用LM317制作一个100mA的恒流源

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减小热应力:
LM317内部各种封装材料胀缩系数是不一样的，当温度发生变化，基准电压会发生偏移。
实验数据：
如果将Ro(即12.5欧电阻)直接焊接在LM317上，等待平稳（约30分钟)，电流偏移高达700ppm
如果将Ro焊接以PCB板上，远离LM317，所得数据如下：
00s   98.7 490 mA
30s   98.7 500 mA
60s   98.7 504 mA
3分   98.7 514 mA
10分 98.7 536 mA
15分 98.7 546 mA
25分 98.7 557 mA
30分 98.7 560 mA
40分 98.7 567 mA
45分 98.7 571 mA
50分 98.7 575 mA
60分 98.7 580 mA
10分钟后基本平稳，偏移量只有 46ppm
10分到50分，40分钟时间标移40ppm，约每分钟1ppm
10分以后的小量漂移，也可能包括了气温升高引起的漂移。因为这期间，气温略有上升。早晨到现在，温度已升高1.4摄氏度。
以上测值，主要还是体现了LM317的温漂。因为电阻建立热平稳的速度比较快。LM317装了散热器，升温是很慢的。如果按30ppm/度计算，散热器可能升温2度。

因为Ro直接焊接在LM317引脚上，Ro的热功率会从基准脚ADJ引入，造成LM317内部基准电路温度升高，且存在较大温度梯度。LM317的OUT脚接收到RO的热量，会很快的传导至散热器。影响较小。

Ro是温热的，假设温度升高15度，有可能LM317内部基准电路的同步升温，无形中增加了上电漂移。


恒温箱升温测试后，取出电流源，温度回到室温，Ro电阻基本上可以恢复原值。LM317并没有完全回到原值。说明热力对LM317还是有一些影响的，好在，这种影响不是很大。

总的说来，ADJ引脚的温升是不必要的，Ro应远离LM317

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washu 发表于 2022-3-8 16:26
这几天事多没空怼你了，你明明和我用的方法一样却非要别扭地同而不和总是说我（错误地）看不起 317，要不 ...

    我愚钝，不能完全理解你的意思。我也没看见过你和我一样的电路。我这个是LM317电路。我的电路是坛友提供的，好像是“顽童50”
    为了提升一些性能，加个稳压电路。稳压电路很多种，顺便用LM317就是了，这样元件采购比较容易。再比如说，用AZ431，估计也可以的(未调试)。并不是说非经用LM317稳压
    我是在描述设计思想、调试技术。LM317+Ro搞得定，其它的类似电路，轻松搞定的。

    讨论问题，还是少搞一些歪论。比如，“做恒流源很难”、“量子基准”、“A类误差”、“英语”、“自校准电源”、“目录商”、“各种高档电阻”……，这些与现在要制作100mA电源，几乎没有半毛钱关系，我这个电路，核心就两个元件啊。说不好听一点，就是要执着地，利用“LM317+色环”作为样品来测试，哪怕失败也无所谓，目前看是成功的。基准党的一个套路，就是批评什么“老化”，10年前，看过不少这类文章的，我不太理会这些的。要想寿命长一点，到时换个电阻不就行了。

    人家100mA变99.7mA，也不见得是LM317的问题，是他用了错了电阻。不是金膜电阻，估计是氧化膜的。
    我用LM317+Ro实测了，达到温度总漂移几十ppm的水平，这是反复实验得到的数据，你无法否定的。若你调试不到这个级别，只能说明有哪些细节没注意，须再调试，只要愿意。

网购基本上平权，你能拥有高级电阻、高档仪表，别人也可以的。比较谁家东西高当没意思。在我们学校，人人穿校服，不比谁穿衣时尚的


    精密电源的测试，很耗时的，没几个人感兴趣。LM317，货源很杂，所以制作出来的效果也不会一样，可比性不好。
    比如说，前几楼有to92的LM317，说明有小芯片的LM317，商家可以把这种芯片移到to220。实际上，它已不是LM317
    也就是说，我们又不好控制货源，一般就用自己手上现有的LM317测试就可以了，能用就可以了。
    你手上如果有LM317，也可以自己测试的。

    色环这东西，自个测试没问题就可以了。不同的电阻，老化速度当然有差异。简单一点说，寿命是不同的。
    我手上有近百个精密一点电阻(线绕为主)，大部有10年或20年的历史，或者更长，如今测量，都没有超标。0.1%、0.01%等等，全部没有偏差。也就是说，几十年了，几乎无法发现阻值发生变化。我不知道当年的初始值，但如今测量，阻值都在指标范围之内，说明每年老化顶多几十个ppm.

