LM723 穩壓芯片概述

LM723 是一種高精度的可調節線性電壓穩壓器芯片，由德州儀器（Texas Instruments）設計制造，最早可以追溯到 1967 年。這款穩壓器被廣泛應用于各種電源系統設計中，特別適用于需要低噪聲和高穩定性的環境。LM723 不僅可以用作穩壓電源，還可以配置為正負電壓輸出電路，且其電壓范圍較廣，最高可達 37V。

常見型號

LM723 有多種不同的封裝和型號，以滿足不同的應用需求。以下是幾種常見型號：

1. LM723H/NOPB：金屬封裝（TO-100），具有較好的散熱性能。

2. LM723CN：塑料封裝（DIP-14），適合于通用電路設計，成本較低。

3. LM723C：陶瓷封裝，通常用于高精度應用或惡劣環境。

4. LM723QML：軍事級版本，經過更加嚴格的質量控制和測試，適用于航空航天等高可靠性場景。

每種型號封裝形式的不同，往往會影響散熱性能和尺寸選擇，但其基本功能是相同的。

參數

LM723 穩壓芯片具有以下重要參數：

• 輸入電壓范圍：9.5V 到 40V。

• 輸出電壓范圍：2V 到 37V（可調）。

• 最大輸出電流：150mA（當芯片內部配置為基本穩壓電路時）。通過外部晶體管可擴展至數安培。

• 輸出電壓調節精度：0.01%（典型值）。

• 工作溫度范圍：-55°C 到 125°C（不同型號的工作溫度可能略有不同）。

• 電壓調整率：當輸入電壓在 12V 到 15V 之間變化時，輸出電壓的調整率通常為 0.01%。

• 過熱保護和過流保護：LM723 提供內置的過流保護功能，還可以通過外部器件實現熱保護。

• 電源抑制比：電源抑制比（PSRR）通常在 86dB 以上，表現出對輸入電壓波動的強大抑制能力。

工作原理

LM723 穩壓芯片的核心工作原理是通過比較器和誤差放大器的反饋機制，來調整輸出電壓，從而保持輸出電壓的穩定。在其工作過程中，LM723 接受輸入電壓，經過內部的電壓基準、誤差放大器、外部分壓電阻網絡等元件的調節，實現對輸出電壓的精準控制。

其主要工作模塊如下：

1. 電壓基準源：LM723 內部有一個穩定的 7.15V 基準電壓源。這個基準電壓用于與誤差電壓進行比較，從而調節輸出電壓的穩定性。該基準電壓具有良好的溫度穩定性，保證輸出電壓不會隨環境溫度變化。

2. 誤差放大器：芯片內部的誤差放大器將反饋電壓與基準電壓進行比較，若反饋電壓低于基準電壓，誤差放大器輸出信號會驅動調整管（晶體管或MOS管），提高輸出電壓；若反饋電壓過高，誤差放大器會降低輸出電壓。

3. 外部補償電路：LM723 允許用戶通過外部電容和電阻配置補償網絡，以優化其動態響應。

4. 輸出驅動器：內部的晶體管（或外接晶體管）可以提供一個穩壓輸出電壓，但輸出電流通常受限于芯片的功耗能力，若需要較大的電流輸出，則需要外接功率晶體管。

特點

LM723 擁有以下幾個顯著特點：

1. 可調節性強：LM723 的輸出電壓可以在 2V 到 37V 范圍內調節，因此它可以滿足廣泛的應用需求。

2. 電壓精度高：內置高精度電壓基準源，誤差通常可以控制在 0.01% 以內，確保輸出電壓的穩定性。

3. 穩定性好：在輸入電壓和輸出負載發生波動時，LM723 依然能保持較好的穩定性能，對輸入電壓的波動具有強大的抑制能力。

4. 過流保護：LM723 內部集成了過流保護功能，當輸出電流過大時，芯片會自動限制輸出電流，防止損壞。

5. 靈活性高：除了可以用作普通的穩壓器，還能用于負電壓輸出、雙電源系統、可編程電源等多種電源設計中。

6. 外接擴展能力：LM723 可以通過外接晶體管增加其輸出電流能力，使其能夠驅動更大的負載。

作用

LM723 的主要作用是在電路中提供穩定的電壓輸出，確保電子器件能夠在合適的電壓下正常工作。由于其良好的電壓調節能力和靈活的配置選項，LM723 被廣泛用于各種需要精密電壓控制的場合，如：

1. 穩壓電源設計：為微處理器、傳感器等提供穩定的電源電壓。

2. 可調電源設計：LM723 可以用于設計可調穩壓電源，用戶可以通過調節外部電阻網絡來改變輸出電壓。

3. 電池充電器：LM723 常用于恒壓電池充電器電路中，通過精準控制電壓，確保充電過程的安全和有效性。

4. 實驗室電源：由于 LM723 的高精度調節能力，許多實驗室電源設計都使用該芯片來提供可調節且穩定的電壓輸出。

5. 雙電源或負電源電路：LM723 也能輕松用于設計雙電源或負電源電路，滿足某些特殊電路設計的需求。

應用

LM723 的應用十分廣泛，涵蓋了多個行業領域。以下列舉幾個常見的應用場景：

1. 工業設備中的電源模塊：LM723 的高精度特性和穩定性，使得它常用于各種工業設備中的電源模塊，確保設備在惡劣環境下依然能夠獲得穩定的供電。

2. 通信設備：許多通信設備的電源設計都依賴于 LM723 提供的精確穩壓電源，尤其是在對電壓要求較為苛刻的通信模塊中，如無線通信基站、電信交換機等。

3. 醫療設備：在醫療設備中，穩壓電源的穩定性和準確性至關重要。LM723 的低噪聲和高精度特性，使得它成為許多醫療設備的首選穩壓芯片，如心電圖機、監護儀等。

4. 家用電器：許多家用電器，如電視機、音響系統等，都需要穩定的電源供電。LM723 可以在這些應用中提供精準的電壓控制，保證設備的正常運行。

5. 汽車電子：隨著汽車電子設備的普及，LM723 在車載電源管理中也發揮了重要作用，尤其是在需要穩定的低噪聲電壓輸出的系統中，如車載音響系統、導航系統等。

6. 實驗室和科研：LM723 被廣泛用于各種科研實驗室中的電源設計。由于其輸出電壓的可調性和高精度，許多研究人員選擇使用該芯片來設計可調電源，以滿足不同實驗的需求。

