lm317チップの異常な回路。 特性、MS lm317を含む、回路、電流安定器。 出力電圧は次の式で計算されます

調整可能な出力電圧LM317を備えた線形統合スタビライザーの回路は、ほぼ50年前に最初のモノリシック3出力スタビライザーR.Widlarの作成者によって開発されました。 マイクロ回路は非常に成功していることが判明したため、現在、電子部品のすべての主要メーカーによって変更なしで製造され、さまざまなスイッチングオプションの多くのデバイスで使用されています。

一般情報

デバイスの回路は、固定電圧のスタビライザーと比較して、パラメーターの不安定性の割合が高く、集積回路に使用されるほぼすべてのタイプの保護を備えています。出力電流制限、過熱時のシャットダウン、および制限動作パラメーターの超過。

これには、LM317の最小数の外付け部品が必要であり、回路は組み込みの安定化と保護を使用します。

デバイスには3つのバージョンがあります-LM117/217/317、最大許容動作温度が異なります：

• LM117：-55〜150°C;
• LM217：-25〜150°C;
• LM317：0〜125°C。

すべてのタイプのスタビライザーは、標準のTO-3ケース、TO-220のさまざまな変更、表面実装用に製造されています-D2PAK、SO-8。 低電力デバイスの場合、TO-92が使用されます。

3ピン製品はすべて同じピン配置であるため、簡単に交換できます。 使用するケースに応じて、追加の指定がマーキングに導入されます。

• K-TO-3（LM317K）;
• T-TO-220;
• P-ISOWATT220（プラスチックハウジング）;
• D2T-D2PAK;
• LZ-TO-92;
• LM-SOIC8。

LM317にはすべての標準サイズが使用され、LM117はTO-3の場合にのみ使用でき、LM217はTO-3、D2PAK、およびTO-220で使用できます。 TO-92パッケージのLM317LZマイクロ回路は、最大電力と出力電流の値が最大100 mAに減少し、他の同様の特性を備えていることが特徴です。 場合によっては、メーカーが独自のマーキングを使用することもあります。たとえば、Texas InstrumentsのLM317HV（1.2〜60 Vの範囲の高電圧レギュレータ）ですが、ケースのピン配置は他社の製品と一致しています。 他のマイクロ回路とは異なり、略語LM（LM）はすべてのメーカーで使用されています。 その他の可能な指定の説明は、特定のデバイスの技術的な説明に記載されています。

基本的な電気的パラメータLM117/217/317

レギュレーターの特性は、入力との差によって決まります（Ui）および出力電圧（ウオ）5ボルト、負荷電流1.5アンペア、最大電力20ワット：

• 電圧の不安定性-0.01％;
• 基準電圧（UREF）-1.25 V;
• 最小負荷電流-3.5mA;
• 最大出力電流-2.2A、入力電圧と出力電圧の差が15V以下。
• 最大消費電力は内部回路によって制限されます。
• 入力電圧リップルの抑制-80dB。

注意することが重要です！可能な最大値Uin-Uout\u003d 40ボルトでは、許容負荷電流は0.4アンペアに減少します。 TO-220およびTO-3の場合、最大消費電力は内部保護回路によって制限されます（約15〜20ワット）。

可変スタビライザーアプリケーション

電圧安定器を含む電子デバイスを設計する場合、特に重要な機器コンポーネントの場合、LM317で電圧レギュレータを使用することがより好ましいです。 このようなソリューションを使用するには、2つの抵抗を追加で設置する必要がありますが、安定化電圧が固定された従来のマイクロ回路よりも優れた電力パラメータを提供し、さまざまなアプリケーションに対してより柔軟性があります。

出力電圧は次の式で計算されます。

UOUT = UREF（1+ R2 / R1）+ IADJここで、

• VREF = 1.25V、制御出力電流;
• IADJは非常に小さく（約100 µA）、電圧設定エラーを決定します。ほとんどの場合、IADJは考慮されていません。

