LM723完全マスター：可変電圧レギュレータの包括的ガイド

7805、7812など様々な電圧レギュレータを目にしてきたことでしょう。これらは電源調整に有効ですが、固定値出力のみという制約があります。そのため、不定電圧調整にはLM723回路やLM317 IC電圧レギュレータがより適しています。

本稿では、コンデンサや抵抗などの電子部品を必要とするLM723 ICに焦点を当てます。さらに外付けパストランジスタの助けで大電流供給を実現します。

LM723とは

LM723はシリーズレギュレータ用途を主目的とする可変電圧レギュレータです。LM723Cで代替可能な場合もあります。特徴は似ていますが、LM723Cは0℃〜+70℃の温度範囲で動作し、LM723は-55℃〜+150℃です。

2. LM723ピン構成

LM723ピンアウトを以下の表にまとめます。

ピン番号	ピン名	機能
Pin1	NC/未接続	接続なし
Pin2	Current Limit	電流制限。故障時の発熱低減で過熱防止
Pin3	Current Sense	電流制限に加え、フォールドバック用途にも適用
Pin4	Inverting Input	一定の出力電圧を確保
Pin5	Non-Inverting Input	オペアンプ内部にリファレンス電圧を供給
Pin6	Vref	約7Vのリファレンス出力電圧を供給
Pin7	-Vcc	グランドピン（GND）と同様に機能
Pin8	NC	Pin1同様、未接続
Pin9	Vz	負レギュレータ作成に使用
Pin10	Vout	出力ピンとして機能
Pin11	Vc	シリーズパストランジスタのコレクタ入力。正電源に直接接続。外付けトランジスタ未使用時
Pin12	V+	正電源入力ピン
Pin13	Frequency Compensation	100pFコンデンサと共にノイズ低減
Pin14	NC	未接続

LM723の特長と仕様

特長

• シャント、フローティングシリーズ、負レギュレーションなど多様な動作モード
• 外付けパストランジスタで10A出力電流供給可能。無しの場合150mA
• 最大入力電圧：40V
• リニアまたはスイッチングレギュレータとして構成可能

• 出力電圧を3V〜37Vで調整可能

仕様

• Vzピン電流供給：24mA
• 最大入力電圧：40V
• 出力電圧範囲：3V〜37V
• 動作温度範囲：-55℃〜+150℃
• Vrefピン電流供給：15mA
• リファレンス電圧：7V
• ラインレギュレーション：0.01% Vout
• ロードレギュレーション：0.03% Vout
• リップル除去比：74dB

LM723の動作原理

LM723内部ブロック図

理解しやすくするため、LM723ブロック図を2ブロックに分割：リファレンス電圧発生ブロックとエラーアンプブロック。

リファレンスブロック

ツェナーダイオードがセットポイントで動作。ダイオード出力が恒久電圧に。安定電流供給とVrefピンのアンプにより安定電圧（7V）を生成。

エラーアンプブロック

トランジスタ、エラーアンプ、シリーズパスQ1トランジスタ（電流制限用）で構成。

エラー信号がトランジスタQ1の導通を制御。トランジスタが出力電圧を調整。

エラーアンプブロックは電圧対比を促進。フィードバックを通じて、反転端子からの出力電圧と非反転端子からのVrefリファレンス電圧を区別。

注：上記電圧間に内部接続はありません。必要な出力電圧に応じて外部で接続する必要があります。

LM723回路の動作原理

• 9V電圧をピン12経由でリファレンスアンプに入力。ピン6で一定出力電圧を取得
• リファレンス電圧がコンデンサとポテンショメータ経由でピン5へ。ポテンショメータはRV1（R1ではない）で、電圧調整時に移動操作
• 反転ピン電圧を非反転ピン電圧で比較
• 非反転入力電圧＞反転ピン電圧の場合、シリーズパストランジスタに順バイアス印加。コレクタからエミッタへ電流流動
• Voutピンから出力電圧取得

分圧則により出力電圧計算：

Vout = Vref (R2 / (RV1 + R2))

LM723回路の設計方法

ここでの回路設計は2.6V〜24Vの可変出力を生成します。

回路の手順と動作

• 30V ACを入力端子（VAC）に接続。1N5402ダイオードでACをDCに変換
• 赤色LEDが入力電圧インジケータとして入力信号状態を表示
• C2とC1コンデンサでDC電圧のリップル除去、LM723への電圧を平滑化
• 10kΩ（10k POT）可変抵抗で出力電圧調整
• TIP3055 NPNトランジスタが外付けバイパス抵抗として機能。出力電流処理能力を増強

LM723使用のメリットとデメリット

メリット

• 適切に接続すれば低ノイズ
• 広い電圧範囲：入力最大40V定格、50パルス許容
• 外付けパストランジスタ対応
• 周波数応答を直接変更可能
• 温度コントローラとしてだけでなく、負/フローティング/シャントレギュレータとしても使用可能
• コストパフォーマンスに優れ、耐久性が高い

デメリット

• 取り扱いと理解が複雑
• 正確な電流制限機能なし
• エラーアンプ利得が中程度、エラーアンプバイアス電流が低い
• 調整済み出力電圧（2.5V）とドロップアウト電圧（10V）が低い
• 過負荷で電流制限感度に影響

結論

LM723を電圧レギュレータとして検討されているなら、正しい選択です。温度コントローラ、電流レギュレータ、シャントレギュレータなどの用途に使用可能。多くは150mA電流出力だが外付けパストランジスタなしの場合。

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