LM317を使用して可変電源回路を作成する方法

この投稿では、最小限の数の外付け部品を使用して、単純なLM317ベースの調整可能な電源回路を構築する方法について詳しく説明します。

名前が示すように、可変電源回路は、手動で制御されるポテンショメータの回転を通じて、線形に変化する出力電圧の範囲をユーザーに提供します。

LM317は、電子愛好家が可変電圧電源を迅速、安価、非常に効率的に構築するのに役立つ多用途のデバイスです。

前書き

それが電子初心者であろうと専門家であろうと、 調整可能な電源 ユニットは、フィールドのすべての人に必要です。これは、複雑な電子回路への電力供給から、モーター、リレーなどの堅牢な電気機械装置まで、さまざまな電子手順に必要となる可能性のある基本的な電源です。

に 可変電源ユニット はすべての電気および電子作業台の必需品であり、市場ではさまざまな形状とサイズで、また回路図の形で入手できます。
これらは、トランジスタ、抵抗などのディスクリートコンポーネントを使用して構築することも、アクティブ機能用にシングルチップを組み込むこともできます。タイプが何であれ、電源ユニットは、その性質を備えたユニバーサルで信頼性の高いものになるために、次の機能を組み込む必要があります。

本質的な特徴

• 電圧および電流出力で完全かつ継続的に調整可能である必要があります。
• 可変電流機能は、使用法が重要な評価の範囲内にない限り、電源の絶対的な要件ではないため、オプションの機能と見なすことができます。
• 生成される電圧は完全に調整する必要があります。

LM317、L200などのチップやICの登場により、 LM338 、LM723、上記の並外れた品質の可変電圧出力を備えた電源回路の構成は、最近非常に簡単になりました。

LM317を使用して可変出力を生成する方法

ここでは、最も単純なものを構築する方法を理解しようとします 電源回路 ICLM317を使用します。このICは通常TO-220パッケージで入手可能で、3つのピン配列があります。

ピン配列は、入力、出力、および関連する接続に配線する必要がある調整ピンで構成されているため、非常に理解しやすいです。

入力ピンには、ICの仕様に従って24ボルトの、整流されたDC入力、できれば最大許容入力が適用されます。電圧設定部品が調整ピンの周りに接続されている間、出力はICの「出力」ピンから受信されます。

調整可能な電圧電源設計でLM317を接続する方法

図からわかるように、アセンブリにはコンポーネントはほとんど必要ありません。実際、すべてを適切に配置するための子供の遊びです。

ポットを調整すると、出力に直線的に変化する電圧が生成されます。この電圧は、1.25ボルトからIcの入力に供給される最大レベルまで正しくなる可能性があります。

示されている設計は最も単純なものであるため、電圧制御機能のみが含まれていますが、電流制御機能もICに含めることができます。

電流制御機能の追加

上の図は、IC LM317を効果的に使用して、ユーザーの希望に応じて可変の電圧と電流を生成する方法を示しています。 5Kポットは電圧の調整に使用されますが、1オームの電流検出抵抗は適切に選択されて目的の電流制限を取得します。

大電流出力設備による強化

ICは、定格値よりも高い電流を生成するようにさらに強化できます。次の図は、IC317を使用して3アンペアを超える電流を生成する方法を示しています。

LM317可変電圧、電流レギュレータ

当社の多用途ICLM317 / 338/396は、簡単な構成で調整可能な電圧および電流レギュレータとして使用できます。

このアイデアは、このブログの熱心な読者の1人であるSteven Chiverton氏によって作成およびテストされ、厳しい動作仕様を持つことが知られている特殊なレーザーダイオードの駆動に使用され、特殊なドライバー回路を介してのみ駆動できました。

説明したLM317構成は非常に正確であるため、このようなすべての専門的な電流および電圧調整アプリケーションに最適です。

回路動作

示されている回路図を参照すると、構成は非常に単純に見えます。2つのLM317 ICが表示され、1つは標準の電圧レギュレータモードで構成され、もう1つは電流制御モードで構成されています。