入力コンデンサ（セラミックまたはタンタル1μF）は、電源フィルタ容量のマイクロ回路からかなりの距離に設置されています-50 mm以上、出力コンデンサは、高周波での過渡の影響を低減するために使用されます。多くのアプリケーションでは、オプションです。 スイッチング回路は、1つの調整要素（可変抵抗器）のみを使用します。実際には、マルチターン抵抗器が使用されるか、目的の値の定数に置き換えられます。 制御方法では、リレー、トランジスタなどの利用可能な方法で切り替えられる、複数の電圧用のプログラム可能なソースを実装できます。リップル抑制は、5〜15マイクロファラッドのコンデンサの制御出力をシャントすることで改善できます。

タイプ1N4002のダイオードは、大きなコンデンサを備えた出力フィルタ、25ボルトを超える出力電圧、および10マイクロファラッドを超えるシャント容量の存在下で取り付けられます。 LM317マイクロ回路が極端な動作条件で使用されることはめったになく、多くのソリューションの平均負荷電流は1.5 Aを超えません。いずれの場合も、出力電流が1アンペアを超える場合は、ラジエーターにデバイスを取り付ける必要があります。金属接点プラットフォームLM317TでTO-3またはTO-220ケースを使用します。

ご参考までに。強力なトランジスタを出力電流の調整素子として使用することにより、電圧安定器の負荷容量を増やすことができます。

デバイスの負荷電流はパラメータVT1によって決定され、コレクタ電流が5〜10 Aの任意のn-p-nトランジスタが適しています：TIP120 / 132/140、BD911、KT819など。2つまたは3つの部品の並列接続が可能です。 VT2として、対応する構造の任意の中出力シリコンが使用されます：BD138 / 140、KT814/816。

このような回路の特徴を考慮に入れる必要があります。入力電圧と出力電圧の許容差は、トランジスタの両端の電圧降下（約2ボルト）と、最小値が3ボルトのマイクロ回路から形成されます。 デバイスの安定した動作のために、少なくとも8〜10ボルトが推奨されます。

LM317シリーズのマイクロ回路の特性により、広範囲にわたって高精度で負荷電流を安定させることができます。

電流を固定するには、抵抗を1つだけ接続します。抵抗の値は、次の式で計算されます。

I \ u003d UREF / R + IADJ \ u003d 1.25 / R、ここでUREF \ u003d 1.25 V（抵抗Rはオーム）。

この回路は、安定した電流でバッテリーを充電するために使用でき、LEDに電力を供給します。このため、温度が変化しても電流が一定であることが重要です。 また、LM317の電流スタビライザーは、電圧安定化の場合と同様に、トランジスタで補うことができます。

国内産業は、同様のパラメータを持つLM317の機能的類似体を製造しています。負荷電流が1アンペアおよび1.5アンペアのKR142EN12A/Bマイクロ回路です。

最大5アンペアの出力電流は、同様の他の特性を備えたLM338スタビライザーによって提供されます。これにより、外部トランジスタなしで統合デバイスのすべての利点を使用できます。 極性を除くすべての点でLM317の完全な類似物は、LM337負電圧レギュレータです。バイポーラ電源は、これら2つのマイクロ回路に基づいて簡単に構築できます。

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電源 -これはアマチュア無線のワークショップに欠かせない属性です。 また、毎回バッテリーを購入したり、ランダムなアダプターを使用したりすることにうんざりしていたため、調整可能なPSUを自分で作成することにしました。 その簡単な説明は次のとおりです。PSUは出力電圧を1.2ボルトから28ボルトに調整します。 また、最大3 Aの負荷（変圧器によって異なります）を提供します。これは、アマチュア無線設計のパフォーマンスをテストするのに最も頻繁に十分です。 回路は単純で、アマチュア無線の初心者向けです。 安価な部品に基づいて組み立てられています- LM317と KT819G.

LM317安定化電源図

回路要素のリスト：

• スタビライザーLM317
• T1-トランジスタKT819G
• Tr1-電源トランス
• F1-ヒューズ0.5A250V
• Br1-ダイオードブリッジ
• D1-ダイオード1N5400
  
• LED1-任意の色のLED
  
• C1-電解コンデンサ3300マイクロファラッド*43V
  
• C2-セラミックコンデンサ0.1マイクロファラッド
  
• C3-電解コンデンサ1マイクロファラッド*43V
  
• R1-抵抗18K
  
• R2-抵抗220オーム
  
• R3-抵抗0.1オーム*2W
  
• P1-建物の抵抗4.7K

マイクロ回路とトランジスタのピン配列

ケースはコンピューターの電源から取り出されました。 フロントパネルはテキスタイルでできているので、このパネルに電圧計を取り付けることが望ましいです。 適切なものがまだ見つからないため、インストールしていません。 また、フロントパネルに出力線用のクリップを取り付けました。

