Le régulateur LM317
Le LM317 est un régulateur linéaire ajustable à trois broches devenu un classique. Il maintient 1,25 V entre sa sortie et sa broche de réglage (ADJ) ; deux résistances multiplient cette référence pour obtenir n’importe quelle tension de 1,25 V à 37 V environ, jusqu’à 1,5 A.
La formule
Avec R1 entre OUT et ADJ, et R2 entre ADJ et la masse :
Vs = 1,25 × (1 + R2 ÷ R1) + Iadj × R2
Iadj vaut environ 50 µA et n’ajoute en général que quelques dizaines de millivolts. Pour trouver R2 pour une tension visée : R2 = (Vs ÷ 1,25 − 1) × R1.
Exemple
R1 = 240 Ω et R2 = 720 Ω :
- Vs = 1,25 × (1 + 3) + 0,00005 × 720 ≈ 5,04 V.
Pour 9 V avec la même R1 : R2 = (9 ÷ 1,25 − 1) × 240 = 1 488 Ω : prenez 1,5 kΩ, ou une résistance de 1,2 kΩ et un potentiomètre ajustable de 500 Ω.
Pourquoi R1 vaut souvent 240 Ω
Le LM317 a besoin d’un courant de charge minimal, de 3,5 à 10 mA environ, pour réguler. Avec R1 = 240 Ω, le pont consomme à lui seul 1,25 ÷ 240 ≈ 5,2 mA. Les montages récents prennent souvent 120 Ω pour garantir 10 mA.
Marge de tension
L’entrée doit dépasser la sortie d’environ 3 V à pleine charge pour que le LM317 régule. Pour une marge plus faible, choisissez un régulateur à faible chute (LDO).
La chaleur
Un régulateur linéaire dissipe l’excès de tension en chaleur :
P = (Ve − Vs) × I charge
De 12 V à 5 V sous 0,5 A, le LM317 dissipe environ 3,5 W. Un boîtier TO-220 sans dissipateur ne supporte qu’environ 1 à 2 W : il faut ici un dissipateur. Le rendement n’est que de Vs ÷ Ve, environ 42 % ; pour de grands écarts ou de forts courants, un convertisseur à découpage (buck) gaspille beaucoup moins.
Bonnes pratiques
- Ajoutez un condensateur céramique de 0,1 µF en entrée et 1 µF ou plus en sortie.
- Un condensateur de 10 µF entre ADJ et la masse améliore le rejet de l’ondulation ; ajoutez alors une diode de protection.
- Placez R1 près du régulateur pour que la référence ne soit pas faussée par la chute de tension des fils.
- Le LM317 fait aussi une source de courant simple : une seule résistance R entre OUT et ADJ fixe I = 1,25 ÷ R.