正確には、上部のLM317は電流レギュレータ段を形成し、下部は電圧コントローラ段のように機能します。

入力電源は上部電流レギュレータ回路のVinとグランドの間に接続され、このステージからの出力は下部LM317可変電圧レギュレータステージの入力に送られます。基本的に、両方のステージは直列に接続され、接続された負荷（この場合はレーザーダイオード）に対して完全な絶対確実な電圧および電流レギュレーションを実装します。

R2は、約1.25Aの最大電流制限の範囲を取得するように選択されます。パスに250オーム全体が設定されている場合の最小許容値は5mAです。つまり、レーザーへの電流は、5mAから1アンペアの間の任意の場所に設定できます。

出力電圧の計算

LM317電源回路の出力電圧は、次の式で求めることができます。

VO = VREF（1 + R2 / R1）+（IADJ×R2）

ここで= VREF = 1.25

現在のADJは通常約50µAであるため、ほとんどのアプリケーションでは無視できます。これは無視してかまいません。

電流制限の計算

上記は、次の式を使用して計算されます。

R = 1.25 /最大許容電流

次に、上段から取得した電流制御電圧を下段のLM317電圧レギュレータ回路に印加します。これにより、希望の電圧を1.25V〜30Vの範囲で設定できます。ここでは、電源が9Vバッテリーであるため、最大範囲は9Vです。これは、R4を調整することによって実現されます。

説明した回路は、1.5アンペア以下を処理するように割り当てられています。より高い電流が必要な場合は、両方のICをLM338に置き換えて最大5アンペアの電流を得るか、LM396を最大10アンペアの電流に置き換えることができます。

次の素敵な写真は、回路が構築され、彼によって正常に検証された後、スティーブン・チバートン氏によって送信されました。

プロトタイプ画像

押しボタン電圧制御によるLM317のアップグレード

これまで、ポットを使用して調整可能な出力を生成するようにLM317を構成する方法を学習しました。次に、デジタル制御の電圧選択を有効にするためにプッシュボタンを使用する方法を理解しましょう。メカニカルポットの使用を排除し、必要な電圧レベルを上下に選択するためのいくつかの押しボタンに置​​き換えます。

このイノベーションは、従来のLM317電源設計をデジタル電源設計に変換します。これにより、長期的に摩耗しやすく、動作が不安定になり、電圧出力が不正確になる可能性のあるローテクポテンショメータが排除されます。

プッシュボタンの選択に応答できるように変更されたLM317の設計は、次の図に示されています。

関連するR2抵抗は、目的の押しボタンで選択された電圧出力を設定するために、R1（240オーム）を基準にして計算する必要があります。

大電流LM317ベンチ電源供給

この 大電流LM317電源 車のサブウーファーアンプ、バッテリー充電など、高品質の安定化された大電流DC電源を必要とするあらゆるアプリケーションに普遍的に使用できます。この電源は、部品点数を低く抑えながら、可能な限り用途が広いように設計されています。手頃な価格です。

このシンプルなLM317固定OS調整可能電圧電源は、条件を非常に満たし、最大10アンペアを供給できます。電圧出力は、R4、R5、およびS3を含む回路ステージによって制御され、スイッチS3がR4の一部であることを確認します。

固定電圧出力を取得するには、ゼロオーム（完全に反時計回り）を取得するためにR4を決定する必要があります。この状況では、スイッチS3は開位置にある必要があります。

その場合、プリセットR5を調整して、回路が12ボルトの出力（または個人のアプリケーションで必要なもの）を生成するようにする必要があります。可変出力を得るには、S3を閉位置にして、R4を時計回りに反転し、回路からR5を取り除くことができます。

出力電圧は、R4抵抗のみで動作できるようになりました。 SPDTスイッチS2の位置が1の場合、全体の電流出力を2倍に増やすために、T1の2つの半分がフィルターステージに電流を供給することで最大の出力電流を実現できます。

そうは言っても、この位置では最高出力電圧が50％低下します。パワートランジスタがかなりの量の電位を落とす必要がないことを考えると、それは本当に非常に生産的な設定です。

位置2では、最大電圧は実質的にT1の電力仕様に等しくなります。ここでは、T1に24ボルトのセンタータップトランスを採用しました。最後に、出力に誘導性負荷がかかって電源がオフになった場合にLM317 ICを保護するために、D1とD2が組み込まれていました。

参照：http：//www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/LM317