LM340シリーズ電圧レギュレータ

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電圧レギュレータは最も一般的に使用されるものの1つです 電子回路 どのデバイスでも。同期電圧(変動やノイズレベルなし)は、多くのデジタル電子デバイスの円滑な機能にとって非常に重要です。マイクロコントローラの通常のケースと同様に、スムーズに機能するには、スムーズに安定化された入力電圧をマイクロコントローラに供給する必要があります。電圧レギュレータは、電圧が適切な制限内にとどまるように電源の電圧を維持するために消費される電子デバイスにあります。この記事では、電圧レギュレーターとLm340シリーズ電圧レギュレーターのタイプについて説明します。

電圧レギュレータ

電圧レギュレータ



電圧レギュレータとは何ですか?

電圧レギュレータは、電源の電圧を適切な制限内に維持する電気または電子機器です。電圧調整器は、その電圧を使用する電気装置が許容できる規定の範囲内に電圧を維持することが望ましい。このようなデバイスは、発電機の出力電圧を電気負荷に等しくするため、および バッテリー 。電圧レギュレータは、電圧の過度の変動が有害となる可能性がある電子機器でも使用されます。


IC電圧レギュレータ

IC電圧レギュレータ



LM340シリーズ電圧レギュレータ

電圧レギュレータ LM340 ICの使用は、最もよく使用される電圧レギュレータICです。内蔵基準電圧は、以下のLM340ICのブロック図に示されています。

3端子電圧レギュレータ

3端子電圧レギュレータ

Vrefは、の非反転入力から駆動します。 オペアンプ 。ここで使用するオペアンプの電圧利得にはさまざまな段階があります。この高いゲインは、オペアンプが反転端子と非反転端子の間のエラー電圧をほぼゼロにするのに役立ちます。したがって、反転入力端子の値は、非反転端子Vrefと同様になります。したがって、分圧器を流れる電流は次のように書くことができます。

I = Vref / R2

図に示すように、抵抗R2は、ICに接続された外部コンポーネントではなく、製造元によってICの内部に組み込まれている内部抵抗です。上記の条件により、R1には同じ電流が流れます。したがって、出力電圧は次のように書くことができます。


Vout = Vref / R2(R1 + R2)

これは、R1とR2に必要な値を設定することで、レギュレータの出力も制御できることを示しています。このICには直列パストランジスタがあり、十分なヒートシンクが付いていれば、1.5Aを超える負荷電流を処理できます。

LM 340

LM 340

他のICと同様に、このICにもサーマルシャットダウンと電流警告オプションがあります。サーマルシャットダウンは、ICの内部温度がプリセット値を超えるとすぐにICをオフにする機能です。この温度上昇は、主に過剰な外部電圧、周囲温度、またはヒートシンクが原因である可能性があります。 LM340 ICのプリセットカットオフ温度値は175°Cです。サーマルシャットダウンと電流制限のため、LM340シリーズのデバイスはほとんど破壊されません。

LM340-15回路

LM340-15回路

上の図は、電圧レギュレータとしてのLM340ICのアプリケーションを示しています。ピン1、2、および3は入力、出力、およびグランドです。

ICからレギュレートされていない電源のフィルタコンデンサまでかなりの距離(cms)がある場合、回路内のリードインダクタンスのためにIC内で不要な発振が発生する可能性があります。この不必要な振動を取り除くために、 コンデンサ C1は、回路に示されているように配置する必要があります。コンデンサC2は、回路の過渡反応を発生させるために使用されることがあります。

LM 340シリーズのデバイスには、電圧の最小入力が必要です。これは、安定化出力電圧より少なくとも2〜3 V高くする必要があります。そうでない場合、安定化を停止します。さらに、過度の電力損失のため、電圧の最大入力があります。

レギュレーターの種類

基本的に2つあります 電圧レギュレータの種類 :–リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータ。この記事では、リニア電圧レギュレータについてのみ説明します。リニア電圧レギュレータには、シリーズとシャントの2つのタイプがあります。

リニアレギュレータ

リニアレギュレータは、 分圧器 。オーミック領域では、FETを使用します。電圧レギュレータの抵抗は負荷による変動であり、出力電圧は一定になります。

リニア電圧レギュレータの利点

  • 低出力リップル電圧を提供します
  • 高速応答時間の負荷または回線変更
  • 低電磁干渉と低ノイズ

リニア電圧レギュレータのデメリット

  • 効率が非常に低い
  • 大きなスペースのヒートシンクが必要
  • 入力を超える電圧を上げることはできません

シリーズ電圧レギュレータ

直列電圧レギュレータは、直列パス電圧レギュレータとも呼ばれます。荷重と直列に配置された可変要素を使用します。直列要素の抵抗の信頼性が低いため、負荷の両端の電圧を一定に保つために、直列要素の両端の電圧降下を変化させることができます。

シリーズ電圧レギュレータ

シリーズ電圧レギュレータ

直列電圧レギュレータの利点は、引き出される電流の量を負荷が効率的に使用できることですが、レギュレータに接続されている回路によっていくらかの電流が消費されます。シャントレギュレータとは対照的に、シリーズレギュレータは、負荷に電流が必要ない場合でも全電流を流しません。その結果、シリーズレギュレータの効率が大幅に向上します。

シャント電圧レギュレータ

シャント電圧レギュレータは、可変抵抗を介して電源電圧からグランドへのパスを提供することによって機能します。シャントレギュレータを流れる電流は負荷からそらされてから、無駄に地面に流れます。そのため、この形式は一般にシリーズレギュレータよりも効率が低くなります。ただし、これはより単純で、電圧リファレンスダイオードで構成されている場合があり、無駄な電流が小さすぎて問題にならない非常に低電力の回路で使用されます。この形式は、電圧リファレンス回路では非常に一般的です。シャントレギュレータは通常、電流をシンク(吸収)することしかできません。

シャント電圧レギュレータ

シャント電圧レギュレータ

シャントレギュレータのアプリケーション

  • 低出力電圧スイッチング電源
  • 電流ソースおよびシンク回路
  • エラーアンプ
  • 適応可能な電圧または電流の線形およびスイッチング 電源装置
  • 電圧監視
  • 正確なリファレンスを必要とするアナログおよびデジタル回路
  • 精度電流リミッター

これはすべて、Lm340シリーズ電圧レギュレータとそのアプリケーションに関するものです。この記事に記載されている情報は、この概念をよりよく理解するのに役立つと信じています。第2世代のICレギュレータは、出力電圧を一定に保つことができる3端子デバイスです。 LM340シリーズは第2世代ICレギュレータの典型的なケースです。 LM340シリーズの安定化電圧は5〜24 Vです。LM340デバイスには、電流制限とサーマルシャットダウンが含まれています。 ICレギュレータが電源から数インチ以上離れている場合、レギュレータ入力の両端にバイパスコンデンサを接続する必要がある場合があります。 LM340デバイスへの入力電圧は、安定化出力より少なくとも2または3V高くする必要があります。

さらに、この記事に関する質問や実装のヘルプについては 電気および電子プロジェクト 、お問い合わせいただくか、下記のコメント欄にコメントしてください。

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