04-28 14:13:06
晨欣小编
一、78系列及LM317三端稳压器概述
1.1 78系列三端固定稳压器
78系列(如7805、7812、7824等)是正电压固定输出的线性稳压器系列,主要特点包括:
输入电压高于输出电压约2~3V即可稳定工作;
输出电压固定,型号不同对应不同电压(如7805输出5V,7812输出12V);
典型输出电流为1A左右(根据具体型号和散热条件略有不同);
具备过流保护、过热保护功能,可靠性高。
1.2 LM317三端可调稳压器
LM317是著名的三端可调输出稳压器,具有以下特点:
输出电压可通过外部电阻设置,调整范围一般为1.25V至37V;
最大输出电流可达1.5A(适当散热情况下);
具有内部过流、过热保护,稳压性能优异;
适合需要灵活调节电压的应用场景。
二、并联扩流的必要性及基本原理
2.1 为什么需要并联扩流?
单颗78系列或LM317稳压器的输出电流有限。当负载需要更高电流时,如果直接用一颗稳压器,可能因过流保护动作或热保护启动导致供电中断。为了满足大电流负载需求,同时又保持稳压器的保护特性和稳压性能,并联扩流成为可行且经济的解决方案。
2.2 并联扩流的基本思路
将多颗稳压器并联,让它们共同分担负载电流,从而提高整体输出能力。但直接简单并联存在两个问题:
电压不完全一致导致负载分配不均,有的器件超载;
热漂移使得电流进一步失衡。
因此,正确设计并联电路非常关键。
三、78系列三端稳压器并联扩流方法
3.1 理想并联方式
为了实现电流均分,通常采用在每颗稳压器输出端串联一只小电阻(称为“均流电阻”),均流电阻的作用是利用其压降进行被动的电流自动平衡。
典型电路结构如下:
复制编辑输入电压 → 多颗78xx并联(每颗输出串均流电阻) → 输出端
每颗78xx输出接一只0.1Ω~0.22Ω、功率足够大的电阻。
设计要点:
均流电阻选取:电阻值不能太大,以免影响整体稳压精度;也不能太小,否则起不到分流作用。
散热设计:由于电流叠加,稳压器需要更大的散热片。
注意保护:输入端可加防反接二极管,输出端加续流保护二极管。
3.2 具体设计实例
例如,设计一个5V 4A输出电源,可以并联4颗7805:
每颗7805输出电流约1A;
每颗串联0.15Ω、2W均流电阻;
输入电压选择7V左右(考虑压降和热损耗);
每颗7805背部加散热片,或集中装在一块铝基板上加强散热。
四、LM317三端稳压器并联扩流方法
4.1 更灵活的扩流方案
由于LM317本身是可调输出,设计并联时可以稍微调整各自的输出参考点,使得每颗LM317输出电压略有差异,从而通过均流电阻精确分配电流。
此外,针对大电流需求,通常还会在LM317外围加上功率三极管辅助扩流,称为串接扩流。
4.2 典型扩流电路一:简单并联加均流电阻
多颗LM317并联,每颗设置相同的电压(如设定5V);
每颗输出端串0.1Ω~0.22Ω均流电阻;
输入端共用一个大容量滤波电容,保证稳定供电。
4.3 典型扩流电路二:三极管辅助扩流
电路结构:
LM317的输出连接到NPN功率三极管(如TIP41、2N3055)的基极;
三极管发射极连接到输出端;
三极管集电极连接到输入电压;
这样负载大电流主要由外接三极管承担,LM317本身仅控制稳压。
设计要点:
基极电阻选择:一般选几十欧姆,保证适当驱动电流;
散热措施:三极管与LM317均需要安装散热片;
保护电路:增加二极管保护LM317免受三极管击穿电压反冲。
五、典型应用电路分析
5.1 大电流稳压电源设计实例
设计要求:输出12V、5A稳定电源。
方案一:多颗7812并联
5颗7812并联;
每颗串联0.15Ω均流电阻;
散热片选型按最大功率5W/颗考虑;
输入电压建议15V,保持3V压差;
输入、输出端加470μF以上电解电容滤波。
方案二:LM317加外部功率管扩流
一颗LM317作为控制器;
两颗2N3055并联作为主功率器件;
基极加10Ω电阻;
LM317设置12V输出;
输入端需大容量滤波(如2200μF/25V电容)。
5.2 可调电源扩流设计实例
设计要求:输出1.25V~15V可调,最大电流3A。
用单颗LM317控制电压;
加一个TIP35大功率NPN管扩流;
设定适当的基极限流电阻;
输出端加1Ω防振荡电阻及470μF滤波电容。
六、注意事项与实际应用中的问题
6.1 热管理
扩流后的总功耗增加,热设计必须合理;
使用风扇或大面积散热片是常见手段;
建议在稳压器和功率管上涂抹导热硅脂,降低热阻。
6.2 输出稳定性
加大输入滤波电容,提高输入电压稳定性;
输出端适当并联小电容(如0.1μF)提高高频稳定性;
若负载变化大,可增加反馈环路稳定补偿。
6.3 保护设计
输入端加防反接二极管;
输出端并联钳位二极管,防止反向电流损坏稳压器;
需要时,可加保险丝防止短路事故。
七、总结
78系列与LM317三端稳压器在并联扩流设计中,各有其优势与适用场景。通过合理配置均流电阻、辅助扩流器件及完善的散热和保护措施,可以显著提高电源系统的稳定性与可靠性。尤其在需要中小功率、大电流供电的项目中,这种技术方案具有成本低、设计简单、易于维护的突出优点。掌握好并联扩流技巧,将为你的电子产品提供坚实、稳定的电源保障。