LEDの電流制限などに使えるお手軽定電流回路（2）三端子レギュレータ編-電気系ものづくりブログ

（前回記事：LEDの電流制限などに使えるお手軽定電流回路（１）CRD＆JFET編）では、CRDとJFETによる定電流回路を紹介しました。今回は、その続きとして「三端子レギュレータ」による定電流回路を紹介します。

三端子レギュレータによる定電流回路

三端子レギュレータは、定電圧をつくるのに便利な定番素子ですが、定電流出力にすることもできます。

三端子レギュレータによる定電流回路は、CRDなどと比較して、大きな電流を出力できます。

三端子レギュレータはGND→OUT間の電圧が一定となるように制御します。図のように接続すると、GND→OUT間の電圧は抵抗による電圧降下の電圧となります。つまり、抵抗による電圧降下が一定になるように、三端子レギュレータが制御することになるので、電流が一定となります。

厳密には、一定となるのはIout（三端子レギュレータの出力電流）ですが、Iout≒Iinなので、Iin（三端子レギュレータの入力電流＝LEDに流れる電流）もだいたい一定になります。

電流値は、この式で求まります。

（例）5V出力の三端子レギュレータを用いて、R=68Ωのとき、電流値は上の式より

となります。

実際に5V出力の三端子レギュレータ「L78L05ACZ」と68Ωを用いて実験してみました。結果はこちら。

上のグラフの横軸"電圧[V]"は三端子レギュレータのin～GND間の電圧です。グラフより、この回路で定電流とするには、約6.5V程度の電圧を定電流回路にかける必要があることが見て取れます。

三端子レギュレータによる定電流回路では、三端子レギュレータの出力電圧+1.5V程度の電圧が必要です（1.5Vは三端子レギュレータの飽和電圧）。そのため、出力電圧が低い三端子レギュレータのほうが必要な電圧が小さくて済みます。低飽和電圧タイプ（低損失タイプ）だと更に必要な電圧が減ります。

定電流回路による電圧ドロップが大きいと、損失が大きくなる、LEDにかけられる電圧が減る（より高い電源電圧が必要になる）といったデメリットがあります。

この定電流回路による電圧ドロップを小さくするために、可変型の三端子レギュレータ（LM317など）を使うのが定番です。

LM317は、内部参照電圧が1.25Vとなっていて、ADJ→OUT間の電圧が1.25Vとなるように制御します。そのため、上図のように接続すると、抵抗による電圧降下が1.25Vとなるような電流に制御されます。

一定となる電流値はこの式で求まります。

（例）可変三端子レギュレータ「LM317」を用いて、R=18Ωのとき、電流値は

です。

実際にLM317と18Ωで実験してみました。

上記のグラフの横軸の"電圧[V]"は、可変三端子レギュレータのin～ADJ間の電圧です。グラフより、この回路で定電流にするには3V程度の電圧が必要なことが分かります。固定電圧出力タイプの三端子レギュレータによる定電流回路と比較して、電圧ドロップが小さくて済むため、使いやすい回路となっています。