トランジスタを使用した低ドロップアウト5V、12Vレギュレータ回路

トランジスタ化 低ドロップアウト 次の記事で説明する電圧レギュレータ回路のアイデアは、0.1 Vの非常に低いドロップアウトで、5 V、8 V、9 V、12Vなどの3V以上から安定した出力電圧を得るのに使用できます。

たとえば、提案された5 V LDO回路を作成すると、入力電源が5.1 Vと低くても、一定の5Vの出力を生成し続けます。

78XXレギュレータよりも優れています

標準の場合 7805レギュレーター 正確な5V出力を生成するには、最低7Vが強制的に必要であることがわかります。ドロップアウトレベルが2Vであることを意味します。これは非常に高く見え、多くのアプリケーションにとって望ましくありません。

以下で説明するLDOの概念は、入力電源を目的の出力レベルより2 V高くする必要がなく、入力の2％以内の出力で動作できるため、7805、7812などの一般的な78XXレギュレータよりも優れていると見なすことができます。

実際、78XXや LM317、338 など、入力電源は、インターンされた安定化出力より2〜3V高くする必要があります。

5V低ドロップアウトレギュレータの設計

注：Q1ベースとQ2コレクターの間に1K抵抗を追加してください

上の図は、単純な低ドロップアウトを示しています 5V安定化電圧レギュレータ 入力電源が5.2V未満に低下した場合でも、適切な5Vを安定させる設計。

レギュレーターの動作は実際には非常に単純で、Q1とQ2は単純な高ゲインを形成します エミッタ接地 電圧が低ドロップアウトで入力から出力に流れることを可能にする電源スイッチ。

ツェナーダイオードに関連するQ3とR2は、出力をツェナーダイオードの値と同等の値（約）に調整する基本的なフィードバックネットワークのように機能します。

これはまた、 ツェナー電圧の変更 値の場合、出力電圧は必要に応じて変更できます。これは、固定78XX ICからは利用できない非標準の出力値でもユーザーがカスタマイズできるため、この設計の追加の利点です。

12V低ドロップアウトレギュレータの設計

注：Q1ベースとQ2コレクターの間に1K抵抗を追加してください

前のセクションで説明したように、ツェナー値を変更するだけで、出力が必要な安定化レベルに変更されます。上記の12v LDO回路では、 ツェナーダイオード 12.3 V〜20Vの入力を介して12Vの安定化出力を得る12Vツェナーダイオードを備えています。

現在の仕様。

これらからの電流出力 LDO設計 R1の値、およびQ1、Q2の現在の処理能力に依存します。 R1の表示値は、最大200 mAを許可しますが、R1の値を適切に下げることにより、より高いアンペアに増やすことができます。

最適なパフォーマンスを確保するには、Q1とQ2が次のように指定されていることを確認してください。 高hFE 、少なくとも50。また、Q1トランジスタとともに、Q2もパワートランジスタである必要があります。これは、プロセス中に少し熱くなる可能性があるためです。

短絡保護

説明された低ドロップ回路の明らかな欠点の1つは、 短絡保護 、これは通常、ほとんどの通常の固定レギュレーターに組み込まれている標準機能です。

それでも、以下に示すように、Q4とRxを使用して電流制限ステージを含めることで機能を追加できます。

注：Q1ベースとQ2コレクターの間に1K抵抗を追加してください

電流が所定の制限を超えて増加すると、Rxの両端の電圧降下が十分に高くなり、Q4がオンになり、Q2ベースの接地が開始されます。これにより、Q1、Q2の導通が大幅に制限され、出力電圧がシャットダウンします。もちろん、消費電流は通常のレベルに戻ります。

ソフトスタート付き低ドロップトランジスタレギュレータ

わずか数個のトランジスタを使用するこの高利得電圧レギュレータは、広く使用されている複数のトランジスタよりも優れた品質を備えています エミッタフォロワバリアント 。

回路はで試されました 30ワットステレオアンプ そのためには、回路の電源を最初に入れるたびに、高度に安定化された電源と、ゼロボルトから最大までゆっくりと徐々に上昇する出力電圧が必要でした。

この ソフトスタート パワーアンプの計画（約2秒）は、2000 uFの出力コンデンサが、出力トランジスタ内であまり多くのコレクタ電流をトリガーすることなく充電するのに役立ちました。

通常のレギュレータの出力インピーダンスは0.1オームです。出力電圧は、次の方程式を解くことによって求められます。

VO = VZ-VBE1。

出力電圧の立ち上がり時間は、次の式で計算して評価します。

T = RB.C1（1 -Vz / V）。

多くのデジタルデバイスは、電源のシーケンスでプリセットスイッチを必要とします。適切なRB / C1値を確立することにより、回路の出力の立ち上がり時間を固定して、このシーケンスまたは遅延間隔を実現できます。