LM317トランスの究極のガイド：データ、特性、およびそのアプリケーション
2023-12-01 7452

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LM317 回路で頻繁に使用される電圧レギュレータチップであり、その可変出力電圧について注目されています。この線形レギュレーターは、パワー回路、アナログ回路、精密機器など、膨大な範囲の電子アプリケーションに適しています。LM317は、入力と出力の差を管理することにより、安定した出力電圧を提供し、称賛に値する負荷とラインの規制を備えています。

LM317とは何ですか？

LM317は、固定内部基準電圧を使用する3末端調整可能レギュレーターであり、外部抵抗を介した出力電圧調整を可能にします。通常、さまざまな電力回路でレギュレータとして利用されており、安定した電圧出力を提供し、入力電圧の変動からその後の回路を効果的に保護します。

LM317のピンアウト

図1：LM317ピンアウト

正面から電圧レギュレータを見ると、左側の最初のピンはadj、中央のピンはvout、右側の最後のピンはvinです。

入力（VIN）：VINは、入力電圧を受信するピンであり、特定の電圧に制御されます。

出力（Vout）：Voutは、安定した出力を提供するピンです。通常、電圧調整を必要とする回路に接続された調整可能な電圧を提供します。

調整（adj）：adjは、電圧出力を制御できるピンです。このピンは通常、出力ピンと組み合わせて抵抗器に接続され、目的の出力電圧を設定します。

LM317の特性

出力電圧範囲：1.25Vから37Vから調整可能。

出力容量：1.5aの出力電流を提供できます。

入出力電圧差：最大40Vですが、推奨される微分は、最適な調節安定性のために3V〜15Vです。

15V差での最大出力電流：2.2a。

熱安定性：0〜125°Cの温度範囲内で安定したままです。

パッケージ：一般的に、220まで、SOT223、およびTO-263で利用可能です。

負荷規制：通常0.1％。

ライン規制：通常0.01％/v。

リップル除去比：80 dB。

調整ピン電流：典型的な値の範囲は50μA〜100μAです。

過熱保護：過熱による損傷を防ぐための熱シャットダウンを特徴としています。

短絡保護：短絡条件の内部電流制限が含まれます。

LM317の動作原則

図2：LM317作業原則

LM317の作業原理は、2つのピンにわたって一定の電圧降下を維持することを中心に展開します。固定内部参照電圧、通常は1.25ボルトで、レギュレータの出力電圧を調整するためのベンチマークとして機能します。R2の抵抗値を変化させることにより、Vout端子とADJ端子の間の電圧を変更して、Voutでの出力電圧を変更することができます。コンデンサC1とC2の存在により、回路の安定した動作が保証され、電圧の変動とノイズが減少します。R1とR2の値を正確に選択することにより、ユーザーは、使用中に1.25ボルトから数十ボルトまでの1.25ボルトの範囲で目的の出力電圧を設定できます。

これは、調整可能な電圧レギュレータの利点です。レギュレーターのサポート範囲内の任意の電圧にチューニングできます。

注：コンデンサC1とC2は、電力線のクリーンアップに使用されます。C1はオプションであり、通常、一時的な応答のクリーンアップに使用されます。ただし、現在のスパイクが発生した場合に電力線を滑らかにするのに役立つため、デバイスがフィルタリングコンデンサから離れている場合はC2が必要です。

LM317の抵抗/電圧計算

図3：LM317電圧計算チャート

次の式を使用して、外部抵抗器R1およびR2の値に依存する出力電圧（VOUT）を計算できます。

Vout = 1.25V（1 + R2/R1）

通常、R1の値は240オーム（推奨）に固定されていますが、100〜1000オームの間に設定することもできます。次に、R2の値を入力して、出力電圧計算を実行する必要があります。この場合、R2が1000オームを使用している場合、式は次のように完了します。

vout = 1.25x（1+1000/240）= 6.453V

同様に、同じ式を使用してR2の値を計算できます。出力電圧を10Vに設定した場合、次のようにR2の値を計算できます。

10 = 1.25x（1 + r2/240）=> r2 =1680Ω

それでは、LM317を使用する例を見てみましょう。

以下の画像は、回路に接続されたLM317レギュレーターを示しています。これは、回路に安定したDC電圧出力を提供することを目指しています。

図4：LM317ケース回路

この回路では、レギュレータのVINピンにDC電圧源を追加します。このピンは、再び入力電圧を受け取り、チップが下落します。このピンに入る電圧は、出力電圧よりも高くなければなりません。ただし、レギュレータは電圧を特定のレベルに調整することに注意してください。それはそれ自体で電圧を生成しないし、生成することはできません。したがって、出力電圧Voutを達成するには、VINはVoutよりも大きくなければなりません。

この回路では、出力として安定した5VDCが必要なため、VINは5 Vを超える必要があります。通常、低ドロップアウトレギュレーターでない限り、入力電圧を約2V高くする必要があります。したがって、5V出力の場合、レギュレータに7 Vを送ります。

入力ピンを扱って、調整可能なピン（adj）に移動します。5 V出力を望んでいるため、R2の値が5 V出力を生成するかを計算する必要があります。

出力電圧式の使用：

Vout = 1.25V（1 + R2/R1）

R1は240オームなので、

5V = 1.25V（1 + r2/2402）、したがってR2 =720Ω

したがって、720オームのR2の値で、5 Vを超える入力電圧を供給すると、LM317が5V出力します。

図5：LM317配線図

LM317の最後のピンは出力ピンであり、規制された5ボルトを回路に供給するために、それを出力ピンに接続するだけです。

LM317の使用方法

LM317コンポーネントは、出力と調整ピンの間に1.25Vの差を調節します。出力ピンと入力ピン間で接続された2つの抵抗器を使用して、出力を変更できます。

さらに、2つのデカップリングコンデンサを回路に統合できます。このセットアップは、不必要なカップリングを排除し、ノイズを防ぐのに役立ちます。

出力に接続された1UFコンデンサは、過渡応答を改善します。さらに、ポテンショメータを調整可能なピンにクリックすると、可変レギュレータとして使用できます。

抵抗器とポテンショメータは協力して、規制された出力に必要な電位差を作成します。

図6：LM317ライブ回路図

LM317に相当するICS

LM317の代替モデルには、LM7805、LM7806、LM7809、LM7812、LM7905、LM7912、LM117V33、およびXC6206P332MRが含まれます。

LM317に相当するモデル：LT1086、LM1117（SMD）、PB137、およびLM337（負の可変電圧レギュレータ）。

LM317回路を保護する方法

LM317回路を保護することは、損傷を防ぐために重要です。消費電力の増加により、操作中にコンポーネントが過熱する可能性があります。このため、ヒートシンクは一般に、ICの過熱から保護するために使用されます。さらに、トランスの電流が低いため、外部コンデンサは排出できます。したがって、コンデンサの放電を防ぐために、一部のアプリケーションにダイオードが追加されます。

ダイオードD1は、入力ショートサーキット中にコンデンサが放電から保護されますが、ダイオードD2は、出力ショートサーキット中にCADJを保護するための低インピーダンス放電パスを提供するために使用されます。高リップル抑制率を達成するには、調整端子をバイパスします。

図7：LM317保護回路図

要約すると、LM317は、入力と出力の差を制御することにより安定した出力電圧を提供する一般的に使用される電圧レギュレータチップです。そのピンアウトとパラメーターは、エンジニアがこのチップを正しく適用して構成して、望ましい電力安定性と信頼性を実現するのに役立ちます。