入力コンセントは、PSU自体に電力を供給するために残されました。 トランジスタとスタビライザーマイクロ回路の表面実装用に作られたプリント回路基板。 ラバーガスケットで共通のラジエーターに固定しました。 ラジエーターはしっかりしたものを取りました（あなたはそれを写真で見ることができます）。 十分に冷却するために、できるだけ大きくする必要があります。 それでも、3アンペアはたくさんあります！

LED用の電流スタビライザーは多くの器具で使用されています。 すべてのダイオードと同様に、LEDには非線形のボルトアンペア依存性があります。 どういう意味ですか？ 電圧が上昇すると、電流はゆっくりと電力を獲得し始めます。 そして、しきい値に達したときだけ、LEDの明るさは飽和状態になります。 ただし、電流の流れが止まらない場合は、ランプが切れることがあります。

LEDの正しい動作は、スタビライザーによってのみ保証されます。 この保護は、LED電圧しきい値が変動するためにも必要です。 並列に接続すると、電球は許容できない量の電流を流さなければならないため、単純に燃え尽きる可能性があります。

安定装置の種類

電流強度を制限する方法により、線形タイプとパルスタイプのデバイスが区別されます。

LEDの両端の電圧は一定値であるため、電流レギュレータはLEDパワーレギュレータと見なされることがよくあります。 実際、後者は電圧の変化に正比例します。これは線形関係で一般的です。

リニアレギュレータは、熱くなるほど、より多くの電圧が印加されます。 これが彼の主な欠点です。 この設計の利点は次のとおりです。

• 電磁干渉の欠如;
• シンプルさ;
• 低価格。

より経済的なデバイスは、パルスコンバータに基づくスタビライザーです。 この場合、消費者の必要に応じて、電力が部分的に送られます。

ラインデバイス図

最も単純なスタビライザー回路は、LED用のLM317をベースに構築された回路です。 後者は、通過できる特定の動作電流を持つツェナーダイオードのアナログです。 電流強度が低いため、簡単なデバイスを自分で組み立てることができます。 LEDランプとストリップ用の最も単純なドライバーはこのように組み立てられています。

LM317チップは、そのシンプルさと信頼性により、何十年にもわたってアマチュア無線の初心者に人気があります。 これに基づいて、調整可能なドライバーユニットやその他のPSUを組み立てることができます。 これにはいくつかの外部無線コンポーネントが必要です。モジュールはすぐに機能し、設定は必要ありません。

一体型スタビライザーLM317は、他に類を見ない、調整可能な出力電圧と指定された負荷パラメーターの両方を備えた、さまざまな特性を持つ電子デバイス用の単純な安定化電源を作成するのに適しています。

主な目的は、与えられたパラメータの安定化です。 パルスコンバーターとは対照的に、調整は直線的に行われます。

LM317はモノリシックケースで製造され、いくつかのバリエーションで製造されています。 最も一般的なモデルTO-220はLM317Tとマークされています。

マイクロ回路の各出力には、独自の目的があります。

• 調整。 出力電圧レギュレーション用の入力。
• 出力。 出力電圧を生成するための入力。
• 入力。 電圧を供給するための入力。

スタビライザーの技術的指標：

• 出力電圧は1.2〜37V以内です。
• 過負荷および短絡保護。
• 出力電圧誤差0.1％。
• 出力電圧を調整可能なスイッチング回路。

消費電力とデバイス入力電圧

入力電圧の最大「バー」は指定されたものを超えてはならず、最小の「バー」は目的の出力電圧より2V高くなければなりません。

マイクロ回路は、最大1.5 Aの最大電流で安定して動作するように設計されています。この値は、適切なヒートシンクを使用しない場合は低くなります。 後者を使用しない場合の最大許容消費電力は、300°C以下の周囲温度で約1.5Wです。

