あなたが使用するのは、 3 端子レギュレータを使用できます。 入力を非安定化電圧源に接続することで、 グランドピンを回路グランドに接続します。出力を負荷に接続します。ニーズに合わせて、固定または調整可能な適切なタイプをお選びください。常にピンの設定を確認し、適切なコンデンサを使用してください。グランド ピンの小さな静止電流を忘れると、現在の計算が間違っている可能性があります。間違ったコンデンサを使用すると、ノイズや干渉が発生する可能性があります。 Donghai Semiconductor では、これらのよくある間違いを回避できるように 3 端子レギュレータ製品を設計しています。
重要なポイント
右を選択してください レギュレーターのタイプ。 プロジェクトに適した共通電圧には固定レギュレータを使用します。カスタム電圧には調整可能なレギュレータを使用します。
入力、グランド、出力ピンを正しい方法で接続してください。コンデンサをピンの近くに配置します。これにより、回路が安定して静かな状態を保つことができます。
電力損失による熱に対処するには、ヒートシンクを使用してください。これにより、レギュレーターが冷却され、正常に動作するようになります。
電流制限やサーマルシャットダウンなどの内蔵保護機能を使用します。これらの機能は回路を安全に保つのに役立ちます。
実際の負荷で回路をテストします。間違いを避けるために配線を 2 回確認してください。これにより、電圧を安定に保つことができます。
三端子レギュレータの選択
適切な 3 端子レギュレータを選択することが重要です。電子回路が正常に動作するのに役立ちます。固定電圧レギュレータと調整可能な 3 端子正電圧レギュレータのどちらかを選択する必要があります。選択は、プロジェクトの電圧と電流のニーズによって異なります。違いを理解すると、自分の仕事に最適な電圧レギュレータ IC を選択するのに役立ちます。これは、単純な LED 回路に電力を供給する場合や、機器用の複雑な電源を構築する場合にも当てはまります。
固定電圧レギュレータ
固定電圧レギュレータは、1 つの安定した出力電圧を提供します。 78xx シリーズは正電圧に使用されます。 79xx シリーズは負電圧に使用されます。 78xxシリーズには、L7805CV（LED用）、L7812CV（電動工具用）、L7815CV（充電器用）、L7809CV（計装用）などのモデルがあります。これらのレギュレーターは使い方が簡単です。安定性を維持するには、追加のコンデンサが数個必要なだけです。
ヒント: 回路で 5V、9V、12V、または 15V などの共通電圧が必要な場合は、固定電圧レギュレータを使用します。これにより、設計が簡単かつ信頼できるものになります。
以下は、固定レギュレータと調整可能なレギュレータを比較した表です。
パラメータ |
固定電圧レギュレータ（78xx、79xxシリーズ） |
可変電圧レギュレータ（LM317シリーズ） |
出力電圧 |
固定 (7805 の場合は 5V、7812 の場合は 12V など) |
抵抗により1.25V～37Vまで調整可能 |
出力電流 |
通常は最大1A |
最大1.5A |
ドロップアウト電圧 |
約2V |
約2V |
効率 |
低い (30-60%) |
低い (30-60%) |
放熱 |
高、ヒートシンクが必要 |
高、ヒートシンクが必要 |
外部コンポーネント |
少数（ほんの一部のコンデンサ） |
電圧設定には抵抗ネットワークが必要 |
アプリケーションの使用 |
シンプルな固定電圧のニーズ |
柔軟な電圧ニーズ、カスタム出力 |
固定電圧レギュレータ モデルはさまざまな方法で使用できます。以下の表に、いくつかの人気のあるモデルとその用途を示します。
レギュレータモデル |
タイプ |
出力電圧 |
主な特長 |
代表的な用途 |
7805、7812（78xxシリーズ） |
固定リニアレギュレータ |
5V、12V固定 |
シンプルな 3 ピン設計で追加部品はほとんど必要ありません |
家電製品、一般電源 |
L7805CV |
固定リニアレギュレータ |
5V |
安定した出力、使いやすい |
LED回路 |
L7812CV |
固定リニアレギュレータ |
12V |
信頼できる、強い |
電動工具 |
L7815CV |
固定リニアレギュレータ |
15V |
より多くの電流を処理します |
充電器 |
L7809CV |
