Calculateur de régulateur de courant LM317
Calculez le courant de sortie d'un régulateur de courant constant à base de LM317 à partir d'une seule valeur de résistance. Entrez simplement la résistance entre les broches de sortie et d'ajustement pour obtenir le courant en ampères.
Sortie à courant constant du LM317
Formule du régulateur de courant LM317
Où :
- \(I\) — courant de sortie (A)
- \(V_{ref}\) — tension de référence du LM317, nominalement \(1.25\text{ V}\)
- \(R\) — résistance connectée entre les broches de sortie et d'ajustement (Ω)
Le LM317 maintient une tension constante de \(1.25\text{ V}\) aux bornes de la résistance, de sorte que le courant qui la traverse — et donc qui traverse la charge — est déterminé entièrement par la valeur de la résistance.
Régulateur de courant LM317 – Exemple de calcul
Exemple : une résistance de 10 Ω est connectée entre les broches de sortie et d'ajustement d'un LM317 utilisé comme source de courant constant.
\[ I = \frac{V_{ref}}{R} = \frac{1.25}{10} = 0.125\text{ A} \]
Résultat : le régulateur délivre un courant constant de 0,125 A (125 mA) à la charge.
Comment utiliser le calculateur
- Entrez la Valeur de la résistance en ohms (Ω). Il s'agit de la résistance câblée entre la broche de sortie du LM317 et la broche d'ajustement.
- Le Courant de sortie en ampères (A) s'affiche instantanément, sur la base de la tension de référence du LM317 de 1,25 V.
- Si vous avez plutôt besoin d'un courant spécifique, réarrangez la formule sous la forme \( R = \frac{1.25}{I} \), calculez la résistance nécessaire, puis entrez-la pour vérifier.
Qu'est-ce qu'un régulateur de courant LM317 ?
Le LM317 est un régulateur de tension linéaire ajustable, mais avec une seule résistance externe, il devient une source de courant constant simple et fiable. La résistance est connectée entre les broches de sortie (OUT) et d'ajustement (ADJ), et la charge est connectée entre la broche d'ajustement et la masse. Comme le LM317 maintient toujours 1,25 V entre ses broches de sortie et d'ajustement, le courant traversant la résistance est fixé à \( I = 1.25/R \) — et comme la broche d'ajustement ne consomme qu'un courant infime (environ 50–100 µA), pratiquement le même courant traverse la charge.
Cette configuration est très utilisée dans les drivers de LED, où les LED ont besoin d'un courant contrôlé plutôt que d'une tension contrôlée, ainsi que dans les chargeurs de batterie et les alimentations de test à limitation de courant, où le dépassement d'un courant défini pourrait endommager le dispositif alimenté. Le circuit ne nécessite que deux composants en plus du LM317 lui-même (la résistance de réglage et, éventuellement, un condensateur d'entrée), ce qui en fait l'une des solutions à courant constant les moins chères disponibles.
Comme le courant ne dépend que d'une tension de référence fixe et d'une résistance — toutes deux stables dans le temps et en température — le courant de sortie reste constant même lorsque la tension d'alimentation ou la résistance de charge varie, à condition que le LM317 dispose d'une marge de tension suffisante pour fonctionner (voir les limitations ci-dessous).
Valeurs de résistance pour des courants courants
| Courant souhaité | Valeur de la résistance (Ω) | Puissance admissible nécessaire |
|---|---|---|
| 20 mA | 62,5 | ≥ 0,05 W |
| 50 mA | 25 | ≥ 0,125 W |
| 100 mA | 12,5 | ≥ 0,25 W |
| 250 mA | 5 | ≥ 0,5 W |
| 500 mA | 2,5 | ≥ 1 W |
| 1 A | 1,25 | ≥ 2 W |
La puissance dissipée par la résistance est \( P = I^2 R = 1.25 \times I \) ; choisissez toujours une résistance dont la puissance admissible est largement supérieure à cette valeur.
Limitations et conseils pratiques
- Marge de tension : le LM317 a besoin que la tension d'entrée dépasse la tension de sortie d'au moins 3 V (la tension de déchet) plus les 1,25 V aux bornes de la résistance de réglage — soit environ 4,25 V au total dans cette configuration. En dessous, le courant chutera.
- Dissipation de puissance : le LM317 dissipe \( P = (V_{in} - V_{load}) \times I \). À courants élevés ou à grandes différences entrée-sortie, utilisez un dissipateur thermique. Le boîtier TO-220 peut typiquement dissiper quelques watts avec un refroidissement adéquat.
- Valeurs maximales : le LM317 standard est limité à environ 1,5 A de courant de sortie et à une différence de tension entrée-sortie de 37 V. Pour des courants plus élevés, utilisez un LM338 (5 A) ou un LM350 (3 A), qui fonctionnent avec la même formule.