    然而色环不是这样的。高阻值的，老化比较明显。放在桌面上受潮，4年后，有的偏差了1000ppm，每年可以高达250ppm. 但是，有的色环，却没有发现偏差，4年偏差不到100pm，主要是低阻的电阻。
    这是我当年无意中测试到的，共7个。做电桥时，需要一些标定好的电阻，并做记好。后来不做电桥了，电阻放在桌上多年。4、5年后，我重新测量了这些电阻，得到的结果就是这样的。
     因此，老化也没什么可担心的。他们的速度都比较慢，做一个几十ppm级的电路，用色环制作、调试，没有问题的。时间长了，感觉偏移比较大，校准一下就可以了。希望长期稳定，那就用好一点的电阻。那只是最后的一个操作。或者，有的人做商品，用好一点的电阻，对寿命是有好处的。调试电路时，用色环很方便的，因为阻值配套，齐全。至少，在几周内，不用担心明显的老化问题，除非你的电路工作环境极差。
   这个自制的恒流源的寿命，实际上就是你说的“货架寿命”。那么大的基准，总功率也就0.2W，平时又不用，寿命比较长的，注意密封防潮就可以了。

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washu 发表于 2022-3-18 20:08
你又来了，做 5V 和做 10V，还真不是一回事  

AD586 基准给单片机当电源，单片机 IO 出来进滤波器 ...

电路有现成的，没有的话，也可以问。
元器件所需的参数未知，可以一项一项的测试过去，测不了，也可以请教。
元件没地方买，也可以问。
有了网络，难度没有你想像的那么大。
真正的难点，在于原创部分。比如，你的电压源中的原创部分。

你一下子堆了个整体电路，不要说7V转10V难，就是LM317+Ro，也会被你搞难的。因为，基础没有了。
你自称是电测科班，应知测绘中有句话，测量的精度不会因为数字化而提高，关键在于方法、原理，这才是决定性的。
不在于你堆了多少料，你须讲明白原理与方法，显摆是没有用。


做个恒流源，在你眼里，就是难。不要再讨尺度了，LM317的Iadj是恒流的，你没有测试过，所以你难。
选择单片机直接PWM，是因为单片机的参数性能，是最熟悉的。当然，我外置开关也可以的，但元件参数要重测。

现在，这种讨论意义太小，总是讨论不到真正“学术”的东西，讲不到核心的“思想方法”，真的累。

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红河310 发表于 2022-3-13 08:42
借题请教一下楼主，一个水泥电阻20°时7.92欧，60°时7.91欧，计算温漂是不是这样：（7.92-7.91）/（60 ...

ppm是一个类似小学课本上的“百分比”的概念。
ppm是“百万分之几”的意思。
你说的温漂是：
绝对漂移：0.01欧
相对漂移：漂移量相对总阻值的占比。即0.01/7.91=0.0013

也就是说，温漂是0.0013=0.13%，所以温度系数是0.0013/(60-20)=0.000032/℃

因为前面的0太多，数零太累，就引入ppm来表示，1ppm＝0.000001 = 0.0001%(即1%的万分之一)
那么，0.000032/℃ = 32ppm/℃ = 0.0032%/℃

ppm是一个单位，也可以看作一个概念。概念的建立需要较长时间，习惯了，就觉得这个单位挺好用的。

当然，更常用的是百分比，老是写ppm，确实不好。

washu

wanyongbiao2020 发表于 2022-3-13 12:40
...上午试了试单电源正20伏供电tl062没成功，看来那个转双电源电路必须制作了！

单电源的话需要变换一下电路，增加一个“中点”（参考点），即 R11（和 R1 构成选频器参考点），R12、R13（恒流源这边的参考点），C3（放大器的参考点），C4、C5（恒流输出的参考点），同时恒流源部分也不方便用同相结构，换成反相结构。总体说，仿真可以通过，实际上...

你试试

我不会选择这样做。

负载大值


负载小值

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washu 发表于 2022-3-3 12:07
重复性是科学研究中的重要课题，具体到这里，暂时不涉及到 A 类不确定度问题，那么重复性的问题主要是

...

b、应力变化，给 PN 结施加了一个压力导致电压变化，轮胎在 6655 还是啥器件的 AN 里说过这个，对精密应用而言，PCB 焊接的应力都很显著，当然你这里主要是 317 自身是一个 Regulator 而非 Reference 且是一个 TO220 的器件，封装和设计上都不考虑这种因素，因此在发热后又冷却，这种变化是很大的

