LM337K / LM 337 K - Régulateur de Tension Négative Ajustable TO-3

Le LM337K est un régulateur de tension linéaire négative ajustable haute performance (Adjustable Negative Voltage Regulator IC) capable de fournir plus de 1,5 A sur une plage de tension réglable de -1,2 V à -37 V.

Le préfixe LM désigne l'architecture standard développée à l'origine par National Semiconductor, mais comme beaucoup de grands classiques de la logique et de l'analogique, le LM337K a été produit sous licence par plusieurs grands fondeurs, dont Thomson-CSF / SGS-Thomson (STMicroelectronics), Texas Instruments ou ON Semiconductor.

Logé dans le boîtier métallique historique TO-3 (TO-204AA) à haute dissipation thermique, ce composant est le pendant négatif du régulateur positif LM317K. On le retrouve dans les alimentations symétriques de précision (+/- 15V audio, instrumentation), les amplificateurs de puissance et les cartes électroniques industrielles.

Caractéristiques Essentielles

• Fabricants : SGS-Thomson / STMicroelectronics, National Semiconductor / Texas Instruments, ON Semiconductor.

• Fonction : Régulateur de tension linéaire négative ajustable (-1,2 V à -37 V / 1,5 A).

• Boîtier : TO-3 / TO-204AA (Boîtier métallique à 2 broches traversantes + boîtier reliant la 3e connexion).

• Signification de la référence :

  • LM : Linear Monolithic (référence standard du marché).

  • 337 : Modèle ajustable négatif (plage de température commerciale 0 °C à +125 °C).

  • K : Boîtier métallique étanche TO-3.

• Performances clés :

  • Tension de Sortie Ajustable : Réglable de -1,2 V à -37 V à l'aide de seulement deux résistances externes.

  • Courant de Sortie : Supérieur à 1,5 A (pouvant atteindre 2,2 A en pointe sous réserve d'un refroidissement adéquat).

  • Rejet de Ondulation (Ripple Rejection) : 77 dB, offrant un excellent filtrage du ronflement 100 Hz/120 Hz en audio.

  • Protections Intégrées :

    • Limitation de courant interne indépendante de la température (Current Limit).

    • Protection thermique contre les surchauffes (Thermal Overload Protection).

    • Protection de la zone de sécurité des transistors de sortie (Safe Area Compensation).

Mémo Technique d'Atelier

• Pinout & Repérage (TO-3 Vu de dessous, broches vers soi) :

  • Rappel visuel : Les deux broches sont désaxées par rapport au centre du boîtier.

  • Broche 1 : ADJUST / ADJ (Broche de réglage)

  • Broche 2 : VIN (Entrée tension négative non régulée, ex: -20 V à -40 V)

  • Boîtier / Semelle Métallique (Case) : VOUT (Sortie tension négative régulée)

  • ATTENTION DANGER DE COURT-CIRCUIT : Sur le LM337K, la semelle métallique du TO-3 est reliée à la SORTIE (VOUT). Si le boîtier est monté sur un radiateur relié à la masse ou au dissipateur du LM317K (dont la semelle est aussi VOUT positif), il faut impérativement utiliser un canon isolant + un mica/canon silicone sous le TO-3 pour éviter d'imposer un court-circuit direct entre le rail positif et le rail négatif !

• Calcul de la Tension de Sortie :

  • La tension entre la broche VOUT et la broche ADJ est maintenue à une tension de référence constante de -1,25 V.

  • Formule pratique : VOUT = -1,25 V x (1 + (R2 / R1))

  • En pratique : Placer une résistance R1 de 120 Ohms (ou 240 Ohms) entre VOUT (boîtier) et ADJ (Pin 1), et un potentiomètre/résistance R2 entre ADJ et la masse.

• Diagnostic Express (Pas de tension négative, régulateur brûlant, tension fixe à VIN) :

  • Symptômes Courants en Atelier :

    1. Tension de sortie égale à la tension d'entrée (VOUT = VIN) : Régulateur en court-circuit interne ou absence de la résistance R1 entre VOUT et ADJ.

    2. Oscillations / Instabilité en Sortie : Absence du condensateur de filtrage en sortie. Le LM337 nécessite au moins un condensateur de 1 uF au tantale (ou 10 uF électrolytique) sur la sortie pour éviter les accrochages HF.

    3. Coupure Thermique Intempestive : Dissipation trop importante (P = (VIN - VOUT) x IOUT). Vérifier le serrage du TO-3 et la présence de pâte thermique.

  • Mesures sous tension (au multimètre CC) :

    1. Tension de Référence : Mesurer entre le boîtier métallique (VOUT) et le Pin 1 (ADJ). Doit être de 1,25 V CC.

  • Équivalences et Substituts Directs (Ajustable Négatif TO-3) :

    • Substituts directs en boîtier TO-3 : LM337K, LM137K (version militaire), LAS19U, SD1083.

    • Équivalents fonctionnels en boîtier plastique TO-220 (attention, le brochage en TO-220 est ADJ, VIN, VOUT) : LM337T / LM337SP.

• Recommandations de Montage :

  • Kit d'Isolation TO-3 : Utilise une feuille de mica (avec pâte thermique silicone des deux côtés) ou un patin Bergquist sil-pad, ainsi que deux canons isolants en plastique pour les vis de fixation M3.

  • Diodes de Protection : En cas d'utilisation de fortes capacités de découplage (> 10 uF sur ADJ ou > 25 uF en sortie), installe une diode de protection (type 1N4007) cathode vers VIN et anode vers VOUT pour éviter que la décharge des condensateurs à l'extinction ne détruise la puce.