高電流電圧レギュレータ:決定版ガイド
電圧調整器
電圧調整器を必要としない電気製品はほとんどありません。そして、この事実により、電圧レギュレータは回路で最も使用される電気部品の 1 つになります。コースがバッテリー電圧または DC/AC アダプター電圧を直接使用できる場合を除き、電流の増加と瞬間的な電流による損傷を防ぐために、電圧レギュレーターが必要になります。また、回路用に高電流電圧レギュレーターを選択または作成する前に、高電流電圧レギュレーターについて十分に理解しておく必要があります。そのため、この記事では、高電流電圧レギュレーターのしくみ、電圧レギュレーターの種類、アプリケーション、プロジェクト用に構築できるいくつかの電圧レギュレーター回路について学習します。
始めましょう!
高電流レギュレータの仕組み
電圧レギュレータの主な目的は電流制限です。つまり、一定の出力電圧を生成して維持します。負荷条件や入力電圧を変えても、一定の出力電圧は変わりません。
電圧調整器
また、電圧レギュレータは、回路がスイッチモード電源から受け取る公称電圧を、回路内の他の電子部品の通常の動作に適した範囲内に維持します。
ほとんどの電圧レギュレータは DC から DC への変換に使用できますが、AC から DC および AC から AC への変換も処理できるものもあります。
電圧レギュレータの種類:リニア vs. スイッチング
電圧レギュレータを選択または作成する前に、考慮すべき2種類の電圧があります。これらのタイプには、リニア レギュレータとスイッチング レギュレータが含まれます。
リニア レギュレータは、ノイズのない機能を備えた安価で簡単なタイプのレギュレータです。ただし、リニア降圧レギュレータの電力レベルは低いか平均的であるため、軽負荷の電圧を下げるのに最も役立ちます。リニアレギュレーターもコンパクトサイズです。
リニア レギュレータの回路図
一方、スイッチングレギュレータは電力効率が高い反面、設計が複雑になり、リニアレギュレータよりもコストがかかります。それに加えて、ノイズ出力が高くなります。ただし、スイッチング レギュレータをステップアップまたはステップダウン レギュレータとして使用します。
フィードバック制御によるスイッチング レギュレータの図
電圧レギュレータの用途
リニアおよびスイッチング電圧レギュレータのいくつかのアプリケーションを次に示します。
- リニア レギュレータは、ウェアラブル、モノのインターネット (IoT)、ヘッドフォン デバイスなど、低予算、ノイズに敏感、限られたスペース、または低電流のアプリケーションに使用できます。
ヘッドフォン
- スイッチング レギュレータは、より一般的な用途に使用できます。また、消費者、自動車、エンタープライズ、産業用アプリケーションなど、高性能で効率的なアプリケーションにも使用できます。
自動車
高電流電圧レギュレータ回路プロジェクト
このセクションでは、プロジェクト用に作成できる 2 種類の電圧レギュレータ回路について説明します。高電圧 7812 電圧コントローラー回路と、LM338 を使用した高電流適応電圧レギュレーター回路の 2 つの回路について説明します。
高電流 7812 電圧レギュレータ回路
高電流 7812 電圧回路図
出典:DC 電圧レギュレータのブログスポット
トランジスタを使用して高電流 7812 電圧を構築できます。トランジスタは、レギュレータ回路の負荷電流電力を増加させるのに役立ちます。また、正のレギュレータ タイプは NPN トランジスタを使用するのに対し、-ve レギュレータは PNP トランジスタを使用することに注意してください。
さらに、この回路は 12v DC 電圧電流コントローラー回路の完全なサンプルです。また、1A IC 7812 (最大 15A) の負荷電圧を改善することを意図した IC 7812 が付属しています。
注:外部トランジスタを多く使用すると、負荷電流が高くなります。
したがって、3 つの MJ2955 コンプリメンタリ トランジスタを結合することにより、高電流 7812 電圧レギュレータを生成できます。
ここが最高の部分です。