マイクロサーキットを設置する場合、例えばマイカガスケットを使用して、ケースをラジエーターから隔離する必要があります。 また、熱伝導性ペーストを使用することにより、効率的な放熱が実現されます。

簡単な説明

電流安定装置で使用されるLM317電子モジュールの利点を次のように簡単に説明します。

• 光束の明るさは、出力電圧範囲1、-37Vによって提供されます。
• モジュールの出力インジケータは、モーターシャフトの回転周波数に依存しません。
• 出力電流を最大1.5Aに維持すると、複数の受電器を接続できます。
• 出力パラメータの変動誤差は公称値の0.1％であり、これは高い安定性を保証します。
• 過熱した場合に電流を制限し、カスケードシャットダウンするための保護機能があります。
• マイクロサーキットハウジングがアースに置き換わるため、外部固定により、取り付けケーブルの数が減ります。

スイッチング方式

もちろん、LEDランプの電流を制限する最も簡単な方法は、追加の抵抗を直列に接続することです。 ただし、このツールは低電力LEDにのみ適しています。

最も単純な安定化電源

現在のスタビライザーを作成するには、次のものが必要です。

• マイクロチップLM317;
• 抵抗器;
• 取り付けツール。

以下のスキームに従ってモデルを組み立てます。

このモジュールは、さまざまな充電器または調整されたISの回路で使用できます。

統合スタビライザーの電源

このオプションはより実用的です。 LM317は、抵抗Rによって設定される消費電流を制限します。

LM317を駆動するために必要な最大電流は、適切なヒートシンクを備えた1.5Aであることを忘れないでください。

調整可能な電源を備えたスタビライザーのスキーム

以下は、1.2〜30V/1.5Aの安定化出力電圧の回路です。

交流はブリッジ整流器（BR1）によって直流に変換されます。 コンデンサC1はリップル電流をフィルタリングし、C3は過渡応答を改善します。 これは、電圧レギュレータが低周波数でDCと完全に連携できることを意味します。 出力電圧は、P1スライダーによって1.2ボルトから30Vに調整されます。出力電流は約1.5Aです。

スタビライザーの面の値での抵抗器の選択は、許容誤差（小さい）を使用した正確な計算に従って実行する必要があります。 ただし、回路基板上に抵抗を任意に配置することは可能ですが、安定性を高めるために、抵抗をLM317ヒートシンクから離して配置することをお勧めします。

アプリケーションエリア

LM317チップは、主要なテクニカルインジケーターの安定化モードで使用するための優れたオプションです。 実行の単純さ、安価なコスト、優れたパフォーマンスが特徴です。 唯一の欠点は、電圧しきい値がわずか3Vであることです。TO220スタイルのケースは、熱を非常によく放散する最も手頃なモデルの1つです。

マイクロ回路はデバイスに適用できます：

• LED用電流スタビライザー（LEDストリップを含む）;
• 調整可能。

LM317をベースにした安定化回路は、シンプルで安価であると同時に信頼性があります。

LM317は低コストのICです 電圧レギュレーター内蔵の出力短絡保護と過熱保護により、LM317は組み立てが簡単なリニアDC電圧レギュレータになります。 調整可能。 このようなマイクロ回路は、TO-220やTO-92などのさまざまなケースで使用されます。 ケースがTO-92の場合、名前の最後の2文字はLZになります。 つまり、LM317LZの場合、このマイクロ回路のピン配置はさまざまな場合で異なるため、さらに注意する必要があります。smdの場合にもこのようなマイクロ回路があります。 LM317LZは、リンク：LM317LZ（10個）、LM317T（リンク：LM317T（10個））で少量ずつまとめて注文できます。 スタビライザー回路について考えてみましょう。

図1-LM317LZチップのDC電圧レギュレータ

このスタビライザーは、マイクロ回路に加えて、さらに4つの部品を含み、スタビライザーの出力の電圧は抵抗R2によって調整されます。 組み立てを簡単にするために、次のスキームを使用できます。

図2-LM317LZチップのDC電圧レギュレータ

すべてのDC電圧安定器は2つのタイプに分けられます：
1）線形（たとえば、私たちの場合、つまりLM317の場合）、
2）インパルス（高効率でより強力な負荷用）。
線形（すべてではない）スタビライザーの動作原理は、図から理解できます。

