Spezifikationshandbuch für den variablen Negativspannungsregler LM337

Eine negative Spannungsregelung ist in vielen analogen und Mixed-Signal-Elektroniksystemen unerlässlich, insbesondere in Schaltkreisen, die doppelte Stromversorgungen oder stabile negative Spannungsschienen erfordern.Der variable negative Spannungsregler LM337 ist ein weit verbreiteter einstellbarer Linearregler mit 3 Anschlüssen, der zuverlässige und präzise negative Ausgangsspannungen liefert.In diesem Artikel werden die Grundlagen des LM337-Reglers, Pinbelegungsdetails, Blockdiagramme, Spezifikationen, Funktionen, Anwendungsschaltungen, Alternativen, Vergleiche und praktische Anwendungen erläutert.

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LM337 Regler Basic

Die Variabler negativer Spannungsregler LM337 ist ein einstellbarer Linearregler mit 3 Anschlüssen, der eine stabile negative Ausgangsspannung liefert.Es wird häufig in Designs mit zwei Netzteilen und analogen Schaltkreisen verwendet, die eine negative Spannungsschiene erfordern.Als negatives Gegenstück zum LM317 ermöglicht der LM337 eine flexible Spannungsanpassung mit nur wenigen externen Komponenten.

Abhängig von der richtigen Wärmeableitung kann das Gerät Ausgangsspannungen von etwa –1,25 V bis –37 V mit Ausgangsströmen von bis zu 1,5 A liefern.Durch den Anschluss zweier externer Widerstände zwischen den Ausgangs- und Einstellpins können Benutzer problemlos den gewünschten negativen Spannungspegel einstellen.Der LM337 verfügt außerdem über eine integrierte thermische Abschaltung, eine Strombegrenzung und einen Schutz für den sicheren Bereich, um einen zuverlässigen und sicheren Betrieb zu gewährleisten.

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CAD-Modelle des LM337-Reglers

Details zur Pinbelegung des LM337-Reglers

Pin Nummer	Pin Name	Symbol	Beschreibung
1	Anpassen	ADJ	Wird zum Einstellen verwendet Ausgangsspannung.Schließen Sie einen Widerstand zwischen ADJ und VOUT an, um den anzupassen negativer Ausgangsspannungspegel.
2	Ausgabe	VOUT	Bietet die geregelte negative Ausgangsspannung.Der Spannungspegel hängt vom Äußeren ab Widerstandskonfiguration.
3	Eingabe	Fahrgestellnummer	Erhält die ungeregelte negative Eingangsspannung, die geregelt werden muss.Muss mehr sein negativ als die gewünschte Ausgangsspannung sein.

Alternativen und gleichwertiges Modell

• LM237

• LM337L

• LM337T

• LM337BTG

• LM337SP

• NTE957

• KA337

• MC337

• TL337

• uA337

Blockdiagramm des LM337-Reglers

Das Blockdiagramm des LM337 zeigt, wie der Regler mithilfe interner Transistorstufen, Referenzschaltungen und Schutznetzwerken eine negative Ausgangsspannung steuert und stabilisiert.Das Herzstück der Schaltung ist eine Präzisionsspannungsreferenz (ca. –1,25 V), die mit einem Fehlerverstärker arbeitet.Dieser Verstärker vergleicht die Rückkopplungsspannung vom ADJ-Pin mit der internen Referenz und passt die Ansteuerung des Ausgangstransistors kontinuierlich an, um eine stabile geregelte Spannung aufrechtzuerhalten.

Die Reihentransistorstufe, die sich in der Nähe des VOUT-Anschlusses befindet, verarbeitet den Hauptlaststrom.Er wirkt wie ein variabler Widerstand, der vom Fehlerverstärker gesteuert wird und die Leitung erhöht oder verringert, um die Ausgangsspannung auch dann konstant zu halten, wenn sich die Eingangsspannung oder der Laststrom ändern.Kompensationskondensatoren innerhalb der Schaltung verbessern die Stabilität und verhindern Schwingungen.

Das Diagramm zeigt auch Strombegrenzungs-, Wärmeschutz- und Schutztransistoren für den sicheren Bereich.Diese internen Sicherheitsschaltungen schützen das Gerät vor Überlastung, Kurzschlüssen und Überhitzung und gewährleisten so einen zuverlässigen Betrieb in Stromversorgungsanwendungen.

