LM317電圧レギュレータとは:回路とその動作

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負荷側または消費者側で受信される電源は、不規則な負荷またはローカル電力網の基本的な状態により、電圧レベルに変動があります。これらの電圧変動は、消費者の電気および電子機器の寿命の短縮または負荷の損傷につながる可能性があります。だから、それはする必要があります 過電圧および低電圧から負荷を保護します または負荷に一定の電圧を供給し、維持する必要があります システム電圧の安定性 規制技術を使用します。電圧調整は、一定の電圧を維持すること、またはシステムの電圧レベルを広範囲の負荷条件にわたって許容範囲内に維持することとして定義できます。したがって、電圧調整には電圧調整器が使用されます。線形電圧調整のために、そして時々調整可能なLM317電圧調整器が使用され、非標準電圧が意図されています。

電圧レギュレータとは何ですか?

の電圧調整 電源システム 電圧レギュレータと呼ばれる電気または電子デバイスを使用して実現できます。固定電圧レギュレーターや可変電圧レギュレーターなど、さまざまなタイプの電圧レギュレーターがあります。これらは再び電子電圧レギュレータとして多くのタイプに細分されます、電気機械レギュレーター、自動電圧レギュレーター、線形電圧レギュレーター、スイッチングレギュレーター、LM317電圧レギュレーター、ハイブリッドレギュレーター、SCRレギュレーターなど。




電圧レギュレーター

電圧レギュレーター

LM317電圧レギュレータ

LM317電圧レギュレータ

LM317電圧レギュレータ



これは、電圧調整に使用される正の線形電圧レギュレーターの一種であり、1970年にナショナルセミコンダクターで働いていたRobert C.DobkinとRobertJ.Widlarによって発明されました。これは3端子調整可能電圧レギュレーターです。また、出力電圧を設定するには、LM317電圧レギュレータ回路に2つの外部抵抗しか必要ないため、使いやすいです。これは主に、ローカルおよびオンカードの規制に使用されます。接続すれば 固定抵抗器 LM317レギュレータの出力と調整の間に、LM317回路を高精度電流レギュレータとして使用できます。

LM317電圧レギュレータ回路

3つの端子は、入力ピン、出力ピン、および調整ピンです。下図に示すLM317回路はtです。Yデカップリングコンデンサを含むLM317電圧レギュレータの回路図の典型的な構成。このLM317回路は可変を提供することができます 直流電力送信機 出力は1Aで、最大30Vまで調整できます。この回路は、直列に接続されたローサイド抵抗とハイサイド抵抗で構成され、抵抗分圧器を形成します。これは、入力電圧の一部である出力電圧を生成するために使用されるパッシブ線形回路です。

デカップリングコンデンサは、デカップリングのために、または電気回路のある部分が別の部分から望ましくない結合を防ぐために使用されます。回路の残りの要素に対するいくつかの回路要素によって引き起こされるノイズの影響を回避するために、 デカップリングコンデンサ 回路内は、入力ノイズと出力トランジェントに対処するために使用されます。ヒートシンクは回路とともに使用され、より多くの電力損失によるコンポーネントの過熱を回避します。

LM317電圧レギュレータ回路

LM317電圧レギュレータ回路

特徴

LM317レギュレータにはいくつかの特別な機能があり、いくつかは次のとおりです。


  • 1.5Aの過電流を供給することができるため、概念的には、出力電圧が1.2V〜37Vのオペアンプと見なされます。
  • LM317電圧レギュレータ回路は内部で構成されています 熱過負荷保護 短絡電流は温度とともに一定に制限されます。
  • 3リードトランジスタパッケージと表面実装D2PAK-3の2つのパッケージで利用できます。
  • 多くの固定電圧のストックをなくすことができます。

電圧レギュレータLM317回路の動作

LM317レギュレータは過剰な出力電流を供給する可能性があるため、この容量では、概念的には次のように見なされます。 オペアンプ 。調整ピンはアンプの反転入力であり、1.25Vの安定した基準電圧を生成するために、内部バンドギャップ基準電圧を使用して非反転入力を設定します。

出力ピンの電圧は、出力とグランドの間の抵抗分圧器を使用して一定量に連続的に調整できます。これにより、オペアンプが非反転アンプとして構成されます。

バンドギャップリファレンス電圧は、供給電力の変化に関係なく一定の出力電圧を生成するために使用されます。これは、集積回路で頻繁に使用される温度に依存しない基準電圧とも呼ばれます。

LM317電圧レギュレータ回路の出力電圧(理想的には)

Vout = Vref *(1+(RL / RH))

デバイスの調整ピンから静止電流が流れるため、誤差項が追加されます。

Vout = Vref *(1+(RL / RH))+ IQR

より安定した出力を実現するために、LM317電圧レギュレータの回路図は、静止電流が100マイクロアンペア以下になるように設計されています。したがって、すべての実際的なケースでは、エラーは無視できます。

LM317電圧レギュレータの回路図の分圧器のローサイド抵抗を負荷に置き換えると、LM317レギュレータの結果の構成によって負荷への電流が調整されます。したがって、このLM317回路はLM317電流レギュレータ回路として扱うことができます。

LM317電流レギュレータ

LM317電流レギュレータ

出力電流は、抵抗RHの両端の基準電圧の電圧降下であり、次のように与えられます。

理想的な場合の出力電流は

Iout= Vref / RH

静止電流を考慮すると、出力電流は次のように与えられます。

Iout=(Vref / RH)+ IQ

これらのリニア電圧レギュレータLM317およびLM337は、 DC-DCコンバーター アプリケーション。リニアレギュレータは、供給時に当然多くの電流を引き込みます。この電流と入力と出力の電圧差の乗算によって生成された電力は消費され、熱として浪費されます。

このため、重要な設計には熱を考慮する必要があり、非効率につながります。電圧差が大きくなると、無駄な電力が増え、この消費電力が供給電力を超える場合があります。

これは重要ではありませんが、いくつかの追加コンポーネントを備えたリニア電圧レギュレータは安定した電圧を取得する簡単な方法であるため、このトレードオフを受け入れる必要があります。これらのスイッチングレギュレータは一般により効率的であるため、スイッチング電圧レギュレータはこれらのリニアレギュレータの代替手段ですが、設計に必要なコンポーネントの数が多く、したがってより多くのスペースが必要です。

この記事がLM317電圧レギュレータ回路の動作について簡単に説明してくれることを願っています。さらに、に関する説明については 電圧レギュレータとそのアプリケーション 、下のコメントセクションにコメントや質問を投稿して、お気軽にお問い合わせください。