LM338 전압 레귤레이터: 데이터시트, 핀아웃 및 실전 응용

LM338 IC란 무엇인가?

LM338 집적 회로는 내셔널 세미컨덕터(National Semiconductor)에서 제조한 LM 시리즈 IC의 일부입니다. LM338 응용 회로는 LM350이나 LM317과 마찬가지로 사용이 간편하고 부품 수가 적다는 특징이 있습니다. 다만 LM317은 LM338에 비해 출력 전류가 낮습니다. 이번 글에서는 LM338 IC의 특성, 응용 분야, 핀 구성 등을 중심으로 자세히 다루어 보겠습니다.

LM338은 출력 전압을 설정하는 데 단 두 개의 저항만 필요하므로 사용이 매우 간편합니다. 또한 부하 및 라인 레귤레이션 회로 설계 덕분에 일반 상용 전원 공급 장치에 비해 매우 높은 신뢰성을 자랑합니다.

참고 사항:

• 커패시터는 필수는 아니지만, 입력 필터 커패시터로부터 6인치(150mm) 이상 떨어진 경우 입력 바이패스 커패시터가 필요합니다.
• 선택적으로 출력 커패시터를 추가하면 과도 응답 특성을 향상시킬 수 있습니다.
• 레귤레이터의 조정 단자를 바이패스하면 높은 리플 제거비를 얻을 수 있습니다.

(전자 집적 회로 칩)

LM338 IC 핀 배열 및 구성

LM338 IC는 세 개의 단자로 구성된 핀아웃 배열을 가집니다. 각 단자는 다음과 같습니다.

• 핀 2 / 입력 핀: DC 신호를 입력받습니다.
• 핀 1 / 조정 핀: 원하는 출력 전압을 설정/조정합니다.
• 핀 3 / 출력 핀: 출력 전압을 생성하고 필터 커패시터를 거쳐 회로의 출력단으로 보냅니다.

LM338 IC의 특성 및 응용 분야

LM338 IC의 주요 특징은 다음과 같습니다.

• 조정 가능한 출력 전압 범위: 1.2V ~ 37V
• 단락 보호 기능 내장
• 보장 출력 전류: 5A
• 라인 레귤레이션: 일반적으로 0.005%/V
• P+ 제품 향상 테스트 완료
• 열 레귤레이션 사양 명시
• 부하 레귤레이션: 0.1%
• 표준 3리드 트랜지스터 패키지
• 피크/최대 출력 전류: 7A 보장
• 온도에 따른 전류 제한 특성 일정

LM338 IC의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 배터리 충전기

(배터리 충전기)

• 가변 전원 공급 장치
• 정전류 레귤레이터

LM338 기본 회로 전압 계산기

아래 LM338 응용 회로를 살펴보겠습니다. 출력 전압을 고정하는 데 단 두 개의 저항만 필요하며, 전압 레귤레이터 계산기를 통해 R2(출력 전압 설정 저항)와 R1(프로그램 저항)의 값을 조절하여 출력 전압을 변경할 수 있습니다.

따라서 IC LM338의 출력 전압을 구하는 공식은 다음과 같습니다.

Vout = 1.2V × {1 + R2/R1} + Iadj × R2

Iadj는 약 50µA 정도의 매우 작은 전류이므로, 이를 무시하고 간소화된 공식을 사용하는 것이 일반적입니다: Vout = 1.2V × {1 + R2/R1}

LM338 IC 동작 회로도

LM338의 회로도에는 외부 커패시터, 트랜지스터, 저항, 제너 다이오드 등 다양한 전자 부품이 포함됩니다.

LM338 IC 회로도

LM338 레귤레이터에서 R1에는 120Ω이 적합하지만, 220Ω이나 150Ω을 사용해도 무방합니다. 또한 LM338 전압 레귤레이터를 구성하여 회로 전류를 제어할 수도 있습니다.

LM338 응용 회로 실전 예제

이제 IC LM338을 활용한 실전 응용 회로와 전원 공급 회로 예제를 살펴보겠습니다. 이 회로들은 초보자부터 전문가까지 쉽게 적용할 수 있어 매우 실용적입니다.

단일 제어로 여러 LM338 모듈 조정하기

설명: 아래 회로도와 같이 단일 포텐셔미터로 여러 개의 LM338 회로 모듈을 제어할 수 있습니다.

