LM317 電圧レギュレータのピン配置、回路、等価回路

基本に立ち返る：LM317レギュレータ

LM317は、電子回路において最も広く使用されている可変電圧レギュレータの一つです。DIYプロジェクトに取り組む場合でも、複雑な電源を設計する場合でも、LM317の仕組みを理解することは、電子機器愛好家やエンジニアにとって不可欠です。この記事では、LM317のピン配置、動作原理、用途、回路設計などについて詳しく解説します。この多用途な電圧レギュレータの基本を詳しく見ていきましょう。

LM317とは何ですか？

LM317は、安定した出力電圧を維持する可変3端子電圧レギュレータです。1.25V～37Vの範囲の出力電圧を供給でき、最大出力電流は1.5Aであるため、非常に汎用性が高く、可変電圧電源、バッテリーチャージャー、LEDドライバなどに広く使用されています。

LM317の主な利点の一つは、そのシンプルさと使いやすさです。固定電圧レギュレータとは異なり、LM317はわずか2つの外付け抵抗で必要な出力電圧を設定できるため、様々なアプリケーションに柔軟なソリューションを提供します。

LM317の主な特徴

LM317 が最適な選択肢となる優れた機能は次のとおりです。

1. 調整可能な出力電圧： 1.25V～37V。

2.出力電流： 最大1.5A。

3. 広い入力範囲： 最大40Vの入力に対応します。

4. 内蔵保護機能: 熱過負荷、短絡、電流制限。

5. 安定したパフォーマンス： 優れたラインおよび負荷調整。

6. シンプルな構成: 出力電圧を設定するには、外部抵抗器が 2 つだけ必要です。

7. パッケージオプション: TO-220で利用可能

これらの機能により、LM317 は幅広い安定化電源アプリケーションに適しています。

LM317 ピン配置

LM317 には動作の基本となる 3 つのピンがあります。

ピン	名前	説明
ピン1	調整する	出力電圧を調整する
ピン2	出力	安定化出力電圧を供給
ピン3	入力	非安定化入力電圧を受け取る

LM317 はどのように動作するのでしょうか?

LM317は、調整ピンに接続された外付け抵抗の電位を調整することで電圧を安定化します。入力に高い電圧が印加された場合、LM317は次の式に従って一定の出力電圧を維持します。

V_外=1.25V×(1+R2/R1)+I_形容詞×R2

どこ：

• V_外 出力電圧です。
• R₁ およびR₂ 出力電圧を設定する外付け抵抗です。
• 私_形容詞 調整ピンに流入する小さな電流（通常は無視できるほど小さい）です。

この単純な式により、ユーザーは適切な抵抗値を選択して出力電圧を正確に制御できます。

LM317の一般的な用途

調整機能と堅牢な機能のおかげで、LM317 はさまざまなアプリケーションで幅広く使用されています。

1. 調整可能な電源

特定のデバイスまたはテスト シナリオに合わせてカスタマイズされた出力電圧が可能になります。

2. バッテリー充電器

正確な電圧制御を提供することで、鉛蓄電池やニッカド電池などのバッテリーの充電に最適です。

3. LEDドライバ

LED が一定の電流を受け取り、安全かつ効率的に動作することを保証します。

4. オーディオ機器

低電圧オーディオ システムにクリーンで安定した電力を供給し、ノイズを最小限に抑えます。

5. DIYエレクトロニクス

コストが低く、さまざまな回路に簡単に統合できるため、趣味のプロジェクトで人気があります。

LM317 回路図

LM317電圧レギュレータ回路の設計は簡単です。基本的な構成は次のとおりです。

コンポーネント:

• R1 = 330Ω （固定抵抗器）
• RV1 = 10kΩ （出力電圧を調整するポテンショメータ）
• C1 = 0.1µF （入力バイパスコンデンサ）
• C2 = 1µF （安定性のための出力コンデンサ）
• ヴィン： 非調整入力電圧（例：9V電池）
• ヴォート： 調整可能な安定化出力電圧

動作原理:

ポテンショメータRV1を回すと抵抗比が変化し、出力電圧を調整できます。コンデンサは電圧変動を平滑化し、ノイズ耐性を向上させます。

LM317の消費電力

消費電力は設計時に考慮すべき重要な要素です。以下の式で計算できます。

P=(V_で−V_外)×私_負荷

どこ：

• V_で 入力電圧です。
• V_外 出力電圧です。
• 私_負荷 負荷によって消費される電流です。

熱によるシャットダウンや損傷を回避するには、適切なヒートシンクやその他の熱管理技術が不可欠です。

LM317 の同等品と代替品

LM317 には、類似の機能または強化された機能を備えた同等または代替のオプションがいくつかあります。

写真	モデル	出力電圧範囲	最大出力電流	ドロップアウト電圧（標準）	パッケージオプション	注記
	LM317	1.25V～37V	1.5A	約2.0V @ 1A	TO-220	ベースライン標準
	KA317	1.25V～37V	1.5A	約2.0V @ 1A	TO-220	100%互換
	LT317	1.2V～37V	1.5A	約1.8V @ 1A	TO-220	ドロップアウトの改善
	NTE956	1.2V～37V	1.5A	約2.0V @ 1A	TO-220	汎用代替品

低ドロップアウト（LDO）の代替品

これらはドロップイン交換品ではありませんが、効率が向上し、ドロップアウトが少なくなります。

写真	モデル	出力電圧範囲	最大出力電流	ドロップアウト電圧（標準）	パッケージオプション	注記
	LT3080	0V～36V	1.1A（シングル）	約0.35V @ 1A	TO-220	超低ドロップアウト、並列接続可能
	MIC2941A	1.25V～26V	1.25A	約0.5V @ 1A	TO-220	自動車やバッテリー駆動の設計に最適

LM317 パッケージ

TO-220（LM317T）

TO-220はLM317で最も一般的に使用されているパッケージです。高電流に対応し、ヒートシンク取り付け用の金属タブを備えています。

特徴：

• スルーホール、3ピンパッケージ
• 優れた放熱性
• 電源モジュールや電圧レギュレータ回路に最適

結論

LM317は、安定化電源において最も汎用性が高く、信頼性とコスト効率に優れたソリューションの一つです。出力調整機能、内蔵保護機能、そして簡単な設定により、DIYビルダー、エンジニア、そして教育者にとって理想的な製品です。電源の設計、LEDの駆動、バッテリーの充電など、LM317ならわずか2本の抵抗と少しの工夫であらゆる用途に対応できます。