- Tolérance de la résistance : la précision du courant de sortie est directement limitée par la tolérance de la résistance et celle de la référence de 1,25 V (qui varie légèrement, généralement entre 1,20 et 1,30 V selon les composants). Utilisez une résistance à 1 % pour des courants précis.
- Rendement : comme tout régulateur linéaire, l'excès de tension est converti en chaleur. Pour les applications sur batterie ou les LED de forte puissance, un driver à découpage à courant constant peut être plus efficace.
Lors du choix du câblage de votre circuit, vérifiez que la section des conducteurs peut supporter le courant avec notre calculateur de section de fil. Si vous devez réaliser la résistance de réglage à partir de composants disponibles, le calculateur de résistances en parallèle aide à combiner des résistances pour atteindre la valeur exacte. Pour les applications de régulation de tension avec une conception discrète similaire, consultez le calculateur de résistance pour diode Zener.
Questions fréquentes
Pourquoi mon courant mesuré diffère-t-il légèrement de la valeur calculée ?
Deux facteurs provoquent de petits écarts. D'abord, la tension de référence du LM317 n'est pas exactement de 1,25 V — elle peut se situer entre environ 1,20 V et 1,30 V selon la puce. Ensuite, la tolérance de la résistance (5 % pour les résistances standard) décale directement le courant. La broche d'ajustement absorbe également 50–100 µA, ce qui ajoute une erreur infime. Pour des résultats plus proches, utilisez une résistance à 1 % de tolérance et mesurez la tension de référence réelle de votre puce.
Quelle valeur de résistance me faut-il pour un courant spécifique ?
Réarrangez la formule en \(R = 1.25 / I\). Par exemple, pour alimenter une LED à 350 mA : \(R = 1.25 / 0.35 = 3.57\ \Omega\). Comme les résistances standard existent en valeurs courantes, choisissez la plus proche et utilisez le calculateur pour vérifier le courant obtenu. Si vous avez besoin d'une valeur inhabituelle, combinez des résistances en série ou en parallèle pour l'atteindre plus précisément.
Puis-je utiliser des valeurs de résistance standard comme 68 Ω ou 12 Ω au lieu de valeurs exactes ?
Oui. Une résistance de 12 Ω donne \(1.25/12 \approx 104\) mA au lieu de 100 mA exactement — généralement acceptable pour les LED et la charge de batteries. Si cette petite erreur compte, combinez des résistances : par exemple, 12 Ω en série avec 0,5 Ω donne 12,5 Ω pour un courant précis de 100 mA. Vérifiez toujours la résistance finale avec le calculateur avant de construire le circuit.
Quelle puissance la résistance de réglage dissipera-t-elle, et quelle puissance admissible choisir ?
La puissance de la résistance est égale à \(P = I^2 R = 1.25 \times I\). À 500 mA, cela fait 0,625 W — trop pour une petite résistance de 1/4 W. Choisissez une puissance admissible au moins double de la dissipation calculée, soit 2 W pour des courants autour de 1 A. Une résistance bobinée est un bon choix pour les courants élevés car elle supporte mieux la chaleur que les types à carbone ou à couche métallique.
Quelle tension d'entrée une source de courant à LM317 nécessite-t-elle ?
Additionnez la tension directe de votre charge plus environ 4,25 V de marge : 3 V de tension de déchet pour le LM317 lui-même plus les 1,25 V aux bornes de la résistance de réglage. Par exemple, une série de LED blanches présentant une chute de 9 V nécessite au moins 13,25 V en entrée. Si la tension d'entrée est trop faible, le courant descend simplement en dessous de la valeur définie — le régulateur ne peut pas élever la tension, seulement l'abaisser.
Comment alimenter des LED de forte puissance ou dépasser 1,5 A ?
Le LM317 standard plafonne autour de 1,5 A. Pour des courants plus élevés, remplacez-le par un LM350 (3 A) ou un LM338 (5 A) — le même circuit à une résistance et la même formule \(I = 1.25/R\) s'appliquent. À ces courants, la chaleur est la principale préoccupation : calculez \(P = (V_{in} - V_{load}) \times I\) et installez un dissipateur thermique correctement dimensionné, ou envisagez un driver LED à découpage pour un meilleur rendement.
Une seule source de courant à LM317 peut-elle alimenter plusieurs LED en série ?
Oui, c'est un montage classique de driver LED. Connectez les LED en série entre la broche d'ajustement et la masse, et le même courant régulé traverse chacune d'elles. Vérifiez simplement le budget de tension : l'alimentation doit dépasser la somme des tensions directes de toutes les LED plus la marge d'environ 4,25 V. Le montage en série est préférable au montage en parallèle car il garantit un courant identique dans chaque LED.