固定リニアレギュレータ |
9V |
安定した電圧を与える |
計装 |
79XXシリーズ |
固定負リニアレギュレータ |
-5V、-12V固定 |
負の電圧レールを作成します |
2つの電源を必要とするオーディオ回路、アンプボード |
L7915CV |
固定負リニアレギュレータ |
-15V |
負電圧供給 |
家電製品 |
注: L7805CV や L7812CV などの固定電圧レギュレータは、Donghai Semiconductor の家庭用電化製品や産業用製品に適しています。
固定電圧レギュレータはさまざまな場所で見られます。
家庭用電化製品（LED、家電製品）
電動工具
計装
充電器
調整可能なレギュレーター
調整可能な 3 端子正電圧レギュレータは柔軟性があります。 LM317T 正電圧レギュレータがお気に入りです。 2つの抵抗を変更することで、出力電圧を1.25V～37Vに設定できます。これは、カスタム電源、バッテリー充電器、テスト機器に最適です。
ヒント: 特別な電圧が必要な場合、または可変電源が必要な場合は、調整可能なレギュレータを使用してください。
LM317 は、出力と調整ピンの間を約 1.25V に保ちます。 2 つの抵抗で構成される分圧器を使用して出力電圧を設定します。 1 つの抵抗の代わりにポテンショメータを使用すると、出力電圧を簡単に変更できます。これは、調整可能なレギュレーターを使用する一般的な方法です。
出力電圧の設定方法は次のとおりです。
調整可能なレギュレータは次の用途に使用できます。
可変電圧電源
バッテリー充電器
テストベンチ
特殊な電圧が必要なカスタム回路
三端子レギュレータを選択するときは、次の点を考慮してください。
基準 |
説明 |
入力電圧と出力電圧 |
入力電圧は出力電圧より少なくともドロップアウト電圧だけ高くなければなりません。 |
電流定格 |
レギュレータは最大の負荷電流を処理する必要があります。 |
消費電力 |
(Vin - Vout) × 負荷電流を計算して発熱を推定します。 |
熱抵抗 (Theta-JA) |
データシートの値を使用して温度上昇を推測します。 |
最大接合部温度 |
レギュレーターが最高温度 (通常は 125°C) 未満に保たれていることを確認してください。 |
低ドロップアウト電圧 (LDO) |
入出力電圧ギャップが小さいLDOレギュレータを選択してください。 |
静止電流とノイズ |
敏感なアナログ回路やバッテリ駆動回路については、これらを確認してください。 |
注記： 東海半導体は、 家庭用電化製品、産業用機器、自動車用電子機器向けに、固定タイプや調整可能タイプを含む多くの電圧レギュレータ IC を提供しています。
配線と設置
三端子レギュレータのセットアップは簡単です。いくつかの簡単な手順に従うだけです。各ピンを正しい方法で接続してください。コンデンサを最適な場所に配置します。これにより、回路が正常に動作し、静かな状態が保たれます。
ピン配列と接続
まず、レギュレータのピン配置を確認します。ほとんどの 3 端子レギュレータには、 入力, グラウンドと 出力 の3 つのピンがあります。ピンの順序はパッケージの種類によって変わる場合があります。開始する前に必ずデータシートを参照してください。
簡単な配線ガイドは次のとおりです。
入力ピンの接続
入力ピンを DC 電圧源に接続します。入力電圧は出力電圧より少なくとも 2 ボルト高くなければなりません。
グランド ピンを接続する
グランド ピンを回路のグランドに接続します。このピンは出力電圧の基準を与えます。
出力ピンの接続
出力ピンを負荷に接続します。このピンは安定化された電圧を与えます。
ヒント: 接続を必ず 2 回確認してください。ピンを間違えるとレギュレーターが動作しなくなります。出力で入力と同じ電圧が得られる場合があります。場合によっては、電圧がまったく得られないことがあります。グランドが適切に接続されていないと、出力電圧が誤った値になる可能性があります。はんだ付け不良やワイヤの断線により、レギュレータが過熱したり破損したりする可能性があります。
以下の表は、一般的なレギュレータ パッケージのピン配置を示しています。
パッケージの種類 |
ピン1 |
ピン2 |
ピン3 |
TO-220 |
入力 |
地面 |
出力 |
TO-252 |
入力 |
地面 |
出力 |
TO-92 |
入力 |
地面 |
出力 |