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是必须考虑这些因素的。否则LM317做不了稳压电源。

LM317可以在高热量的情况下稳定工作，可见他的性能！

专用的基准芯片，与普通的半导体芯片，工艺上是接近的。不太可能为了生产种种基准，分别创建专门的生产线。那样的话，成本太高。

只是设计时的关注点有所不同，但作为基准部分的设计与封装，一般性的规范肯定是有的，放心使用吧。我做的这个LM317，这几天，反复升温加热，也没见老化什么的。以我现的在34401，1ppm也看不到，34401真的无法看到，他自己稳定度不够。不必担心LM317的热稳定或老化问题，短期内是够用的。

比如，基准电路，工作电流小，那么我们也让LM317工作于小电流，那他们就会有相似的性能。
有的基准有做补偿，LM317没有补偿，那我们做人工补偿就可以了。甚至可以用单片机补偿。你的可偏程电源也是用了算法补偿的。用了算法补偿，对基准的特性要求就降低了很多！但结构变复杂了一些。
再比如现在的单片机表，用低精度的电阻，但可以校准一个，准一个。算法的结果。不足3字，就加3字，不足5字，就加5字。小学生也会的。成本降低了。

何况，那些专用的进口基准，也很贵，大家也不爱买。都去买二手的。即然如此，何不偿试LM317

还记得上次争论过7805的纹波问题吧。我的观点很明确，纹波很小，分立元件或运放组合，很难写之比拼。顶多来两级，前级用低压差的，后级再来个7805，也就两三个元件。运放组和的，要如何与之比拼纹波，真心不容易。

我这次设计也用了这个技巧，用了两级LM317，实现稳定的恒流。也没有用上几个元件。

不必轻视常见的稳压芯片，他们实际上是久经考验，广泛应用的。

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washu 发表于 2022-3-8 16:26
这几天事多没空怼你了，你明明和我用的方法一样却非要别扭地同而不和总是说我（错误地）看不起 317，要不 ...

基准党否定电压源或电流源套路之一就是“老化和噪声”。我觉得，没必要过多的操心这些，特别是在几十ppm级别。有问题的器件，更换就是了。

噪声就不多说了，因为很多测试是不准确的，操作者自身也有很多测量上的主观或客观原因造成不准确。也就是说做了不对等测量。表面上用了高大上的仪表，一堆数据处理，其实很多没由回到关键的细节上。比如说，两个温度系数相差较多的器件来比较噪声，是不太合理的。因为轻微的温度干扰，都会造成扰动。再比如说，带隙基准本来就是通过两个PN结补偿得来的，每个PN结的温度系数都很大，噪声自然大一些。但对于几十ppm级别的应用来说，那不是问题。

那就说老化吧，正好昨天没有关机，测试了40多小时。并未发现调试过程中受到老化问题的干扰。





若真要关心老化问题，要等待调试设计全部完成后。然后做长期的老化测试。而实际上，没有几个人打算这么做。时间太长了。

washu

wanyongbiao2020 发表于 2022-3-12 11:35
这个看着不错，可以考虑试一下，谢谢老师，就是还需要生成正负15伏的电路！或者电压低点能运行就更好做一 ...

使用运放的话正负电源会方便一些，15V 也是为了方便，实际上取决于你的负载需求。

如果使用 LM1875、TDA2030 之类集成功放，它们普遍有最低增益要求（好像 LM1875 是 20dB，TDA2030 是 26dB？），也就是说待测阻抗 Rx 至少要比参考电阻 Rs 大 8 倍（LM1875），否则“可能不稳定”，具体你可以实测 仿真反正是看不出啥：

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washu 发表于 2022-3-5 11:56
这个问题扯了很多次了，都说了这是摆拍，你就非常喜欢钻这个牛角尖。

你这个电路图是我说明原理的，和 ...

你的这些图片，电路原理与实现，我从未真正关心过。

我想信你能处理好。但不知为什么，LM317+Ro，如此简单的电路，你总是理解有偏差，所以我才分析了你的制作，顺便指出一些问题，别见怪。

顺便再说一下我的观点：
不必过份的模仿高位表。他们都采用了高耗能的方式。极大的延长了仪表的寿命。因为热量能驱潮。也就是说能防止潮湿引起的老化以及损坏。
在实验室中，是要求定期开机的，特别是春夏交接时期。

而DIY不是这样的。用过之后，往往多年不用。何不直接收藏起来，也会防潮的。那就采用低功耗方式，也是可以的。不受潮时，低功耗也会延长寿命，也就是说，老化更慢。


而那些基准器件，网络上，很多是二手的，拆机的，比如电阻，很难配套的。当你有好的构思，却受限于器件的配套。我买过一些，大部分不起作用。那些运放，我觉得配套得比较好，常用的都有。

