12V電源を低電圧で使おう

2001　05/09

図1　　レギュレータ回路

図中で赤く塗られている部分は、本来の機能に関係ないためなくても機能すると思われる部分です。

名称	値等	部品	単価	役割
R1	470Ω	炭素抵抗器で可 (本来は金属皮膜抵抗器あたりを使用)	10	調整抵抗
VR1	500Ω(501)	半固定抵抗器	50	出力電圧調整用
C1	0.1μF(104)	セラミックorフィルムコンデンサ	10	ICの発振防止
C2	100μF	アルミ電解コンデンサ	20	ICの発振防止 (電源ボックスに同等機能あり)
C3	10μF	アルミ電解コンデンサ	20	基準電圧の安定化
C4	0.1μF(104)	セラミックorフィルムコンデンサ	10	高周波出力の安定用
C5	100μF	アルミ電解コンデンサ	20	出力電圧安定用
D1	1N4002	通常のダイオード	30	電源切断時の保護
D2	1N4002	通常のダイオード	30	電源切断時の保護
*	配線	配線	0	回路のFail-safe用
IC	LM2940CT-5.0P+	低電圧ドロップレギュレータ	150	低ドロップリニアレギュレータ(5V用)

Vout = 5 x (1 + R2 / R1)　　　　[R2はVR1の回路上での抵抗値]
Vout = 5 + R2 / 94
Voutが11.0Vのとき R2 は 500Ω位 (R1の発熱は 0.1W程度なので1/8W抵抗が使えます。)
Voutが 5Vのとき R2 は0Ω

　多分こんな感じで、電圧降下をさせることが可能です。出力電圧の最大値は11.5V以上出るはずです。リニアレギュレータは、78xxシリーズでも代用可能ですが、そのときには出力電圧の最大値が9～10V程度になります。

全く要望はありませんでしたが、パルスセンサが使えるような回路も紹介しておきます。こちらは79xx シリーズのICを使います。上のレギュレータのように低電圧ドロップのものは一般的にはなかなか手に入らないようですので、こちらでは可変にしても印加電圧は5～9.5V程度の範囲でしか動かせません。

図2　レギュレータ回路

ICの足と実際の端子の名称が異なっているのは、もともとこのレギュレータが負電圧用のものだからです。入力端子のVinをGND、GNDを-Vinとして扱うのが一般的な使用方法です。こちらの回路は作ったことが無いのでひょっとしたらうまくいかない可能性もあります。

上と同様図中で赤く塗られている部分は、本来の機能に関係ないためなくても機能すると思われる部分です。

名称	値等	部品	単価	役割
R1	470Ω	炭素抵抗器で可 (本来は金属皮膜抵抗器あたりを使用)	10	調整抵抗
VR1	500Ω(501)	半固定抵抗器	50	出力電圧調整用
C1	0.1μF(104)	セラミックorフィルムコンデンサ	10	ICの発振防止
C2	10～100μF	アルミ電解コンデンサ	20	ICの発振防止
D	1N4002 1S1588でも可	通常のダイオード	30	電源切断時の保護
*	配線	配線	0	回路のFail-safe用
IC	7905	負電圧用ドロップレギュレータ	50	負電圧用ドロップリニアレギュレータ(5V用)

上では、TO220という普通に使う分には比較的大型のICパッケージについて扱っていますが、小型のパッケージのものでも、代用可能です。ただし、小型のパッケージは消費電力に対する要求が厳しいので以下の図を参考にして、使うかどうかを参考にしてください。(消費電力は概算値です。凡例は定格電流値xxAのファンという意味です)

グラフ中で黄色くなっているのが小型パッケージで使用可能な領域です。消費電力が大きいファンではオーバーしているのが分かります。TO220パッケージだと、ヒートシンクなしで1W程度までの発熱を許容されているようなので1つのファンを回すなら問題ありません。

小型のパッケージはピン配置が上のものと異なる可能性がありますので注意してください。また、型番は以下のように読み替えればよいと思います。
7805→78L05
LM2940CT-5.0P+→LM2930CT-5.0P+
7905→79L05

下のはガム型電池です。電圧を固定するためVR1を普通の炭素抵抗器に置き換えてあります。