LM338電圧レギュレータ: データシート、ピン配置、実用応用

LM338集積回路は、ナショナル・セミコンダクタ社製のLMシリーズICの一部です。LM338の応用回路は、使いやすさと少ない部品点数という点でLM350やLM317と似ています。ただし、LM317はLM338よりも出力電流が低くなっています。今回の記事では、LM338の特性、応用、ピン構成などを中心に解説します。

LM338 ICとは？

また、出力電圧を設定するために2つの抵抗だけで済むため、使い勝手が良いです。さらに、負荷およびラインレギュレーションの回路設計により、他の市販電源と比べて非常に信頼性が高くなっています。

注意点：

• コンデンサは必須ではありませんが、入力フィルタコンデンサから6インチ（150mm）以上離れている場合、入力バイパスコンデンサが必要です。
• また、過渡応答を改善するために、オプションで出力コンデンサを追加できます。
• 最後に、レギュレータの調整端子をバイパスすることで、高いリップル除去比を実現できます。

LM338 ICのピン配置と構成

LM338 ICの構成は、3つの端子を持つピン配置となっています。各端子は以下の通りです。

• ピン2 / 入力ピン： DC信号を受け取ります。
• ピン1 / 調整ピン： 所望の出力電圧を設定・調整します。
• ピン3 / 出力ピン： 出力電圧を生成し、フィルタコンデンサを通じてフィルタリングした後、回路の出力に送ります。

LM338 ICの特性と応用

LM338 ICの主な特徴は以下の通りです。

• 出力電圧調整範囲：1.2V〜37V
• 出力短絡保護機能
• 定格出力電流：5A
• ラインレギュレーション：典型値 0.005%/V
• P+製品拡張テスト済み
• 熱レギュレーション規定
• 負荷レギュレーション：0.1%
• 標準的な3リード・トランジスタ・パッケージ
• ピーク/最大出力電流：7A
• 電流制限が温度に対して一定

さらに、LM338 ICは以下の用途で使用されます。

• バッテリー充電器

• 可変電源
• 定電流レギュレータ

LM338基本回路電圧計算

以下のLM338応用回路を見てみましょう。定数出力電圧を設定するには2つの抵抗だけで済み、電圧レギュレータ計算ツールを使ってR2とR1の値を変えることで出力電圧を変更できます。

したがって、IC LM338の出力電圧を求める計算式は以下のようになります。

Vout = 1.2V × {1 + R2/R1} + Iadj × R2

Iadjは約50µA程度の微小電流である場合があります。その場合は、より簡潔な式 Vout = 1.2V × {1 + R2/R1} を使用することを推奨します。

LM338 ICの動作回路図

LM338の回路図には、外付けコンデンサ、トランジスタ、抵抗、ツェナーダイオードなどの電子部品が含まれます。

IC LM338レギュレータのR1には120Ωが適していますが、220Ωや150Ωなどの値も使用可能です。また、LM338電圧レギュレータを回路電流の制御用に構成することもできます。

LM338応用回路

ここからは、IC LM338の実用的な応用例と電源回路をいくつか紹介します。これらは初心者からプロフェッショナルまで効率的に活用できる、適用しやすい回路です。

単一コントロールで複数のLM338モジュールを調整

説明： 下図のように、単一のポテンショメータで複数のLM338回路モジュールを制御できます。

LM338回路を光コントローラとして使用

LM338を光コントローラとして使用することも可能です。

回路図では、出力電圧を調整する標準抵抗の代わりにフォトトランジスタを使用します。また、ICの出力で制御したい光を駆動し、その光をフォトトランジスタに当てます。

光量が増加するとフォトトランジスタの抵抗値が減少し、その値の低下によりICのAdjピンがグラウンド側に引き込まれます。その結果、出力電圧と光の照度が低下し、一定のランプ輝度が維持されます。

ヒーターコントローラ回路

IC LM338をヒーターなどの温度制御用に構成できます。回路図には、センサとして別のIC（LM334）が必要です。IC LM334のグラウンドをIC LM338に接続し、Adjピンとクロス接続します。

熱源からの熱が所定の閾値を超えて徐々に上昇すると、センサLM334の抵抗が減少します。その結果、LM338の出力電圧が低下し、ヒーター素子の電圧も低下します。

シンプルな13V 5A可変電圧LM338電源回路

ここでは、IC LM338を用いたシンプルな回路構成を紹介します。

この回路は、1.2/1.25Vから最大入力電圧37V未満までの可変出力範囲を持ちます。

• 抵抗R2で出力電圧を連続的に可変できます。
• ダイオードD3とD2は保護ダイオードとして機能します。
• T1は230Vの一次側トランスです。
• Adj（調整ピン）に接続されたVRポテンショメータで出力電圧を変更できます。
• C3とC2はデカップリングコンデンサ、C5とC1はフィルタコンデンサです。

動作原理

この回路は以下のプロセスで動作します。

• トランスが230V ACを15Vに降圧します。
• 電圧がダイオードブリッジ整流器を通ってDCリップル電流になります。
• IC LM338に入る前に、DC信号がノイズフィルタコンデンサを通過します。
• コンデンサ内で信号がピン2、ピン1、ピン3の順に通り、回路に総合的な出力を与えます。

回路構築時に考慮すべきポイント：

• まず、IC LM338にヒートシンクを取り付けて、出力トランジスタの損傷と過熱を防止してください。
• 次に、スイッチS1をON/OFFスイッチとして使用できます。
• 5Aダイオードと8Aトランスを使用すると、このDIYプロジェクトのコストがやや高くなります。必要な場合のみ構築してください。
• 5Aブリッジダイオードが入手できない場合、SR520などのダイオードで自作できます。
• 必要に応じて、オプションで6Aヒューズを+出力端子と直列に接続できます。

12V電流制御付きバッテリー充電器回路

以下の回路図は、12V鉛蓄電池を充電器として使用します。したがって、12Vバッテリーの所望の電流レベルを決定するために、適切な抵抗（R1とR2）を選択してください。

抵抗R2をさらに調整することで、異なるバッテリーを充電する際の他の電圧を得ることができます。

まとめ

結論として、LM338 ICは熱レギュレーションと3リード・トランジスタ・パッケージにより、電子デバイスに信頼性の高いコンポーネントです。さらに、時間依存の電流制限機能も備えています。

この詳細な記事では、IC LM338のデータシートで遭遇する内容の概要を説明しました。さらに、作成可能ないくつかのLM338応用回路についても議論しました。

LM338 IC技術についてまだ不明な点がありますか？ さらなるサポートが必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。