38hot的文档，看过一些。和这边是类似的。而且，坛友也是互相串门的。我看到的，主要是分类不同。各种奇思妙想，是类似的。
那边，我比较不爱去，主要是仪表商比较多，修仪表的多，他们整那些仪表，我手上又没有，去凑什么热闹。真正做实验的，没想像的那么多。我曾经近一年时间，常在那里看文章。真的没想像好。千万别认为 38hot把恒流源整烂了，你不也感慨恒流源制作很难。我整了恒流源，不难的。

你想想看，那么多拆机件是怎么来了。他们把还能用的，修整一下，拿来卖。修不好的就拆机当元件卖。这背后的链条须看明白呀。我们是消费者，要买个能用的来。

即然要修，所以就有很多维修的贴子。拆下来的，要看大家制作基准的热度了。以前有段时间，大家热情高，设备都有点供不应求，现在不热。现在想买台34401，也容易的，没人抢了。比如说，不敢在淘宝上卖，我就不买了。不敢在淘宝上卖，实际上就是怕退货，他们对自己的货没有信心，有问题时，他们自己也修不好的，所以，那些贴子没那么神奇，他们自己也修不好，纵然有再多的拆机件。

还有研究怎么校准的高位表的。我在想哪来那么多人有时间研究这个。研究这个，还不如开发一个万用表。实际上，是有人在驱动的，之后这些精度恢复后，大部分会再次流向市场。要是服务好，自然是好。那么，如果我们也天天去研究各种万用表的较准，不也像仪表商了。我们主要还是消费者，是使用万用表的。万用表用坏了，要么扔了，要么拆机当配件，哪有闲工夫修好了再卖出。

还记得有一次，我买的一台6位半的吧，比我的四位半的还差。人家还不给退。而我在淘宝上买，虽然假货多，但我很少退货，须要退货的，还没遇到不能退货的。上个月买的那台MF35指针表，不知你还记得吗？我觉得有回差，反馈给店主。我并没要求退货。只是与他交流如何解决问题，看能不能修。我偿试修了，但修不好，店家主动要求退回，修好后重新寄给我。


补充内容 (2022-3-5 14:39):
写错了，是MF50，不是MF35

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abbey_tom 发表于 2022-3-7 14:16
谢谢许老师，
受教了，
过两天我再调试调试。

LM317在13度到38度范围内的性能，我测试过了。
如果补偿温度范围设定在18到35度范围，那么在15到36度范围内，最大误差在70ppm以内，即3.4ppm/℃
如果校准时，取平均数，约正负40ppm误差
如果按仪表常见的温度范围，18到28度范围内补偿，大约可以控制在17ppm以内，即1.7ppm/℃左右
如果用单片机进行补偿，可以控制在2ppm/℃，全程平均则小于1ppm/℃，性能更优一些。
这是在进行温漂测定的基础上才能实现的。实际上不能完全补偿，误差还会增加一些。

    电流稳定性：由于没有更稳定的万用表测试，所以只能估测。在闭壳情况下，跳动范围约3字，即正负1.5ppm字
我更多测试开壳的情况。开壳时，有时会有10ppm的变化。甚至移动LM317+Ro基准源，也会发生20ppm的变化。这是气流扰动，引起温度场临时变化引起的，而且恢复时间比较长，表现为超低频的波动。比如，隔几分钟晃一次，每晃一次至少要1分钟以上才能恢复。在恒温箱中未看到这种现象。

    老化问题：我目前测试不了。因为短期老化太小，已超出34401的能力范围。因为，一个升降温周期长达1小时以上，结果只有几ppm的差别，而34401本身也在漂，所以我测不了。

    因此，用LM317做到4ppm/℃是很难的，要做很多测试工作，也只能免强在较小的温度范围内何持低温漂。
    但是，如果只要求做25ppm/℃的，那就很容易。适当控制LM317与Ro的温漂正负方向就可以了。
    当LM317是正温度系数的，就用正温度系数的电阻（如果是负的，可以加一点漆包线使之变为正，大约50毫欧就可以了）
    当LM317是负温度系数的，就用负温度系数的电阻
    那个0.45元的电阻，买1个或10个。不足的2.5欧，用4个1/4W的10欧色环代替就可以了。色环采用温度系数小于30ppm的就可以了，配合负温度系数的LM317使用。
    同一批次的LM317，电压值一般相同，但温度系数是不同的。我测试过3个，都不一样。有正系数，也有负系数。
    这样做好之后，合成的温度系数一般不会超过25ppm/℃，已经足够精确了。四位半的表难以发现他在漂移，如非故意加热。