Donghai Semiconductor レギュレータを使用している場合は、データシートでピン配列を確認してください。
コンデンサの配置
コンデンサは、レギュレータの安定性と静音性を維持するのに役立ちます。適切なサイズを使用し、適切な場所に配置する必要があります。
入力コンデンサ:
0.33 µF セラミック コンデンサを入力ピンの近くに配置します。これは、電源からのノイズをブロックするのに役立ちます。より良い結果を得るために、10 µF の電解コンデンサを追加することもできます。
出力コンデンサ:
0.1 µF セラミック コンデンサを出力ピンの近くに配置します。これにより、出力電圧が安定に保たれます。 10 µF の電解コンデンサは、負荷の素早い変化に役立ちます。
平滑コンデンサ:
電圧リップルを下げるために平滑コンデンサを使用します。レギュレータ出力と負荷の近くに設置してください。
注: コンデンサをどこに配置するかは非常に重要です。レギュレータから遠い場合、ノイズが増加し、安定性が低下する可能性があります。コンデンサは常にピンの近くに置いてください。熱から遠ざけてください。デカップリング コンデンサは高周波ノイズをトラップし、その拡散を阻止します。
コンデンサを配置するための簡単なチェックリストは次のとおりです。
低 ESR で小型のセラミック コンデンサを使用します。
変化に対する応答性を高めるために電解コンデンサを追加します。
電圧定格が入力電圧の少なくとも 1.5 倍であることを確認してください。
コンデンサをレギュレータのピンと負荷の近くに配置します。
ノイズに敏感な負荷をグループ化し、ローカル デカップリング コンデンサを使用します。
これらの手順に従えば、三端子レギュレータは静かに正常に動作します。間違った出力電圧、ノイズ、不安定性などの問題を回避できます。 Donghai Semiconductor は、すべてのレギュレータ製品にこれらのヒントを使用することを推奨しています。
主な機能と保護
三端子レギュレータには、回路を安全に保つ機能があります。これらの機能は、プロジェクトがうまく機能し、より長く続くのに役立ちます。東海半導体では、電圧レギュレータ IC にこれらの保護機能が備わっています。これは、強力な電子システムを構築するのに役立ちます。
電流制限
電流制限により、デバイスが過剰な電流を使用するのを防ぎます。負荷が許容値を超える電流を流そうとする場合、レギュレータが役立ちます。電流をチェックするために検出抵抗とトランジスタを使用します。電流が大きくなりすぎると、トランジスタがオンになります。これにより、電流が増加するのを防ぎます。出力電流は安全なレベルに留まります。さらに負荷を加え続けると、出力電圧が低下します。しかし、電流は安全限界を超えません。この機能は、バッテリー管理システムとモーター ドライバーにあります。
一般的なレギュレータの電流制限をいくつか示します。
レギュレータモデル |
代表的な最大出力電流 |
78L05 |
100mA～150mA |
LM7805 |
1A |
78M05 |
0.5A |
78S05 |
2A |
78T05 |
3Aまで |
ヒント: 電流制限については、必ずデータシートを参照してください。これは、プロジェクトに適切なパーツを選択するのに役立ちます。
サーマルシャットダウン
サーマルシャットダウンにより、レギュレーターが過度に熱くなるのを防ぎます。レギュレータの内部が過熱すると、レギュレータが停止するか、出力電流が低下します。これにより、回路が熱による損傷から保護されます。これには追加の部品は必要ありません。レギュレーターはそれを自分で行います。たとえ熱くなったり、負荷が上昇したりしても、回路は安全に保たれます。
電圧調整
電圧レギュレーションにより、回路に安定した出力電圧が与えられます。レギュレータはフィードバック ループと制御回路を使用して電圧を安定に保ちます。入力電圧や負荷が変化しても出力はあまり変化しません。デバイスに信頼性の高い電力が供給されます。レギュレータのタイプ（固定または調整可能など）によって、電圧をどの程度制御するかが変わります。低ドロップアウト レギュレータ (LDO) は、入力電圧が出力電圧に近い場合に適切に動作します。
電圧レギュレーションに影響を与えるものは次のとおりです。
レギュレータの種類 (固定、調整可能、LDO)
内部フィードバックおよび制御回路