図3-リニアスタビライザーの動作原理

図3は、このようなスタビライザーが仕切りであり、その下アームが負荷であり、マイクロ回路自体が上アームであることを示しています。 入力電圧が変化し、マイクロ回路の抵抗が変化するため、出力電圧は変化しません。 このような安定剤は効率が低い。 エネルギーの一部はチップ上で失われます。 スイッチングレギュレータも分周器であり、上部（または下部）の肩だけが非常に低い抵抗（パブリックキー）または非常に高い（プライベートキー）のいずれかを持つことができ、そのような状態の変化は高周波のPWMを作成し、電圧は平滑化されます負荷のコンデンサによって出力され（および/または電流がチョークによって平滑化される）、高効率が得られますが、PWMの周波数が高いため、スイッチングレギュレータは電磁干渉を引き起こします。 安定化を実行する要素が負荷と並列に配置されている線形スタビライザーもあります-このような場合、この要素は通常ツェナーダイオードであり、この並列接続を安定させるために、電流は電流源、電流源から供給されますこのようなスタビライザーに直接電圧を印加すると、電圧源と直列に抵抗の大きい抵抗器を取り付けて作られているため、安定化が行われず、ツェナーダイオードが焼損する可能性があります。

多くの場合、単純な電圧レギュレータが必要です。 この記事では、安価な（LM317価格の）統合電圧レギュレータの使用例について説明します。 LM317.

このスタビライザーによって解決されるタスクのリストは非常に広範囲です-これは、さまざまな電子回路、無線デバイス、ファン、モーター、および主電源または自動車のバッテリーなどの他の電圧源からの他のデバイスの電源です。 電圧調整を備えた最も一般的な回路。

実際には、LM317の参加により、3〜38ボルトの範囲の任意の出力電圧用の電圧レギュレータを構築することが可能です。

仕様：

• スタビライザー出力電圧：1.2...37ボルト。
• 1.5アンペアまでの電流に耐えます。
• 安定化精度0.1％。
• 偶発的な短絡に対する内部保護があります。
• 可能性のある過熱からの一体型スタビライザーの優れた保護。

LM317スタビライザーの消費電力と入力電圧

スタビライザーの入力の電圧は40ボルトを超えてはなりません。また、もう1つの条件があります。最小入力電圧は、目的の出力電圧を2ボルト超えている必要があります。

TO-220パッケージのLM317チップは、最大1.5アンペアの最大負荷電流で安定して動作することができます。 高品質のヒートシンクを使用しない場合、この値は低くなります。 マイクロ回路が動作中に放出する電力は、出力の電流と入力電位と出力電位の差を乗算することで概算できます。

ヒートシンクなしの最大許容消費電力は、摂氏30度以下の周囲温度で約1.5Wです。 LM317ケースからの良好な熱放散（60グラム以下）により、消費電力は20ワットになります。

チップをヒートシンクに配置する場合、たとえばマイカガスケットを使用して、チップ本体をヒートシンクから分離する必要があります。 また、効率的な放熱のためには、熱伝導性ペーストを使用することが望ましい。

スタビライザーLM317の抵抗の選択

マイクロ回路を正確に動作させるには、抵抗R1 ... R3の合計値が、必要な出力電圧（Vo）で約8mAの電流を生成する必要があります。

R1 + R2 + R3 = Vo / 0.008

この値は理想的な値と見なす必要があります。 抵抗を選択するプロセスでは、わずかな偏差が許容されます（8 ... 10mA）。

可変抵抗R2の値は、出力電圧範囲に直接関係します。 通常、その抵抗は残りの抵抗（R1およびR2）の合計抵抗の約10〜15％である必要があります。または、実験的に抵抗を選択することもできます。

ボード上の抵抗の位置は任意ですが、安定性を高めるために、LM317チップのヒートシンクから離して配置することが望ましいです。

回路の安定化と保護

静電容量C2とダイオードD1はオプションです。 ダイオードは、さまざまな電子機器の設計に現れる可能性のある逆電圧からLM317スタビライザーを保護します。

静電容量C2は、電圧変化に対するLM317チップの応答をわずかに低下させるだけでなく、スタビライザーボードが強力な電磁放射のある場所の近くに配置された場合の電気的干渉の影響も低減します。