A 回答 (6件)
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No.6
- 回答日時:
#1です。
> 消費電流が最大1Aとはどう計算すればいいですか?
出力に接続する機器の消費電流のことでしょうか?
その機器のカタログとか取り扱い説明書を見るしかないでしょう。電流計があれば測るという方法もありますが・・・。
レギュレーターIC自身の消費電流はせいぜい10mA程度ですから、まず心配することはありません。
ところで「5V3端子レギュレーター」と称するICは多くのメーカーで何種類も製造されています。最もよく知られていて古くから使われているのが通称「7805」と呼ばれているものです(他の方の回答にあるLM7805Cもそのひとつ)。電流容量は1Aと称していますが内部の電流制限回路は約2Aで動作します。
しかし実際に何Aまで使用できるかとなると温度(発熱)で制限されます。
入力が12V、出力を5VであればICで7V落ちますね。電流が1Aならば 7V×1A=7W の熱が出ます。この熱をうまく逃がさないとICがオーバーヒートして保護機能が働き出力電圧が下がります。温度保護があることでかなり無茶な使い方をしても煙が出るようなことはありませんがチンチンに熱くなります。
7805を放熱器なしで使用した場合、許容発熱は1.5W程度が限界です(7V落ちでは200mA程度が限界)。それ以上の発熱が予想されれば金属板に取り付けるなどして熱を逃がさないと保護機能が働きます。金属板は10cm四方程度のもので10Wぐらいまで大丈夫ですが80℃ぐらいにはなります。ケースやシャーシーが金属製ならそれに取りつけても構いませんが、ICのねじ穴部の金属はCOM端子(真ん中の電極)につながっていますので、ショートには注意してください。
No.5
- 回答日時:
入力DC12Vから出力DC5-12V(12Vにはなりませんよ)の間に三端子レギュレーターがあるわけですが、そこに流せる電流の最大値が1Aなのでしょう。
出力側の回路が、それを超えないような物でなければなりません。おそらく通常、目一杯1A使い切るような使い方はしないのでしょう。実際半分程度と考えるのでは。良くは知りませんが。
また、無条件に1Aなり0.5Aなり流せるわけではありません。
例えば入力12V出力5Vなら、三端子レギュレーターのところで7V消費していることになります。
ここに0.5A流してしまうと、7×0.5=3.5W消費することになります。
半田ごてが10Wからありますんで、その1/3の熱を持つことになるでしょう。(素子の表面積は小さいので、実際は同等でしょう)
こうなると壊れてしまいます。
ペルチェだ水冷だというのではない、少々のアルミ放熱板を付けたところで解消できないのでは。
というわけで、何に使うの?出力側は何に繋いで、電流電圧はどのくらい?
ということを書いた方が無難だと思います。
三端子レギュレーターの説明が解り難ければ、トランジスタによる定電圧回路、オペアンプによる定電圧回路、等を勉強すると解るようになると思います。
No.4
- 回答日時:
回答NO.2です。
出力電圧固定タイプのICでも回答NO.1の方の回答にあるように動作するのを確認しました。シミュレーション結果を添付します。
この場合、ICが5V固定出力ですのでOUT端子とGND端子間の電圧は5V一定に制御されますので抵抗R1にi流れる電流IR1は
5V/100Ω=0.05A
この電流IR1とICの消費電流Icc(8mA程度)が抵抗R2に流れます。このIccを無視するとトータルの出力電圧Voutは
Vout=5V + 5V×R2/R1 (1)
で計算されます。
条件は ICはLM7805C、抵抗R1=100Ω、入力電源電圧=12Vで抵抗R2を 1Ω、10Ω、20Ω、50Ω、100Ω、200Ωと変えて各抵抗値で負荷電流I1を0~3Aまで変化させる。
結果は 上側が出力電圧、下側が出力OUT端子とsGND(本来のICのGND端子)間の電位差をプロットしてます。
出力OUTはR2が 1Ω~50Ωに範囲では式(1)の計算で求める電圧で安定してるのが分かります。
