LM317 レジスタカリキュレータ
LM317/LM338可変電圧レギュレータ出力電圧のR2抵抗値を、実際のVoutと抵抗の消費電力で計算します。
公式
参考: Texas Instruments LM317 Datasheet (SNVS774)
仕組み
LM317抵抗計算機は、調整可能な電圧出力のR1とR2を計算します。これは、ベンチ電源、バッテリー充電器、およびプロトタイプの電圧レギュレーターに不可欠です。電源設計者、愛好家、テストエンジニアは、そのシンプルさと広い電圧範囲 (1.25V～37V) からLM317を使用しています。テキサス・インスツルメンツのデータシート (SLVS044) とLM317 JEDEC登録によると、レギュレータは出力ピンと調整ピンの間に1.25Vのリファレンスを維持しています。Vout = 1.25V × (1 + R2/R1) + Iadj × R2、ここで Iadj = 50-100μA (通常は50μA) です。熱設計は IC の熱特性評価に関する JEDEC JESD51 規格に準拠しています。この設計方法論は、エリクソン&マクシモビッチの「パワーエレクトロニクスの基礎」(第3版) に詳述されています。第6章はリニアレギュレータ解析の例です。標準設計ではR1 = 240Ω (TI推奨) を使用しており、R2は所望の出力になるように計算されています。負荷レギュレーションは 0.1% /A、ラインレギュレーションは 0.01% /V、ドロップアウト電圧は負荷電流に応じて2～3Vで、適切にレギュレーションするにはVin > Vout+3Vが必要です。
計算例
最大1Aの5V出力に対応するLM317レギュレータを設計します。標準の R1 = 240Ω を使用する場合、出力 = 1.25V × (1 + R2/240) となります。R2 の求解:5V = 1.25V × (1 + R2/240)、R2/240 = 3、R2 = 720Ω。750Ω (E24 シリーズ) を選択:出力 = 1.25V × (1 + 750/240) = 5.16V (高さ 3.2%)。正確な 5.00 V を実現するには、R2 = 720 Ω (E96 シリーズ) または 680Ω + 47Ω のトリムポットを使用してください。Vin = 12V、Iout = 1A: Pd = (12V-5V) × 1A = 7W での電力損失 — ヒートシンクが必要です。TO-220 θ JA = 50°C/W、7Wでは、Tjはヒートシンクなしで周囲温度より350°C高く上昇します。JEDECのサーマルガイドラインに従ってTjを125°C未満に保つには、θSA < 5°C/Wのヒートシンクを追加してください。
実践的なヒント
- ✓± 1% の出力精度を得るには 1% の抵抗を使用 — 1.25Vリファレンスの許容誤差は± 4% で、抵抗比の誤差が増大します
- ✓TIデータシートによると、1N4002保護ダイオードの追加：入力短絡保護用のカソードと出力側アノードによる出力短絡保護の調整
- ✓電流制限を行うには、出力と調整ピンの間に0.7V/I_Limit抵抗を追加してください。I_Limit = 1Aの場合、0.7Ωを使用します（または1.5AでアクティブになるLM317電流制限を使用してください）
よくある間違い
- ✗入力コンデンサを忘れる — LM317は、入力ピンに0.1μFのセラミックがないと発振する可能性があります。TIアプリケーションノートSNVA558によると、コンデンサはレギュレータから1cm以内に配置してください
- ✗ドロップアウト電圧は無視してください。LM317にはVin > Vout+2-3Vが必要です。5V出力の場合、最小入力は7〜8Vです。LDOの代替製品 (LM1117) には1.2Vのドロップアウトがあります。
- ✗出力コンデンサを省略 — 10μFの出力コンデンサがなくても安定する一方で、過渡応答が10msから100μsにセトリング時間に向上
よくある質問
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