詳細應用實例

為了更好地理解 LM723 的應用，我們可以深入探討一些具體的電路設計實例，這些實例展示了 LM723 如何在實際中被有效利用。

1. 可調穩壓電源電路

一個典型的可調穩壓電源電路可以基于 LM723 芯片來設計，以下是一個基本的電路示例：

電路組成：

• 輸入電源：一個 DC 電源，輸入電壓范圍在 9.5V 到 40V。

• LM723：用作電壓穩壓器。

• 外部電阻：通過調節電阻的阻值，用戶可以改變輸出電壓。

• 輸出電容：通常使用一個電容（如 100μF）以提高輸出的穩定性。

工作原理：

1. 輸入電源通過 LM723 的輸入引腳供電。

2. 內部的電壓基準源輸出 7.15V 作為比較基準。

3. 外部電阻形成的分壓網絡與輸出電壓相連接，反饋到誤差放大器。

4. 當反饋電壓與基準電壓進行比較后，LM723 自動調節輸出電壓以保持其恒定。

輸出電壓調節：

• 通過調節電位器或電阻的值，可以實現從 2V 到 37V 的任意輸出電壓。

2. 恒流源電路

LM723 還可以被配置為恒流源電路，適用于LED驅動、電池充電等場合。以下是恒流源電路的設計：

電路組成：

• LM723：作為核心穩壓器。

• 外部電流檢測電阻（如 1Ω）：用于檢測通過負載的電流。

• 電流設定電阻：與檢測電阻并聯，以設定所需的輸出電流。

工作原理：

1. 通過檢測電阻來測量輸出電流，反饋給 LM723 的誤差放大器。

2. LM723 比較檢測到的電流與設定值，如果實際電流小于設定值，芯片會增加輸出電壓。

3. 當實際電流達到設定值時，LM723 將保持此電流不變。

應用場合：

• LED 驅動電路可以利用該恒流源保證 LED 的亮度恒定，避免因電壓變化而導致的亮度不一致。

• 電池充電電路中，LM723 可保證恒流充電，從而延長電池的使用壽命。

3. 負電源電路

LM723 也能夠構建負電源電路，適用于一些需要雙極性電源的應用。

電路組成：

• LM723：用作負電源生成。

• 外部電阻和電容：用于構成反饋回路和濾波。

工作原理：

1. 將 LM723 的輸出端連接到負載，通過反向連接輸入電源，形成負電壓輸出。

2. 反饋網絡可以調節輸出電壓的大小。

應用場合：

• 負電源電路在運算放大器、音頻放大器等電路中非常常見。

使用注意事項

在使用 LM723 穩壓芯片時，需要考慮以下幾個方面以確保電路的正常工作：

1. 散熱管理：由于 LM723 在工作過程中會產生一定的熱量，因此在設計時應考慮散熱問題。建議在高功率應用中加裝散熱片，以防止芯片因過熱而損壞。

2. 輸入電壓限制：要確保輸入電壓不超過芯片的最大額定值（40V），以免損壞芯片。同時，輸入電壓應保持在其工作范圍內，以確保輸出穩定。

3. 輸出電容選擇：選擇合適的輸出電容以提高電路的瞬態響應能力，通常推薦使用電解電容和陶瓷電容的組合，以降低輸出紋波。

4. 外部晶體管選擇：當需要大電流輸出時，選擇適合的外部晶體管進行擴展，并注意其最大額定電流和功耗。

5. 負載特性：在設計電路時，應確保負載特性符合穩壓器的工作條件，以防止輸出過載。

小結

LM723 是一款功能強大的可調線性穩壓器，因其簡單的電路設計、高精度、穩定性以及多種應用而被廣泛使用。無論是在家用電器、工業設備、通信、醫療設備還是實驗室中，LM723 都提供了可靠的電源解決方案。通過合理的設計和配置，LM723 可以滿足不同的電源需求，是電源設計領域中不可或缺的組成部分。

未來發展趨勢

隨著電子設備向更高的集成度和智能化發展，對電源的需求也日益增長。未來，LM723 及其后續產品可能會朝以下方向發展：

1. 更高效率：隨著對電源效率要求的提高，未來的穩壓器將可能集成更多的功率管理功能，以提高整體能效。

2. 智能化控制：未來的穩壓器可能會集成更多智能控制功能，例如自動檢測負載變化并進行自適應調節。

3. 集成度提高：為了適應空間受限的應用，未來的產品可能會將更多的功能集成到單一芯片中，減少外部組件的數量。

4. 環境友好設計：隨著環保意識的提高，未來的電源設計將可能更加注重對環境的影響，開發出更為環保的材料和設計方案。

總結

LM723 是一款經典的高精度可調電壓穩壓器，具備優良的電壓調節能力、靈活的設計特點以及廣泛的應用場景。無論是在工業設備、家用電器，還是科研實驗中，LM723 都憑借其穩定性和精度，成為電源設計領域中不可或缺的重要元件。

總之，LM723 的設計理念和應用場景將不斷拓展，以滿足未來電子行業日益增長的需求。