ドロップアウト電圧
負荷および入力電圧の変化
熱保護機能
注: Donghai Semiconductor の電圧レギュレータ IC は、安定した電圧、強力な電流制限、および自動サーマル シャットダウンを提供します。これらの機能は、安全で信頼性の高い電子回路の作成に役立ちます。
消費電力とヒートシンク
三端子レギュレータを使用する場合は熱を考慮する必要があります。レギュレーターは余分な電圧を熱に変換します。この熱を制御しないと、デバイスが熱くなりすぎる可能性があります。動作しなくなる可能性があります。 Donghai Semiconductor は、レギュレータを冷却して安全に保つ方法を学ぶのに役立ちます。
電力損失の計算
レギュレーターが発生する熱の量は、簡単な式で知ることができます。入力電圧から出力電圧を減算します。次に、その数値に負荷が使用する電流を掛けます。これは、どれだけの電力が熱として失われるかを示しています。
たとえば、入力電圧が 5V、出力電圧が 3.6V で、負荷が 140mA を使用する場合、
電力損失 = (5V - 3.6V) × 0.14A = 0.196Wとなります。
これは、レギュレータが 0.196 ワットの熱を発生することを意味します。負荷電流が静止電流よりもはるかに大きい場合は、わずかな余分な電流は無視できます。常に最悪の状況を確認してください。入力電圧が高くなったり、負荷が大きくなったりすると、発熱が高くなります。レギュレータがこの熱に対応できることを確認する必要があります。
ヒント: 簡単にチェックするには、電力損失 = (Vin - Vout) × Iload の式を使用します。回路にかかる最大の負荷を常に考慮して計画を立ててください。
ヒートシンクの選択
レギュレーターが大量の熱を発生する場合は、ヒートシンクが必要です。ヒートシンクは、レギュレーターから熱を逃がすのに役立つ金属片です。折りたたんだアルミニウムの箱またはデバイスの金属ケースを使用できます。レギュレータをショートから守るために、絶縁ワッシャーとマイカシートを使用してください。
レギュレーターが非常に熱くなる場合は、より大きなヒートシンクを使用するか、エンクロージャーの上に置きます。空気の流れが良いと、物を冷やすのに役立ちます。場合によっては、レギュレーターの前に抵抗を使用して電圧を降下させ、熱を共有することができます。これにより、レギュレータでより小さなヒートシンクを使用できるようになります。
ヒートシンクを選択する際のヒントをいくつか紹介します。
消費電力(W) |
ヒートシンクの推奨事項 |
< 0.5 |
小さな金属タブまたは PCB 銅 |
0.5～1.5 |
折り畳まれたアルミニウムまたは小さなフィン付き |
> 1.5 |
大型の外部ヒートシンク、エアフロー |
注： Donghai Semiconductor は、多くのタイプのヒートシンクで動作するようにレギュレータを設計しています。取り付けに関するアドバイスについては、レギュレータのデータシートを必ず確認してください。
優れたヒートシンクはレギュレーターを冷却します。回路の寿命が長くなり、動作が改善されます。デバイスを保護し、3 端子レギュレータから最高のパフォーマンスを引き出します。
応用回路
東海半導体では、3 端子レギュレータをさまざまな方法で使用できます。可変電圧電源を作ることができます。出力電流を増やしたり、一般的な問題を解決したりすることもできます。よくある回路例をいくつか見てみましょう。
可変電圧電源
LM317 を使用して可変電圧電源を構築できます。この設定により、さまざまなニーズに合わせて出力電圧を変更できます。その方法は次のとおりです。
LM317 の入力ピンを DC 電源に接続します。
抵抗を 2 つ使用します。 R1 は調整ピンからグランドに接続されます。 R2 は出力ピンから調整ピンに接続されます。
出力電圧は次の式を使用します:
Vout = 1.25V × (1 + R2/R1)
R2にポテンショメータを使用すると電圧を調整できます。
安定性を高めるために、ピンの近くに入力コンデンサと出力コンデンサを追加します。
出力は1.25Vから最大約30Vまで設定できます。これは入力電圧によって異なります。この電源は、回路のテスト、バッテリーの充電、またはさまざまな電圧を必要とするデバイスへの電力供給に適しています。電流制御と電圧制御の両方に 2 つの LM317 を使用することもできます。レギュレーターを冷却するために、常にヒートシンクを使用してください。
