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2016.03.20 [日]

可変三端子レギュレータのR2の算出式

可変三端子というくらいなので、本来R2にはVR(可変抵抗・ボリューム)を入れる。という使い方が王道なのでしょう。

が、一般的な三端子レギュレータにない出力電圧が欲しい場合もあるので、そういう時に簡単にR2の抵抗の値を求められるように、(自分のために)ここに自動算出式を置いておきます。

何か間違っていたら、ご指摘頂けるとありがたいと思います。

LM317_20150320A02.png

Vout(出力電圧): V
   R1(抵抗)Ω: Ω
   R2 = 360 Ω

可変三端子レギュレータの計算

Vout = VREF×(1+R2÷R1) + R2×Iadj

例1. [ VREF=1.25V ]、[ R1=120Ω ]、[ R2=360Ω ] の場合

Vo = 1.25 × (1+360÷120) + 360×0.0005
   = 5.0V + 0.0018V
   ≒ 5.0V

必要な出力が決まっている場合。

R1は120Ωか240Ωで固定して、R2を何Ωにすればいいかというパターン。
R2の値を算出する式。

R2 = (Vout÷1.25-1) × R1 - R2×0.0005

しかし微小なので [ - R2*0.0005] を省略する。

R2 = (Vout÷1.25-1) × R1

例2. [ VREF=1.25V ]、[ Vout=5V ]、[ R1=120Ω ] の場合

R2 = (5÷1.25-1) × 120
   ≒ 360Ω

Vout(出力電圧): V
   R1(抵抗)Ω: Ω
   R2 = 0 Ω



あの定電流回路のR2の求め方


R2(Ω)=0.65÷I(A)



<回路図>
LED20mA_CCC01.png
<実体配線図>ブレッドボード
LED20mA_CCC02.png

出力させたい電流値が自分の中ですでに決定済みの場合はR2の抵抗値を求める。
その場合の式はこう。
R2(Ω)=0.65÷I(A)

例えば、20mAの場合なら。
R2(Ω)=0.65÷0.02(A) となる。 [20mA=0.02A]

R2(Ω) = 0.65 ÷ I(A) mA = 33 Ω

※必要な電流値を入力すると、即時に自動で必要な抵抗値が表示されます。



定電流回路を使わず抵抗だけを使う場合

抵抗値[Ω] = (電源電圧[V] - 順方向電圧[V] ) ÷ 順方向電流[A]


例1:(5V-3.2V)÷20mA=90Ω

例2:(5V-3.3V)÷50mA=34Ω



( 電源電圧 [V] - 順方向電圧 [V] )

 ÷ 順方向電流 [mA]

 = 抵抗値90[Ω]


※必要な数値を入力すると、即時に自動で必要な抵抗値が表示されます。



【重要】安全のために、「抵抗が消費する電力」を計算する。


抵抗が消費する電力(W) = IF(A) × IF(A) × 抵抗値(Ω)


例1 : 20mA×20mA×90Ω=0.036W

例2 : 500mA×500mA×20Ω=5W


例1の場合、1/4Wの抵抗でも問題ないことがわかる。

例2の場合、抵抗で電流制限するべきではないんじゃないか?ということがわかる。



【代替抵抗と電流値の計算】

手持ちにぴったり当てはまる抵抗がない場合

  1. 少し大きめの抵抗を使う。
  2. 2本以上の抵抗を使って、合成抵抗で作る。

合成抵抗の計算方法は今は解説しません。検索したらすぐに出てくるので調べてみて下さい。



例1:(電源3V-順方向電圧1.6V)÷順方向電流50mA=28Ω

50mA流したいので、28Ωの抵抗が必要だが、33Ωしか手持ちがない場合。



( 電源電圧 [V] - 順方向電圧 [V] )

 ÷ 代替抵抗 [Ω]

 = 電流値42[mA]


「42mAなら、とりあえずテストするだけならこれでもいいかな」と、わかる。



CDSとトランジスタを使う時に計算する

CDSと抵抗を使って分圧抵抗にし、そこからトランジスタをスイッチとして使う回路の場合。

CDSは暗くなると抵抗が増え、明るくなると減ります。


cdsLED20160606.png

トランジスタは0.65VでONになるということなので。


transistor_ECB20160606.png

トランジスタへ行く電圧[V]
= CDS[Ω] ÷ ( R1[Ω] + CDS[Ω] ) ×電源電圧[V]




トランジスタへ行く電圧 0.6[V]

=CDS抵抗値 [kΩ]

÷( R1抵抗値 [kΩ] + CDS抵抗値 )

× 電源電圧 [V]



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