단일 제어로 여러 IC LM338 모듈을 제어하는 회로도

LM338을 이용한 조명 제어 회로

LM338을 조명 제어 회로로 활용할 수도 있습니다.

회로도에서 출력 전압을 조정하는 일반 저항 대신 포토트랜지스터를 사용합니다. 또한 IC의 출력이 제어하고자 하는 조명에 전원을 공급한 후, 그 빛이 포토트랜지스터에 닿도록 구성합니다.

조명 제어 회로

빛이 강해지면 포토트랜지스터의 저항 값이 감소합니다. 이로 인해 IC의 조정(Adj) 핀이 접지 쪽으로 더 당겨지게 되고, 결과적으로 출력 전압과 조명 밝기가 감소하여 일정한 램프 밝기를 유지시킵니다.

히터 제어 회로

IC LM338을 구성하여 히터 등 다양한 매개변수의 온도를 제어할 수 있습니다. 회로도에는 센서용으로 또 다른 집적 회로(IC LM334)가 필요합니다. IC LM334의 접지를 IC LM338의 접지와 연결하고 조정(Adj) 핀에 교차 연결합니다.

히터 제어 회로

열원에서 발생하는 열이 설정된 임계값을 초과하면 센서 LM334의 저항이 감소합니다. 이에 따라 LM338의 출력 전압이 떨어져 히터 소자 전압이 낮아집니다.

간단한 13V 5A 가변 전압 LM338 전원 공급 회로

여기서는 IC LM338을 사용한 간단한 회로 구성을 다룹니다.

이 회로는 1.2/1.25V부터 최대 입력 전압 37V 미만까지 출력을 가변할 수 있습니다.

• 저항 R2로 출력 전압을 연속적으로 가변합니다.
• 다이오드 D3, D2는 보호 다이오드 역할을 합니다.
• T1은 1차 측 230V 트랜스포머입니다.
• 조정 핀(Adj)에 연결된 VR 포텐셔미터로 출력 전압을 변경합니다.
• C3, C2는 디커플링 커패시터, C5, C1은 필터 커패시터입니다.

13V 5A 가변 전압 LM338 회로도

동작 원리

회로는 다음과 같은 과정으로 동작합니다.

• 트랜스포머가 230V AC를 15V로 강압합니다.
• 전압이 다이오드 브리지 정류기를 통과하여 DC 리플 전압이 됩니다.
• IC LM338에 도달하기 전 노이즈 필터링 커패시터를 거칩니다.
• 커패시터에서 신호가 핀 2, 핀 1, 핀 3 순으로 통과하여 회로에 최종 출력을 제공합니다.

회로 구성 시 고려할 팁:

• IC LM338에 방열판을 장착하여 출력 트랜지스터 손상과 과열을 방지하세요.
• 스위치 S1을 ON/OFF 스위치로 활용할 수 있습니다.
• 5A 다이오드와 8A 트랜스포머는 DIY 프로젝트 비용을 높일 수 있으므로 반드시 필요한 경우에만 구성하세요.
• 5A 브리지 다이오드를 구하기 어려우면 SR520 등 개별 다이오드로 제작할 수 있습니다.
• 필요 시 +출력 단자에 6A 퓨즈를 직렬로 연결할 수 있습니다.

12V 전류 제어 배터리 충전 회로

아래 회로도는 12V 납축전지를 충전하는 용도로 사용됩니다. 따라서 12V 배터리의 원하는 충전 전류를 결정하기 위해 적절한 저항(R1, R2)을 선택해야 합니다.

12V 전류 제어 배터리 충전 회로도

저항 R2를 추가로 조정하면 다른 전압의 배터리 충전에도 대응할 수 있습니다.

요약

결론적으로 LM338 IC는 열 레귤레이션, 3리드 트랜지스터 패키징, 시간 의존적 전류 제한 등의 특징 덕분에 전자 장치에 신뢰성 높은 부품입니다.

이 상세 가이드는 LM338 데이터시트에서 볼 수 있는 내용과 여러 가지 LM338 응용 회로 예제를 제공합니다.

LM338 IC 기술에 대해 더 궁금한 점이 있으시면 언제든 문의해 주세요.