MJ2955 トランジスタを追加 (増加) するか、一部のトランジスタを削除することで、負荷電流の電力を変更できます。
さらに、100R 定格以下の抵抗器を使用して、システムを電流スワンピングから保護することができます。したがって、この抵抗器を使用すると、1c 7812 が受け取る電圧を安定させることができます。
7812の負荷電流は1A以下ですので、ICの出力電圧1Aの保護ヒューズとしてご使用いただけます。これにより、IC を高い連続電流または定電流から保護します。
また、1C MJ2955 および 7812 トランジスタの両方にヒートシンクを取り付けて、負荷電圧またはサーマル シャットダウン機能をさらに冷却するための効率的なヒートシンク システムを用意する必要があります。
ヒートシンク
注:ヒートシンクも温度上昇を防ぎます。最高温度に達したときの温度遮断機能を含めることもできます。
さらに、この回路には -ve レギュレーター 7912 を使用できます。ただし、MJ2955 トランジスタを MJ3055、TIP3055、2N3055 などの他のトランジスタに変更する必要があります。
LM338 を使用した高電流対応電圧レギュレータ回路
LM338 を使用した高電圧レギュレータ回路
ソース:320volt.com
LM338 を使用したこの柔軟な電圧レギュレータ回路は、1.5v から 35v の制御不能な入力 DC 電源で、1.2v から 32v の調整された DC 実際の出力電圧を提供できます。
LM338 は、3 端子 +ve 電圧コントローラを備えた調整可能な電源を備えた IC です。さらに、1.2 ～ 32 ボルトで 5 つのアンペアを供給できます。また、この回路を使用するために必要な抵抗は 2 つだけです。また、可変抵抗器で得られる目標出力電圧は次のとおりです。
V アウト =1.25ボルト (1+R2/R1) + Iadj R2
必要なコンポーネント
この回路に必要なコンポーネントは次のとおりです。
<オール>- C2 – 4.7µF/25V – CP ラジアル D4.0mm – P2.00mm (1)
- R1 – 120Ω – R アキシャル DIN0204 D1.6mm L3.6mm – P5.08mm 水平 (1)
- D1、D2 – 1N4007 – D-DO-41 SOD81 P10.16mm 水平 (2)
- U1 – LM338 – TO- 220-3 垂直 (1)
- RV1 – 1KΩ – ポテンショメータ Bourns 3266Y 垂直 (1)
- J1、J2 – ねじ Ter 01×02 – JWT A3963 1×02 P3.96mm 垂直 (1)
LM338 は、この柔軟な電圧レギュレータ回路の重要なコンポーネントです。入力端子 3 を正端子 (Vin) に直接接続できます。また、ピン 2 (Vout) を出力レンジであるピンねじ端子に接続します。次に、ピン 1 を可変抵抗 RV1 を介して GND に接続します。
したがって、R1 と RV1 の値を変更することで、この回路の LM338 の安定化出力電圧を変更できます。また、コンデンサ C2 と C1 はフィルタ動作を行い、D1 と D2 は「逆保護素子」として機能します。
まとめ
最後に、完璧な電圧レギュレーターを作成しない場合に、それを選択する前に考慮すべきことを見てみましょう。まず、Vout、Vin、Iout、さらにはシステムの優先順位などの重要な機能を理解する必要があります。
これらのパラメータを理解したら、アプリケーションの要件を満たすデバイスを見つけてください。これを行うには、パラメトリック検索テーブルと現在のグラフを使用できます。また、効率グラフを使用して、目的の電圧レギュレータの実際の効率を見つけることもできます。
パラメトリック検索テーブル
また、バッテリー電源を使用する場合、適切な電圧レギュレーターを使用すると、回路のバッテリー寿命が長くなります。
では、以上でこの記事を終わります。さらにサポートが必要な場合やご不明な点がある場合は、忘れずにご連絡ください。いつでも喜んでお手伝いいたします。
産業技術