±１２Ｖ → ±５Ｖ電源装置　回路説明

　電圧可変型３端子レギュレータでの電圧制御

今回使用する３端子レギュレータは抵抗器の値を変えることにより出力電圧を変化させることができます。
ＬＭ３１７はプラス電源用、ＬＭ３３７はマイナス電源用です。動作はどちらも同じように動作します。

　電圧制御範囲

左の図はレギュレータの基本回路です。ＶｏとＡｄｊ間の電圧は一定で標準で１．２５Ｖです。
出力電圧の制御はＲ２の値を変えて行います。
出力電圧（Ｖout）は以下の式で計算できます。

Vout = 1.25 ( 1 + R2/R1) + I_ADJ(R2)

I_ADJはAdjピンから流れる電流で数十μＡですので、右端の項は無視しても良いです。
ＬＭ３ｘｘでは電圧制御用の抵抗値を決めるのに制約があります。それは出力電流が１０ｍＡ以上でないと電圧の制御が正常に動作しないという制約です。常に１０ｍＡ以上電流が流れる負荷がある回路で使用する場合にはこの制約は関係ありませんが、実験用電源などのように無負荷の状態がある場合には考慮する必要があります。どのような考慮かと言うとＲ１の値を１２０Ω位にするということです。こうすると出力電流は最低でも１０ｍＡは流れることになります。
Ｒ２の値は必要とする出力電圧により以下の式で計算できます。（I_ADJは無視）

R2 = 120 ( Vout/1.25 - 1 )

５Ｖの出力電圧の場合には以下のようになります。

R2	= 120 x ( 5/1.25 - 1 )
	= 120 x 3
	= 360Ω

今回の回路では５００Ωの可変抵抗器を使いました。ですから、出力電圧の制御範囲は計算では1.25V～6.46Vになります。

　入力電圧の条件

ＬＭ３ｘｘの場合、入力電圧と出力電圧の差が最低でも３Ｖ必要です。すなわち、入力電圧は出力電圧より３Ｖ以上高くなければなりません。５Ｖの出力電圧の場合、入力電圧は８Ｖ以上にする必要があります。
ＬＭ３１７の場合、入力と出力の電圧の差は最大４０Ｖです。出力の最低電圧は1.25Vですので入力電圧の上限は正確には41.25Vになります。通常は最大入力電圧は４０Ｖとしています。
ですから、ＬＭ３１７での電圧制御範囲は１．２５Ｖ～３７Ｖになります。
ＬＭ３３７でも電圧の極性は逆ですが制御範囲は同様です。

　レギュレータの保護

レギュレータの外部にいくつかのダイオードを付けてレギュレータが外部条件で破壊しないように保護しています。これらのダイオードは必ずしも付けなくても良いのですが、万が一のために付けています。

Ｄ１は入力に極性が逆の電圧が加わった場合の保護です。
ＡＣ電源から直流を作る整流回路を内蔵した場合には逆の電圧が加わることはありませんので、その場合には不要です。今回私の回路では外部の±１２Ｖ電源装置とその都度ワイヤーで接続する方法ですのでこのダイオードを付けています。ダイオードは１Ａのものを使用しましたので、それ以上の電流が流せる外部電源の場合のはダイオードが壊れてしまいます。
シリコンダイオードは壊れると短絡状態になりますので、外部電源に保護回路がないと電源装置が壊れるかもしれません。

Ｄ２は入力電圧より出力電圧が高くなった場合の保護です。
通常はこのようなことはないのですが、負荷回路にコイルなどがあった場合、電流を遮断したときに高電圧が出る可能性があります。

Ｄ３は電圧調整ピンの電圧より出力電圧が下がった場合の保護です。
出力が短絡した場合にはこのようなケースになります。

　レギュレータの仕様

詳細はデータシートを見て頂ければ良いのですが、英文ですので規格の一部を以下に示します。

ＬＭ３１７Ｔ

項　目	条件	LM317T			単位
項　目	条件	最小	標準	最大	単位
基準電圧	3V ≦ (Vin-Vout) ≦ 40V	1.20	1.25	1.30	V
入力安定性	3V ≦ (Vin-Vout) ≦ 40V		0.01	0.04	%/V
入力安定性	3V ≦ (Vin-Vout) ≦ 40V		0.02	0.07	%/V
負荷安定性	10mA ≦ I_OUT ≦ I_MAX		0.1	0.5	%
負荷安定性	10mA ≦ I_OUT ≦ I_MAX		0.3	1.5	%
ADJピン電流			50	100	μA
最小出力電流	(Vin-Vout) = 40V		3.5	10	mA
最大出力電流	(Vin-Vout) ≦ 15V	1.5	2.2	3.4	A
最大出力電流	(Vin-Vout) ＝ 40V	0.15	0.4		A
リップル除去	Vout=10V, f=120Hz C_ADJ=0μF		65		dB
リップル除去	Vout=10V, f=120Hz C_ADJ=10μF	66	80		dB
電圧最大定格 (Vin-Vout)			40		V
動作温度範囲			0～125		℃

・細字の数字はT_J=25℃、太字の数字は最大動作温度での数値
・条件が書かれていない場合　Vin-Vout=5V Iout=10mA

ＬＭ３３７Ｔ

項　目	条件	LM337T			単位
項　目	条件	最小	標準	最大	単位
基準電圧	3V ≦ \|Vin-Vout\| ≦ 40V	-1.20	-1.25	-1.30	V
入力安定性	3V ≦ \|Vin-Vout\| ≦ 40V		0.01	0.04	%/V
入力安定性	3V ≦ \|Vin-Vout\| ≦ 40V		0.02	0.07	%/V
負荷安定性	10mA ≦ I_OUT ≦ I_MAX		0.3	1.0	%
負荷安定性	10mA ≦ I_OUT ≦ I_MAX		0.3	1.5	%
ADJピン電流			65	100	μA
最小出力電流	\|Vin-Vout\| ≦ 40V		2.5	10	mA
最小出力電流	\|Vin-Vout\| ≦ 10V		1.5	6	mA
最大出力電流	\|Vin-Vout\| ≦ 15V	1.5	2.2	3.7	A
最大出力電流	\|Vin-Vout\| ＝ 40V	0.15	0.4		A
リップル除去	Vout=-10V, f=120Hz C_ADJ=0μF		60		dB
リップル除去	Vout=-10V, f=120Hz C_ADJ=10μF	66	77		dB
電圧最大定格 \|Vin-Vout\|			40		V
動作温度範囲			0～125		℃

・細字の数字はT_J=25℃、太字の数字は最大動作温度での数値
・条件が書かれていない場合　Vin-Vout=5V Iout=0.1A