LM317 jako zdroj od 0V...

Lineární regulátor LM317 v katalogovém zapojení umí regulovat v rozpětí 1,2 – 37V. Obvod vyžaduje zatížení alespoň 5mA, aby fungoval správně. 
Otázka: Může to dobře regulovat i nižší napětí, když referenční napětí LM317 je asi 1,2 až 1,3V?
Odpověď: Může, ale musí mít adekvátně nastaveno referenční napětí.

Všechna zde uvedená schémata a modely pro LTSpice ke stažení [tady].

V principu jde přesně o to, odečíst od referenčního napětí (ADJ) přesně 1,25V. 
Pokud mám k dispozici napájení –1,25V je to takto snadné a LM317 bude regulovat od 0V. Jenže, takto snadné to většinou nebude.

V katalogu [onsemi] na str.8 je uvedeno následující schéma pro regulaci od 0V
Referenční napětí je získáno pomocí dvojice diod D1, D2. Funguje to, ale je to teplotně velmi nestabilní, reálně asi 2,5mV/K. Otázka zní, zda to lze vyřešit lépe. Použití TL431 jako napěťové reference zabrání teplotnímu driftu. Ale co když zrovna v šuplíku žádnou teplotně stabilní napěťovou referenci nemám. Jde to i jinak.

První pokus bylo získat referenční napětí díky zdroji konstantního proudu.
LM317 jako regulátor 0–3V

Konstantní zdroj proudu řízený tranzistorem Q1.
I = (VF - VEB0) / (R4+U4)
kde VF je propustné napětí D1, přibližně 2V a VEB0 je napětí emitor-báze tranzistoru Q1, tedy přibližně 0,6V. Proud je přibližně 1,32 / (R4+U4). 
Zdroj konstantního proudu vytváří na rezistoru R2 předpětí přibližně –1,25V. Trimr U4 mění proud a slouží k nastavení nuly. R4 chrání tranzistor Q1.
Trimr nebo potenciometr U2 nastavuje výstupní napětí V_OUT v rozsahu asi 0-3V.
V_OUT = VREF (1+U2/R1)-VR2
kde VREF je referenční napětí na vstupu ADJ a VR2 je kompenzační napětí na rezistoru R2.

Druhé řešení využije operační zesilovač.

LM317 jako regulátor 0–3V

Vždy potřebuji nějaký zdroj symetrického/záporného napětí.

Pěkný způsob jak získat záporné napětí je použití zdvojovače.


pozn. pro reálnou zenerovu diodu by bylo potřeba zadat víc parametrů
např. PH_BZX84C3V3 uvnitř vypadá takto: 
.MODEL PH_BZX84C3V3 D(IS=7.035E-16 N=0.9809 BV=3.3 IBV=0.005 RS=0.3487 CJO=3.162E-10 VJ=0.6687 M=0.3164 FC=0.5 mfg=Philips type=zener)

Je jasné, že takovýto zdroj V_OUT v případě zatížení bude pěkně kolísat
Vzhledem k tomu, že má sloužit jako vstup pro regulátor LM317, tak to nevadí a pokud řeším rozsah 0-3V, tak můžu použít transformátor s nižším napětím.

Všechna schémata a modely pro LTSpice ke stažení [tady].

Další čtení na téma LM317

[1] podrobný test
[2] skvělý nápad pro řízení s přesnější referencí TL431; str. 27, obr. 33 
    Přesný regulátor 5V/1,5A.

    Referenční napětí pro LM317 je opravdu 1,25V; ale ne vzhledem k zemi! Referenční napětí lineárního regulátoru je relativní k výstupnímu napětí, takže napětí pro pin ADJ.  LM317 je 5V – 1,25V = 3,75V.
Proud přes TL341 se sám upraví tak, aby poskytoval 3,75V na pinu ADJ, ten nastaví LM317 na 5V na Vout, což pak poskytne správné referenční napětí pro TL431 na jeho pin REF. Lepší by bylo dát rezistor 8k2 menší, aby bylo víc proudu pro TL431. 
Jestli je dropout 3V, tak minimální napětí je 5V+3V=8V. Proud přes rezistor 8k2 Ik = (8V–3,75V) / 8k2 = 0,5mA. TL431 má minimální katodový proud 0,4mA. Takže obvod reguluje těsně nad minimálním proudem TL431. Jestli dropout LM317 je 2,5V při maximální zátěži 1,5A. Pokud potřebuju minimální Ik pro referenci, musím zmenšit rezistor R3. R3= ((5V + 2,5V)-3,75) / Imin.