LM337是一款负电压调整器芯片，被广泛用于负电压电源设计。本文将深入解析LM337的引脚功能、参数、内部工作原理、特性和应用，并举例说明其在实际电路设计中的应用。LM337的主要功能是提供一个稳定的负输出电压，可以在-1.25V到-37V之间调节。接下来，本文将从其引脚图和各个参数进行详细说明。

LM337引脚图与功能描述

LM337芯片通常采用TO-220封装，拥有三个引脚，分别为调整端、输入端和输出端。以下是每个引脚的具体功能：

1. 调整端（ADJ）：调整端用于设定输出电压的参考电压。连接外部电阻分压器，通过调整电阻值来设定输出电压。这个引脚的电压通常比输出端低1.25V，这是LM337实现调节功能的核心参数之一。

2. 输入端（IN）：输入端连接电源的负端或未稳压的负电压输入。输入电压必须比输出电压至少高3V，才能保证LM337正常工作，即$V_{IN} - V_{OUT} geq 3V$VIN−VOUT≥3V。

3. 输出端（OUT）：输出端提供稳定的负电压，经过调整后可以实现稳定的负电压输出，范围为-1.25V至-37V。输出端的电流通常最大支持1.5A。

LM337主要参数

LM337具有多个重要的技术参数，这些参数对设计者选择和应用该芯片至关重要：

1. 输入电压范围：输入电压范围通常为-4.2V至-40V之间，确保芯片在稳定输出电压的情况下，有足够的压差用于稳压调节。

2. 输出电压范围：输出电压可以在-1.25V至-37V之间调节，具体电压值由调整端接入的电阻网络来决定。

3. 输出电流（I_OUT）：最大输出电流为1.5A。LM337内部设有过流保护电路，在负载电流超过1.5A时，电流限制电路会启动以防止芯片损坏。

4. 输出电压精度：LM337的输出电压精度通常为1%，在-1.25V至-37V的范围内保持稳定。

5. 热保护机制：芯片内部集成了温度保护电路，当芯片温度过高（通常超过125°C）时，会自动降低输出电流，以防止芯片烧毁。

6. 压降（Dropout Voltage）：LM337的输入电压和输出电压之间必须保持至少3V的差值，才能保证其正常工作。

LM337的工作原理

LM337的工作原理类似于可调稳压器，通过调整电阻分压器来设定输出电压。其内部结构包括参考电压源、误差放大器、过热保护和过流保护等模块。基本原理是调整电阻分压器两端的电压，使输出电压保持恒定。在调节过程中，调整端的电压始终低于输出端1.25V，通过调整分压比即可获得所需的输出电压。

LM337的特性

LM337具备以下特性，使其在电源设计中得到广泛应用：

1. 高输出电流：支持1.5A的输出电流，适合中等功率的负电压电源应用。

2. 输出电压稳定性：精确的电压输出和低温漂特性，使其在不同环境温度下也能保持稳定的负电压输出。

3. 多重保护机制：集成过流保护、过热保护和短路保护功能，提高了芯片的安全性和稳定性。

4. 应用广泛：可以在工业电源、实验室稳压电源、运放电路负电压源等多种场合中使用。

LM337在实际电路中的应用

为了充分利用LM337的负压稳压特性，我们可以通过典型的电路设计来展示其实际应用。以下是一个标准的负电压稳压电路设计，说明如何通过设置电阻获得不同的负输出电压。

典型电路设计示例

在设计负电压电源时，可以将输入端接入一个负电压源（例如-24V），通过调整R1和R2的阻值来获得目标输出电压。使用公式：

$$V_{OUT} = V_{REF} imes (1 + frac{R2}{R1})$$VOUT=VREF×(1+R1R2)

其中，$V_{REF}$VREF为1.25V。因此，通过调整R1和R2的比值，可以获得从-1.25V至-37V的负输出电压。

实际应用案例

1. 音频设备中的负电压电源：在音频放大器电路中，通常需要提供正负电源供给运算放大器。LM337能够提供稳定的负电压输出，保证音频信号的高保真放大。

2. 实验室稳压电源：实验室通常需要提供可调的负电压源用于各种实验，LM337可用于构建简易的可调负电压稳压器，方便使用者调整电压值。

3. 通讯设备的电源模块：在一些通讯设备中，为保证信号的完整性，通常会使用正负电源供电。LM337作为负电压稳压芯片，可以用于提供稳定的负电压，确保信号传输质量。

LM337在电源设计中的注意事项

在实际设计中，使用LM337时需要注意以下几点：

1. 输入输出电压差：确保输入电压和输出电压之间保持3V以上的差值。

2. 散热设计：在大电流工作情况下，LM337的热量较大，需配备合适的散热器。

3. 滤波电容：在输入和输出端并联滤波电容可有效减少电源噪声，提升输出电压的稳定性。

4. 保护二极管：在输入电源断开的情况下，由于负载的电容可能会导致输出端电流倒流，因此在输入端和输出端之间可以并联一个二极管，避免倒灌现象。

LM337的优势与局限

LM337在负电压电源设计中具有明显的优势，但也有一些局限：

• 优势：

• 输出电压范围宽广，适应性强。

• 保护机制完备，适用于不同环境。

• 局限：

• 需要额外的散热器，体积可能较大。

• 输入输出电压差要求较高。

总结

LM337是一款出色的负电压稳压芯片，其性能、特性以及广泛的应用领域使得它在各类电子设计中发挥着重要作用。