LM723 稳压芯片概述

LM723 是一种高精度的可调节线性电压稳压器芯片，由德州仪器（Texas Instruments）设计制造，最早可以追溯到 1967 年。这款稳压器被广泛应用于各种电源系统设计中，特别适用于需要低噪声和高稳定性的环境。LM723 不仅可以用作稳压电源，还可以配置为正负电压输出电路，且其电压范围较广，最高可达 37V。

常见型号

LM723 有多种不同的封装和型号，以满足不同的应用需求。以下是几种常见型号：

1. LM723H/NOPB：金属封装（TO-100），具有较好的散热性能。

2. LM723CN：塑料封装（DIP-14），适合于通用电路设计，成本较低。

3. LM723C：陶瓷封装，通常用于高精度应用或恶劣环境。

4. LM723QML：军事级版本，经过更加严格的质量控制和测试，适用于航空航天等高可靠性场景。

每种型号封装形式的不同，往往会影响散热性能和尺寸选择，但其基本功能是相同的。

参数

LM723 稳压芯片具有以下重要参数：

• 输入电压范围：9.5V 到 40V。

• 输出电压范围：2V 到 37V（可调）。

• 最大输出电流：150mA（当芯片内部配置为基本稳压电路时）。通过外部晶体管可扩展至数安培。

• 输出电压调节精度：0.01%（典型值）。

• 工作温度范围：-55°C 到 125°C（不同型号的工作温度可能略有不同）。

• 电压调整率：当输入电压在 12V 到 15V 之间变化时，输出电压的调整率通常为 0.01%。

• 过热保护和过流保护：LM723 提供内置的过流保护功能，还可以通过外部器件实现热保护。

• 电源抑制比：电源抑制比（PSRR）通常在 86dB 以上，表现出对输入电压波动的强大抑制能力。

工作原理

LM723 稳压芯片的核心工作原理是通过比较器和误差放大器的反馈机制，来调整输出电压，从而保持输出电压的稳定。在其工作过程中，LM723 接受输入电压，经过内部的电压基准、误差放大器、外部分压电阻网络等元件的调节，实现对输出电压的精准控制。

其主要工作模块如下：

1. 电压基准源：LM723 内部有一个稳定的 7.15V 基准电压源。这个基准电压用于与误差电压进行比较，从而调节输出电压的稳定性。该基准电压具有良好的温度稳定性，保证输出电压不会随环境温度变化。

2. 误差放大器：芯片内部的误差放大器将反馈电压与基准电压进行比较，若反馈电压低于基准电压，误差放大器输出信号会驱动调整管（晶体管或MOS管），提高输出电压；若反馈电压过高，误差放大器会降低输出电压。

3. 外部补偿电路：LM723 允许用户通过外部电容和电阻配置补偿网络，以优化其动态响应。

4. 输出驱动器：内部的晶体管（或外接晶体管）可以提供一个稳压输出电压，但输出电流通常受限于芯片的功耗能力，若需要较大的电流输出，则需要外接功率晶体管。

特点

LM723 拥有以下几个显著特点：

1. 可调节性强：LM723 的输出电压可以在 2V 到 37V 范围内调节，因此它可以满足广泛的应用需求。

2. 电压精度高：内置高精度电压基准源，误差通常可以控制在 0.01% 以内，确保输出电压的稳定性。

3. 稳定性好：在输入电压和输出负载发生波动时，LM723 依然能保持较好的稳定性能，对输入电压的波动具有强大的抑制能力。

4. 过流保护：LM723 内部集成了过流保护功能，当输出电流过大时，芯片会自动限制输出电流，防止损坏。

5. 灵活性高：除了可以用作普通的稳压器，还能用于负电压输出、双电源系统、可编程电源等多种电源设计中。

6. 外接扩展能力：LM723 可以通过外接晶体管增加其输出电流能力，使其能够驱动更大的负载。

作用

LM723 的主要作用是在电路中提供稳定的电压输出，确保电子器件能够在合适的电压下正常工作。由于其良好的电压调节能力和灵活的配置选项，LM723 被广泛用于各种需要精密电压控制的场合，如：

1. 稳压电源设计：为微处理器、传感器等提供稳定的电源电压。

2. 可调电源设计：LM723 可以用于设计可调稳压电源，用户可以通过调节外部电阻网络来改变输出电压。

3. 电池充电器：LM723 常用于恒压电池充电器电路中，通过精准控制电压，确保充电过程的安全和有效性。

4. 实验室电源：由于 LM723 的高精度调节能力，许多实验室电源设计都使用该芯片来提供可调节且稳定的电压输出。

5. 双电源或负电源电路：LM723 也能轻松用于设计双电源或负电源电路，满足某些特殊电路设计的需求。

应用

LM723 的应用十分广泛，涵盖了多个行业领域。以下列举几个常见的应用场景：

1. 工业设备中的电源模块：LM723 的高精度特性和稳定性，使得它常用于各种工业设备中的电源模块，确保设备在恶劣环境下依然能够获得稳定的供电。

2. 通信设备：许多通信设备的电源设计都依赖于 LM723 提供的精确稳压电源，尤其是在对电压要求较为苛刻的通信模块中，如无线通信基站、电信交换机等。

3. 医疗设备：在医疗设备中，稳压电源的稳定性和准确性至关重要。LM723 的低噪声和高精度特性，使得它成为许多医疗设备的首选稳压芯片，如心电图机、监护仪等。

4. 家用电器：许多家用电器，如电视机、音响系统等，都需要稳定的电源供电。LM723 可以在这些应用中提供精准的电压控制，保证设备的正常运行。

5. 汽车电子：随着汽车电子设备的普及，LM723 在车载电源管理中也发挥了重要作用，尤其是在需要稳定的低噪声电压输出的系统中，如车载音响系统、导航系统等。

6. 实验室和科研：LM723 被广泛用于各种科研实验室中的电源设计。由于其输出电压的可调性和高精度，许多研究人员选择使用该芯片来设计可调电源，以满足不同实验的需求。

