홍라이프 계산기LM317 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 LM317 가변 레귤레이터의 두 저항으로 출력 전압을 구하거나, 목표 전압에 필요한 R2를 계산합니다. R1에 흐르는 전류, 입출력 전압 여유, 레귤레이터가 열로 바꾸는 전력도 보여 주어 간단한 가변 전원 장치를 설계하는 취미가와 기술자가 씁니다.
계산 방법
V_out = 1.25V × (1 + R2 ÷ R1) + I_ADJ × R2
목표 전압용 R2 = (V_out − 1.25) ÷ (1.25 ÷ R1 + I_ADJ)
R1 전류 = 1.25 ÷ R1
발열 P = (V_in − V_out) × I_부하
- 저항은 Ω, I_ADJ는 µA(보통 50), 전류는 mA입니다.
원리
LM317은 출력 핀과 조정 핀 사이를 약 1.25V로 유지합니다. 이 고정 전압이 R1에 걸려 일정한 전류를 만들고, 그 전류가 R2를 지나 접지로 흐릅니다. R2에 걸리는 전압이 1.25V에 더해지므로 R2/R1 비가 출력을 정합니다. 조정 핀에서도 작은 전류 I_ADJ가 나와 R2를 지나며 수십 mV를 더합니다. 레귤레이터는 입력과 출력의 차이를 자기 몸에 걸리게 하므로, 그 전압과 부하 전류의 곱이 모두 열이 됩니다.
예제 풀이
기본값인 R1 = 240Ω, R2 = 720Ω, I_ADJ = 50µA, V_in = 12V, 부하 500mA, 목표 5V로 계산합니다.
- I_ADJ를 빼면 1.25 × (1 + 720/240) = 5V입니다.
- I_ADJ 항: 50 × 10⁻⁶ × 720 = 0.036V이므로 V_out = 5.036V입니다.
- R1 전류 = 1.25 ÷ 240 = 5.21mA입니다.
- 전압 여유 = 12 − 5.036 = 6.96V, 발열 = 6.96 × 0.5 = 3.48W입니다.
- 정확히 5V를 위한 R2 = 3.75 ÷ (0.0052083 + 0.00005) = 713Ω이며, 판정은 3V 이상 여유입니다.
| R1 – OUT과 ADJ 사이 저항 (Ω) | 출력 전압 (V) |
|---|---|
| 60 | 16.286 |
| 120 | 8.786 |
| 180 | 6.286 |
| 240 | 5.036 |
| 300 | 4.286 |
| 360 | 3.786 |
| 480 | 3.161 |
결과 해석
3.48W는 방열판 없는 TO-220 패키지로는 너무 많으므로 방열판이 필요합니다. TI 데이터시트는 입출력 차이가 3V 이상인 조건에서 레귤레이션을 규정하므로 그만큼의 여유를 두십시오. 기준 전압은 부품마다 조금씩 다르므로, 정밀도가 중요하면 출력을 재서 조정하십시오.
흔한 실수
- R1을 너무 크게 해 경부하에서 최소 부하 전류를 채우지 못하는 경우
- 발열을 무시해 레귤레이터가 과열로 차단되는 경우
- 표준 저항값으로 정확한 출력을 기대하는 경우
- 입출력 전압 차이가 너무 작은 상태로 쓰는 경우
자주 묻는 질문
R1으로 240Ω을 자주 쓰는 이유는 무엇입니까?
R1에 약 5mA가 흘러 레귤레이터의 최소 부하 조건을 채우는 데 도움이 되기 때문입니다.
I_ADJ는 무시해도 됩니까?
대략적인 계산에서는 대개 괜찮습니다. 보통의 R2에서는 수십 mV만 더해집니다.
얼마나 뜨거워집니까?
(V_in − V_out) × I_부하만큼 열이 나며, 패키지의 열저항으로 온도 상승을 추정합니다.
가장 낮은 출력은 얼마입니까?
R2 = 0일 때 약 1.25V입니다.
출처: Texas Instruments, LM317 3-Terminal Adjustable Regulator datasheet, SLVS044H