Spezifikationen des LM337-Reglers

Parameter	Wert
Ausgangsspannung Reichweite	–1,25 V bis –37 V
Ausgangsstrom	Bis zu 1,5A
Referenz Spannung	–1,25 V
Ausfallspannung	Ca.3V
Linienregulierung	0,01 % / V (typ.)
Lastregulierung	0,1 % (typ.)
Ripple-Ablehnung	60–80 dB
Betrieb Temperaturbereich	0°C bis +125°C
Lagerung Temperaturbereich	–65°C bis +150°C
Paketoptionen	TO-220, TO-263, TO-92 (LM337L)

Funktionen des LM337-Reglers

1,5 A Ausgangsstrom

Der LM337 kann Ausgangsströme von bis zu 1,5 A liefern und eignet sich daher für Anwendungen mit negativer Spannungsversorgung mittlerer Leistung.Mit der richtigen Wärmeableitung kann es analoge Schaltkreise, Operationsverstärker und andere Komponenten, die eine stabile negative Schiene erfordern, zuverlässig mit Strom versorgen.

Leitungsregulierung 0,01 %/V (typisch)

Diese Funktion bedeutet, dass sich die Ausgangsspannung nur sehr wenig ändert, wenn die Eingangsspannung schwankt.Eine gute Leitungsregulierung gewährleistet eine stabile Leistung, auch wenn die Eingangsversorgung nicht vollkommen konstant ist.

Lastregelung 0,3 % (typisch)

Der LM337 behält eine konstante Ausgangsspannung bei, selbst wenn sich der Laststrom ändert.Dies trägt dazu bei, empfindliche Schaltkreise vor Spannungsschwankungen zu schützen, die durch plötzliche Lastwechsel verursacht werden.

77 dB Welligkeitsunterdrückung

Eine hohe Welligkeitsunterdrückung reduziert unerwünschte Wechselstromstörungen von der Eingangsversorgung.Dadurch eignet sich der Regler für rauscharme Analog- und Audioanwendungen.

50 ppm/°C Temperaturkoeffizient

Die Ausgangsspannung bleibt bei Temperaturänderungen stabil.Ein niedriger Temperaturkoeffizient gewährleistet eine gleichbleibende Leistung bei wechselnden Umgebungsbedingungen.

Thermischer Überlastschutz

Die integrierte thermische Abschaltschaltung schaltet das Gerät bei Überhitzung automatisch aus und verhindert so Schäden durch übermäßige Verlustleistung.

Interner Kurzschlussstrombegrenzungsschutz

Der LM337 verfügt über eine interne Strombegrenzung zum Schutz vor Kurzschlüssen und Überlastbedingungen und verbessert so die allgemeine Zuverlässigkeit und Sicherheit des Schaltkreises.

LM337-Anwendungsschaltung

LM337 als einstellbarer negativer Spannungsregler

Im ersten Schaltkreis ist der LM337 als einstellbarer negativer Spannungsregler konfiguriert.Der Eingang empfängt eine ungeregelte negative Spannung (−VIN) und der Ausgang liefert eine geregelte negative Spannung (−VOUT).Zwei Widerstände, darunter ein fester 120-Ω-Widerstand und ein variabler Widerstand (R2), bilden ein Rückkopplungsnetzwerk zwischen VOUT und dem ADJ-Pin.Durch Anpassen von R2 ändert sich der Ausgangsspannungspegel gemäß der Reglerformel.Am Ein- und Ausgang platzierte Kondensatoren verbessern die Stabilität, reduzieren die Welligkeit und verhindern Schwingungen während des Betriebs.

LM337 als Teil eines Dual-Netzteils

Im zweiten Stromkreis wird der LM337 mit einem LM317 gepaart, um eine symmetrische Doppelstromversorgung zu schaffen.Der LM317 liefert den positiven einstellbaren Ausgang, während der LM337 den negativen einstellbaren Ausgang liefert.Beide Regler verwenden ähnliche Widerstandsnetzwerke zur Einstellung ihrer Spannungspegel und erzeugen symmetrische Ausgänge wie ±12 V oder andere einstellbare Bereiche.Die Kondensatoren um beide Regler verbessern die Filterung und Stabilität und machen diese Konfiguration ideal für Operationsverstärker und analoge Schaltkreise, die sowohl positive als auch negative Spannungsschienen benötigen.