R2が100Ω、200Ωと大きくなると出力電圧が負荷電流が大きくなってゆくにしたがって減少してゆきます。定電圧性が悪化してるのが分かります。
一方下側は出力電圧VoutとICのGND端子sGND間の電圧です。抵抗R2が1Ω~50Ωの範囲では負荷電流にかかわらず5V一定なのが分かります。
しかし、R2が100Ω、200Ωと大きくなると5Vから大きく下がり、かつ電流の増加に対しても下がってきてるのが分かります。
それから、補足にある「消費電流が最大1Aとはどう計算すればいいですか?」という質問に付いては:
この1Aの意味はデータシートでは最低1Aを保証してるだけです。また、出力電流はIC内部の設定で決まってくるので抵抗R1、とR2の値には無関係になります。これはシミュレーション結果からもわかるかと思います。
No.3
- 回答日時:
回答NO.2です。
補足事項があります。fumihisaさんの添付された回路でICが「5V3端子レギュレータ」となってますが、出力が5V固定の電源ICの場合は図のような抵抗を外部に追加する必要はありません。この回路図から100の可変抵抗器を調整して出力電圧を調整できるタイプの可変DC出力電源ICであると考えられます。
説明は「ICが可変DC出力電源ICである」という前提で説明しました。
No.2
- 回答日時:
簡単に説明するのは難しいんですが...。
説明のために回路図を添付しました。添付した回路図で説明します。
まず、DC12Vが印加される端子名をIN、出力をOUT、調整用の抵抗が接続される端子をadjとします。
回路の動作は基本的に抵抗100Ω(図でR1)に発生する電圧降下VoaをIC内部にある1.25Vの基準電圧(図で電池で示されてる電圧源V1)と比較して最終的に Voa=1.25V になるようにICが動作します。
その結果、抵抗R1に流れる電流IR1は
IR1=Voa/R1=1.25V/R1 (1)
で計算できる電流が流れます。この式(1)にR1=100Ωを代入するとIR1は
IR1=1.25V/100Ω=0.0125A
と計算できます。
この電流は100Ωの調整抵抗にすべて流れますので調整抵抗の抵抗をR2とすれば、抵抗R2に発生する電圧降下VR2
は
VR2=IR1×R2 (2)
よろ計算できますので式(2)にIR1=0.0125A、R2=100Ωを代入してVR2は
VR2=0.0125A×100Ω=1.25V
と求まります。
ここで出力電圧をVoとすると出力電圧はR1の電圧降下VoaとR2の電圧降下VR2の和になりますので出力電圧Voは
Vo=Voa+VR2 (3)
で求まります。VoaはICの働きで常に1.25Vniなるように制御されてますから式(3)は式(2)を利用して
Vo=1.25V+IR1×R2 (4)
で求められます。式(4)に式(1)を代入して
Vo=1.25V+Voa×R2/R1=1.25V+1.25V×R2/R1
=1.25V×(1+R2/R1) (5)
と求まります。
式(5)のR1=R2=100Ωを代入して計算すると、
Vo=1.25V×(1+100Ω/100Ω)
=2.5V
というように計算されます。
No.1
- 回答日時:
可変型の定電圧電源ですね。
レギュレーターは5V型ですから出力端子(図の右側の端子)とCOM(中央)の間に5Vの電圧が出ます。
100Ωの抵抗には 5V÷100Ω=50mA の電流流れ、この電流はVRを通じてGND(マイナス側)に流れます。
VR両端に生じる電圧は VR×50mA になります(VRが50Ωなら2.5V)。
したがって 出力電圧は VR×50mA+5V になります。
正確にはVRにはIC自身の消費電流(一般に3~10mA)が加算されるので実際の出力電圧は上記の計算値よりやや高くなります。
また図では入力12Vで、出力5~12Vとなっていますが、そこまで出ません。一般的には約10Vが限界です。これはIC自身の性能によるもので、入力・出力間に生じる最低電圧の小さいものを使えば11.7V程度まで出ます。
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