LM317接300欧负载，测量输出电压。固定在散热器上，想个办法让散热器升温20度（18度升到38度)，估计也可以利用4位半的表观察到温漂。会在正负2字左右。

xjw01

桌上的废物多，本想扔了，正好这两天测试LM317，于是废物利用，制作一个恒流源。
材料：
1.LM317是前两天做实验时留下的，1个作为电源LM317，另一个作为输出恒流LM317，其它阻容为平时的备件。
2.电脑主板上拆了一个散热器，给恒流源输出的LM317散热
3.监控开关电源里剪下的一小块散热器。给电源LM317散热，它也分担了部分恒流，减小输出恒流LM317的功耗，同时使得输出LM317的压差恒定。因此输出LM317功耗恒定且输出电压稳定
3.利用废弃的节能灯PCB板做支架。板上的整流电路保留。

15979399122

许老师为一个小问题又做实验验证，真务实。

tyuka

有空我也搞一个

quexing

学习一下，有时间制作一个

abbey_tom

许老师的科学态度真的令人佩服，
这个问题可能是因我而起，
没有想到您为此做了不少实验，
在许老师的指导和实物示范下，
我刚才搭了一个电路，
效果真的不错。

abbey_tom

简单测试了一下，
报告一下成果，
按照许老师的要求，
用了8个100Ω的电阻并联，
但最后电流略大于100mA,
为了得到精准的100mA,
我把其中一个电阻串接了新买的电阻板，
调到7Ω,用23S测得100mA.

之后，比较了一下，
0Ω负载和20Ω负载这两种情况下的电流变化，
用23S仅测得0.00003mA的变化，
老实说这个变化已经在23S的正常波动范围内了。

也说就是说，
拿这个恒流源来测量0－20Ω的低阻，
只须测量电阻两端的毫伏数就可以了，
测量误差控制在所用毫伏表精度内是没有问题的。

abbey_tom

做成了一个小玩意儿，
便于收藏，
需要时可用它测低电阻。
嘿嘿，
整体看来像是一个两端的器件，
使用起来还是很方便的，
必要时可以考虑做一个开尔文夹。

abbey_tom

测量MF47中的分流电阻0.54Ω

5free

很实用，实乃DIY爱好者必备。

abbey_tom

xjw01 发表于 2022-2-27 11:48
减小热应力:
LM317内部各种封装材料胀缩系数是不一样的，当温度发生变化，基准电压会发生偏移。
实验数据 ...

谢谢又一波详细测量数据，
我的精度要求没有那么高，
只要0.5%到1%足矣，
另外，
我使用了8个3W的电阻，
温升应该不会很明显。

washu

abbey_tom 发表于 2022-2-27 17:13
...
我使用了8个3W的电阻，
温升应该不会很明显。

317 的温度系数大约是 56ppm（0.7% ov 0~125°C），不过即使是温度系数更低的基准器件，也是要求远离热源使用的，这是基本原则。

另一个常见原则是降低基准器件上的功耗，比如：降额使用

washu

abbey_tom 发表于 2022-2-27 13:11
用了8个100Ω的电阻并联，
但最后电流略大于100mA,
为了得到精准的100mA,
我把其中一个电阻串接了新买的电阻板，
调到7Ω,用23S测得100mA.

...，
拿这个恒流源来测量0－20Ω的低阻，
只须测量电阻两端的毫伏数就可以了，
测量误差控制在所用毫伏表精度内是没有问题的

此时 100mA 电流精度受限于 23S 的 100mA 档，因此可以将电阻两两并联得到 4 个 50 欧姆，用 23S 的 30mA 档依次测量这 4 个 50 欧姆电阻在 317 上得到的电流 I1~I4，以及 Iadj_100，再将所有电阻并联测得 Ip 和 Iadj_125，从而得到高精度的 100mA 结果

基本上，在 4 位半尺度，表的线性度可以相信（如果不信自行验证也不难），表的线性度不会对结果造成什么影响。

btw. 电阻和 317 散热器太近，记住远离热源

xjw01

重新制作恒流部件，效果明显提升。
1.上电期间的漂移减小了近10倍
2.加入50毫欧的漆包线(纯铜线)进行温度系数补偿，现在温漂飘只有5ppm/度。
  漆包线偏短，原计划52毫欧，剪完后只有47毫欧，造成补偿不彻底。
3.做了一次升温测试（升高22度），再降回室温，电流源没有完全回到原值，大约还相差了7ppm，不过，气温也有所下降，所以暂时分不清是温飘引起的，还是老化引起的。此外，不断的焊接等因素，LM317暂时还没有最终稳定，如果把时间再放置长一些，一般还会有几十ppm的变化。