LM337-Regleranwendungen

• Einstellbare negative Stromversorgungen

• Dual ± Stromversorgungssysteme

• Operationsverstärkerschaltungen

• Audioverstärkerschaltungen

• Analoge Signalverarbeitungsschaltungen

• Labortischnetzteile

• Industrielle Steuerungssysteme

• Instrumentierungsausrüstung

• DC-Leistungsregulierungsmodule

• Batteriebetriebene negative Spannungsschienen

Vergleich: LM337 vs. anderer Regler

Funktion	LM337	LM317	79xx Serie (z. B. 7912)	TL337
Ausgabetyp	Einstellbar Negativ	Einstellbar Positiv	Negativ behoben	Einstellbar Negativ
Ausgangsspannung Reichweite	–1,25 V bis –37 V	+1,25 V bis +37 V	Fest (z. B. –5V, –12V, –15V)	–1,25 V bis –37 V
Ausgangsstrom	Bis zu 1,5A	Bis zu 1,5A	Bis zu 1A (typ.)	Bis zu 1,5A
Einstellbarkeit	Ja	Ja	Nein	Ja
Extern Komponenten	2 Widerstände	2 Widerstände	Minimal	2 Widerstände
Typischer Aussteiger Spannung	~3V	~3V	~2V–3V	~3V
Allgemeiner Gebrauch	Einstellbar negative Vorräte	Einstellbar positive Lieferungen	Negativ behoben Schienen	Alternative zu LM337
Polarität	Negative Ausgabe	Positive Ausgabe	Negative Ausgabe	Negative Ausgabe

Mechanische Abmessungen des LM337-Reglers

Fazit

Der variable negative Spannungsregler LM337 ist eine zuverlässige und flexible Lösung zur Erzeugung einstellbarer negativer Spannungen in elektronischen Systemen.Mit einem Ausgangsbereich von –1,25 V bis –37 V und einer Strombelastbarkeit von bis zu 1,5 A unterstützt es eine Vielzahl von Analog- und Dual-Versorgungsanwendungen.Seine interne Referenz, der Fehlerverstärker, die Durchgangstransistorstufe und die integrierten Schutzfunktionen gewährleisten einen stabilen und sicheren Betrieb unter wechselnden Last- und Eingangsbedingungen.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie berechnet man die Ausgangsspannung des LM337?

Die Ausgangsspannung wird über zwei Widerstände eingestellt und folgt der Formel: V_AUS = –1,25 V × (1 + R2/R1) + (I_ADJ × R2).

In den meisten Designs ist I_ADJ ist klein und wird bei einfachen Berechnungen oft ignoriert.

2. Welche Eingangsspannung ist mindestens erforderlich, damit der LM337 ordnungsgemäß funktioniert?

Die Eingangsspannung muss mindestens etwa 3 V negativer sein als die gewünschte Ausgangsspannung, um eine ordnungsgemäße Regelung aufrechtzuerhalten.

3. Kann der LM337 als Konstantstromregler verwendet werden?

Ja.Durch die Platzierung eines Widerstands zwischen Ausgang und Einstellpin kann ein fester Strom für LED-Treiber oder Ladeschaltungen reguliert werden.

4. Warum ist die Ausgangsspannung meines LM337 instabil oder schwankt?

Instabilität entsteht normalerweise aufgrund fehlender oder falscher Bypass-Kondensatoren.Das Hinzufügen empfohlener Eingangs- und Ausgangskondensatoren verbessert die Stabilität.

5. Was passiert, wenn der LM337 kurzgeschlossen wird?

Die internen Strombegrenzungs- und thermischen Abschaltfunktionen schützen den Regler vor Schäden bei Kurzschlüssen.

6. Wie unterscheidet sich LM337 von einem schaltenden Negativregler?

Der LM337 ist ein Linearregler mit geringem Rauschen und einfachem Design, während Schaltregler effizienter sind, aber mehr Rauschen erzeugen.

7. Welche Widerstandswerte werden üblicherweise beim LM337 verwendet?

Für R1 wird typischerweise ein 120-Ω-Widerstand verwendet, wobei R2 basierend auf der gewünschten Ausgangsspannung ausgewählt wird.