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LM317可変電圧レギュレータ ~仕組を作図してみる

 この三端子レギュレータは簡単に使うことができ、
外付け部品も最小で済み、とても便利なデバイスです。
 その内部構造や動作原理を知らなくても、
ブラックボックスとして使いこなすはできますが
なにか思いも掛けないトラブルに遭遇したときに
その仕組を理解していればそこから問題解決の糸口を掴むことができるかもしれず
知っておいて損はないということで、メモっておきます。

 出力電圧=1.25×(1+R2/R1)+Iadj×R2
        ※ Iajdの電流は小さいのでゼロとして計算しても実用上差し支えない

【 動作のポイント 】
仕組を理解する上でのカギは、
 内部のオペアンプの「+」入力端子に繋がれている基準電圧となる定電圧ダイオードと
「-」入力端子がOutput端子に繋がれていること、
加えて、それら2つの入力端子間は、オペアンプの基本的な動作である「imaginary short」の状態であることが
ポイントとなります。

 それがわかれば
R1の両端、すなわちAdustーOutput端子間にも基準電圧1.25が現われるということになります。

 ※ちなみにイマジナリショートとは仮想短絡と和訳され、
オペアンプの出力端子が「+」/「-」どちらにも振り切れてない正常な状態で動作しているときには
「+」と「-」の入力端子間の電位差がほぼゼロであり
あたかも両端子間がショートしているように見えるというオペアンプの基本動作があり
それを「imaginary short」と呼んでいる。

 下図のように模式図を作ってみました。
もちろん、実物のIC内部はこんな単純なモノじゃなくて、トランジスタ等がてんこ盛りです。
それでは複雑過ぎてワケ分かりませんから
ここでは、動作原理の理解を助けるために、
あえて削りに削って最低限の機能に絞ってみました。

【 AdustーOutput端子間は、常に1.25V 】
 両端子間に繋がれた外付け抵抗R1には常に1.25Vが加わるように
フィードバック制御されるので、
結局出力端子には
R1とR2との分圧比に基づいて計算できる、
フィードバック制御により安定化された電圧が出力できるという仕掛けです。

LM317 Simple block diagram  クリックで原寸大
LM317simpleBlock_s.gif


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[C1150] バックアップ LM317可変電圧レギュレータ ~仕組を作図してみる

  • 2019-01-14 12:59
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