可変電圧電源の一般的な用途:
電子部品のテスト
小型モーターへの電力供給
LEDとセンサーの駆動
バッテリーの充電
出力電流の増加
場合によっては、1 つのレギュレータで供給できる以上の電流が必要になることがあります。パワートランジスタを追加することで出力電流を増やすことができます。これを行う簡単な方法は次のとおりです。
PNP または NPN トランジスタをヘルパーとして使用します。
電流を検出するには、レギュレータの出力とトランジスタのベースの間に抵抗を置きます。
負荷がより多くの電流を必要とする場合、トランジスタは電流の供給を助けます。
この方法により、電源からより多くの電流を供給できるようになります。トランジスタには必ずヒートシンクを追加してください。保護ダイオードを使用し、トランジスタが過熱しすぎないことを確認してください。この設定は、より大きな負荷用の電源で使用されます。
トラブルシューティングのヒント
回路に問題がある可能性があります。それらを修正するためのいくつかの手順を次に示します。
入力電圧が安定しており、十分に高いことを確認してください。
入力および出力コンデンサが正しい値であり、レギュレータの近くにあることを確認してください。
すべての配線とはんだ接合部が正しく接続されているかどうかを確認してください。
負荷電流がレギュレータの定格を超えないようにしてください。
過熱を防ぐために適切なヒートシンクを使用してください。
出力電圧が入力と一致していたり、レギュレーションがなかったりするなど、損傷がないかどうかを確認します。
必要に応じて壊れた部品を交換します。
ヒント: 出力電圧が安定していない場合は、より大きなコンデンサを試すか、レギュレータピンの近くに移動してください。
これらのヒントは、3 端子レギュレータ回路が適切に動作するのに役立ちます。良い結果を得るには、常にベストプラクティスに従い、作業を確認してください。 Donghai Semiconductor では、次の可変電圧電源または固定電圧電源プロジェクトに当社のレギュレータを使用することをお勧めします。これらの回路のアイデアを試して、電子機器に安定した調整可能な電力を供給することがいかに簡単かを確認してください。
いくつかの簡単な手順に従えば、3 端子レギュレータで良好な結果を得ることができます。出力より 2 ～ 3 ボルト高い入力電圧を選択してください。入力コンデンサと出力コンデンサをピンの近くに配置します。これは回路内のノイズを低減するのに役立ちます。ヒートシンクを使用して、電力損失による余分な熱に対処します。回路の電源を入れる前に、必ずデータシートを読み、配線を確認してください。実際の負荷で回路をテストして、正しく動作することを確認します。データシートや学習ガイドでさらに詳しいヘルプを見つけることができます。東海半導体は、回路を安全に保ち、正常に動作させるために、次のヒントを提案しています。
よくある質問
プロジェクトに適した三端子レギュレータを選択するにはどうすればよいですか?
まず、どれくらいの電圧が必要かを考えてください。次に、回路が使用する電流を確認します。次に、固定または調整可能なレギュレーターのいずれかを選択します。東海半導体には、エレクトロニクス、工場、自動車向けに多くの選択肢があります。
ピンを間違って接続するとどうなりますか?
回路がまったく機能しない可能性があります。電圧が得られないか、間違った電圧が得られる可能性があります。配線を始める前に必ずデータシートを読み、ピン配置を確認してください。
なぜ電圧レギュレータにコンデンサが必要なのでしょうか?
コンデンサは電圧を安定に保つのに役立ちます。ノイズをブロックし、電圧スパイクを防ぎます。最良の結果を得るには、レギュレーターピンの近くに配置してください。
バッテリーの充電に三端子レギュレーターは使えますか？
はい、バッテリーの充電には LM317 などの調整可能なレギュレーターを使用できます。バッテリーに合わせて出力電圧を設定します。充電中は常に温度と電流に注意してください。
動作中にレギュレーターを冷却するにはどうすればよいですか?
ヒートシンクまたは金属タブを使用して熱を逃がします。レギュレーターの周りに空気が流れるようにしてください。どれだけの電力が失われるかを把握し、適切なヒートシンクのサイズを選択してください。
