Spannungsregler variabel mit LM317

Spannungsregler variabel mit LM317

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Heute bauen wir uns einen regelbaren Spannungsregler und verwenden hierzu einen LM317-Baustein.

Im Gegensatz zu den meisten Reglern gibt es beim LM317 praktisch keine maximale Eingangsspannung, so lange die Differenz von Ein- zu Ausgangsspannung nicht höher als 40V ist.
Das Ganze funktioniert, da der LM317 keinen direkten Massebezug hat, nur den über den Widerstand zur Einstellung der Ausgangsspannung.

Diese 40 Volt dürfen aber zu keiner Zeit überschritten werden. Gerade beim Einschalten, oder im Kurzschlussfall kann das ruckzuck passieren.
Um dies zu verhindern, könnte man mit einem Transistor, einer 35V-Z-Diode und einem Widerstand einen diskreten Längsregler vorschalten.

Schauen wir uns den Schaltplan an:

Wir haben D1 als Freilaufdiode und zur Stabilisierung der Ein- und Ausgangspannung haben wir die Elektrolyt-Kondensatoren C2 und C3, so wie den Keramikkondensator C1.
Dann haben wir noch R1 und R2, mit denen wir die Ausgangsspannung festlegen, bzw. regeln können.

Mit einem 220 Ω Widerstand (R1) und einem 5 KΩ Potentiometer (R2) erreichen wir einen Ausgang von maximal rund 30 Volt bei einem Ratio von 22,72:1.
Somit können wir beispielsweise bei 9 Volt Eingangsspannung recht präzise Werte im Bereich zwischen 8 Volt – 1,25 Volt einstellen.

Wie berechnen wir das?

Ratio:
R2/R1 = Ratio
5000 Ω (R2) / 220 Ω (R1) = ~22,72

Ausgangsspannnung:
Vout = 1,25V * (1 + R2/R1)
Vout = 1,25V * (1 + 5000Ω/220Ω) = 29,65V

Würden wir einen 10 KΩ-Potentiometer verwenden, hätten wir ein Ratio von 45,45 und eine Ausgangsspannung von 58 Volt. 18 Volt über der maximalen Differenz von 40 Volt.
Ohne entsprechende Schutzmaßnahmen reicht ein falsches Drehen des Potentiometers auf das Maximum um den LM317 zu grillen.

Bei höheren Spannungen auch darauf achten, dass die Kondensatoren ausreichend Spannungsfest sind. Ich habe hier welche mit 35V verwendet.

Achtet ebenfalls darauf, dass die Beine des LM317 anders belegt sind, als bei den meisten Spannungsreglern. Von Vorne betrachtet ist Links ADJ(ust), in der Mitte VOUT und Rechts VIN.

So, abschließend noch die Schaltung auf einem Breadboard zum nachbauen:

Teileliste:

  • D1 = 1N4004 (oder jede andere 1N400x)
  • C1, C3 = 100 uF
  • C2 = 100 nF
  • R1 = 220 Ω
  • R2 = 5KΩ – (Trimm-)Potentiometer
  • U2 = LM317

LM317 Regelbar

Hier ist noch ein Foto, allerdings habe ich die Schaltung hier auf einem Mini-Breadboard aufgebaut:

LM317 Regelbar


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