详细应用实例

为了更好地理解 LM723 的应用，我们可以深入探讨一些具体的电路设计实例，这些实例展示了 LM723 如何在实际中被有效利用。

1. 可调稳压电源电路

一个典型的可调稳压电源电路可以基于 LM723 芯片来设计，以下是一个基本的电路示例：

电路组成：

• 输入电源：一个 DC 电源，输入电压范围在 9.5V 到 40V。

• LM723：用作电压稳压器。

• 外部电阻：通过调节电阻的阻值，用户可以改变输出电压。

• 输出电容：通常使用一个电容（如 100μF）以提高输出的稳定性。

工作原理：

1. 输入电源通过 LM723 的输入引脚供电。

2. 内部的电压基准源输出 7.15V 作为比较基准。

3. 外部电阻形成的分压网络与输出电压相连接，反馈到误差放大器。

4. 当反馈电压与基准电压进行比较后，LM723 自动调节输出电压以保持其恒定。

输出电压调节：

• 通过调节电位器或电阻的值，可以实现从 2V 到 37V 的任意输出电压。

2. 恒流源电路

LM723 还可以被配置为恒流源电路，适用于LED驱动、电池充电等场合。以下是恒流源电路的设计：

电路组成：

• LM723：作为核心稳压器。

• 外部电流检测电阻（如 1Ω）：用于检测通过负载的电流。

• 电流设定电阻：与检测电阻并联，以设定所需的输出电流。

工作原理：

1. 通过检测电阻来测量输出电流，反馈给 LM723 的误差放大器。

2. LM723 比较检测到的电流与设定值，如果实际电流小于设定值，芯片会增加输出电压。

3. 当实际电流达到设定值时，LM723 将保持此电流不变。

应用场合：

• LED 驱动电路可以利用该恒流源保证 LED 的亮度恒定，避免因电压变化而导致的亮度不一致。

• 电池充电电路中，LM723 可保证恒流充电，从而延长电池的使用寿命。

3. 负电源电路

LM723 也能够构建负电源电路，适用于一些需要双极性电源的应用。

电路组成：

• LM723：用作负电源生成。

• 外部电阻和电容：用于构成反馈回路和滤波。

工作原理：

1. 将 LM723 的输出端连接到负载，通过反向连接输入电源，形成负电压输出。

2. 反馈网络可以调节输出电压的大小。

应用场合：

• 负电源电路在运算放大器、音频放大器等电路中非常常见。

使用注意事项

在使用 LM723 稳压芯片时，需要考虑以下几个方面以确保电路的正常工作：

1. 散热管理：由于 LM723 在工作过程中会产生一定的热量，因此在设计时应考虑散热问题。建议在高功率应用中加装散热片，以防止芯片因过热而损坏。

2. 输入电压限制：要确保输入电压不超过芯片的最大额定值（40V），以免损坏芯片。同时，输入电压应保持在其工作范围内，以确保输出稳定。

3. 输出电容选择：选择合适的输出电容以提高电路的瞬态响应能力，通常推荐使用电解电容和陶瓷电容的组合，以降低输出纹波。

4. 外部晶体管选择：当需要大电流输出时，选择适合的外部晶体管进行扩展，并注意其最大额定电流和功耗。

5. 负载特性：在设计电路时，应确保负载特性符合稳压器的工作条件，以防止输出过载。

小结

LM723 是一款功能强大的可调线性稳压器，因其简单的电路设计、高精度、稳定性以及多种应用而被广泛使用。无论是在家用电器、工业设备、通信、医疗设备还是实验室中，LM723 都提供了可靠的电源解决方案。通过合理的设计和配置，LM723 可以满足不同的电源需求，是电源设计领域中不可或缺的组成部分。

未来发展趋势

随着电子设备向更高的集成度和智能化发展，对电源的需求也日益增长。未来，LM723 及其后续产品可能会朝以下方向发展：

1. 更高效率：随着对电源效率要求的提高，未来的稳压器将可能集成更多的功率管理功能，以提高整体能效。

2. 智能化控制：未来的稳压器可能会集成更多智能控制功能，例如自动检测负载变化并进行自适应调节。

3. 集成度提高：为了适应空间受限的应用，未来的产品可能会将更多的功能集成到单一芯片中，减少外部组件的数量。

4. 环境友好设计：随着环保意识的提高，未来的电源设计将可能更加注重对环境的影响，开发出更为环保的材料和设计方案。

总结

LM723 是一款经典的高精度可调电压稳压器，具备优良的电压调节能力、灵活的设计特点以及广泛的应用场景。无论是在工业设备、家用电器，还是科研实验中，LM723 都凭借其稳定性和精度，成为电源设计领域中不可或缺的重要元件。

总之，LM723 的设计理念和应用场景将不断拓展，以满足未来电子行业日益增长的需求。