LM317 Schaltung

[AndyTrendy]

HAllo

Ich habe ein kleines Verständnisproblem bezüglich der LM317 Schaltung.

https://www.roboternetz.de/phpBB2/konstantstrom.php


Ich habe die Schaltung schon erfolgreich aufgebaut und auch verstanden wie ich den Wiederstand dementsprechen berechne.
Allerdings verstehe ich nicht ganz wie die Schaltung an sich funtioniert.
Müste der R1 nicht auf der Seite von ADJ sein damit ich den Strom wie auf der Seite oben berechnen kann.Wie hängt die Spannung (1,25) mit dem Ausgangstrom zusammen usw.
Ich würde die Schatung gerne verstehen und nicht einfach immer nachbauen wäre also echt spitze wenn mir jemand das ganze ausführlich erklären könnte vorrausgesetzt er hat Zeit und Lust


MFG

Vincent

[PICture]

Hallo AndyTrendy!

Ich möchte jetzt das mit Spannungregler, die als regelbare Konstantspannung- bzw. Konstantstromquellen arbeiten, zu erklären versuchen.

Um nicht unnötig viel zu schreiben, möchte ich das ganze, so wie in der Schule üblich ist, in Form eines Dialoges mit Dir machen.

Ich werde nach jedem meinem Beitrag auf Deine Bestätigung warten, dass für Dich alles bis dahin verstanden wurde. Danach werde ich das nächste Erklären (versuchen).

Fragen von anderen, die sich für das Thema interessieren versuche ich selbstverständlich auch zu beantworten.

Nach Beendigung möchte ich auf dem Dialog basierendes Artikel für unsere Wiki schreiben. Bist Du damit einverstanden?

MfG

[Klingon77]

hi PICture,

da hätte ich ebenfalls Interesse

Über die Schaltung bin ich auch "gestolpert" und habe mir die gleiche Frage wie AndyTrendy gestellt.

Mal Dank für die Hilfe !

liebe Grüße,

Klingon77

[PICture]

Um Übersicht zu gewähren habe ich alle Skizzen mit Sx nummeriert.

Auch die Spannungen und Ströme sind für alle Skizzen gleich:

Ui=Eingangsspannung
Ua=Spannung auf dem ADJ bzw. GND Pin
Uo=Ausgangsspannung

Ir=Betriebsstrom des Reglers ohne Belastung
I1=Strom durch R1
I2=Strom durch R2

Algemein jeder Festspannungsregler (weiter Regler genannt) kann höhere als nominale Ausgangsspannung bereitstellen bzw. Konstantstrom liefern. Für alle Regler in allen möglichen Anwendungen muß immer Ui>Uo sein, damit sie Uo stabil halten können.

Daraus resultierende Verluste, die im Regler in Wärme gewandelt werden sind gleich Pr=(Ui-Uo)*(Ir+IL), wobei IL ist ein Strom, der durch die an Regler angeschlossene Last fliest.

Der LM317 dank seiner niedriger Ausgangsspannung 1,25V ist deshalb als Konstantstromquelle meist bekannt und angewendet.

Jeder Festspannungsregler ist so konzipiert, dass er eine feste Spannung zwischen den Pins ADJ oder GND und OUT stabil hält.

S1 zeigt eine Grundschaltung eines Festspannungreglers.

Wenn am Ausgang ein Widerstand R1 angeschlossen wird (S2 und S3), dann wird durch ihn ein Strom I1=Uo/R1 fließen.

Wenn zwischen Punkt X und GND als Last ein Widerstand R2 angeschlossen wird (S4), erhöht sich Uo um die Spannungsabfall auf dem R2 also um R2*(Ir+I1), aber die Spannung zwischen ADJ und OUT und der Strom I1 bleiben unverändert.

Durch R1 kann I1 geändert und durch R2 kann Uo erhöht werden.

Wenn noch irgendwas unklar ist, bitte Fragen!

Ups, es ist zu wenig für ein Artikel...

MfG

S1

              .-----------.
           IN | Spannungs-| OUT
      >-------|           |----------------->
          A   |   regler  |             A
          |   '-----------'             |
          |     ADJ |                   |
       Ui |         ||                  | Uo
          |         ||Ir                |
          |         |V                  |
         ===       ===                 ===
         GND       GND                 GND
.....................................................
S2
               .-----------.
           IN | Spannungs-| OUT
      >-------|           |---+------------->
          A   |   regler  |   |         A
          |   '-----------'  .-.        |
          |     ADJ |        | ||       |
       Ui |         ||     R1| ||I1     | Uo
          |         ||Ir     '-'V       |
          |         |V        |         |
         ===       ===       ===       ===
         GND       GND       GND       GND
.....................................................
S3
               .-----------.
           IN | Spannungs-| OUT
      >-------|           |---+------------->
          A   |   regler  |   |         A
          |   '-----------'  .-.        |
          |     ADJ |        | ||       |
       Ui |         ||     R1| ||I1     | Uo
          |         ||Ir     '-'V       |
          |         |V        |         |
          |         +---------+ X1      |
          |                   |         |
         ===                 ===       ===
         GND                 GND       GND
.....................................................
S4
               .-----------.
           IN | Spannungs-| OUT
      >-------|           |---+------------->
          A   |   regler  |   |         A
          |   '-----------'  .-.        |
          |     ADJ |        | ||       |
          |         ||     R1| ||I1     |
          |         ||Ir     '-'V       |
          |         |V        |         |
       Ui |         +---------+ X1      | Uo
          |                   |         |
          |                  .-.        |
          |                  | ||       |
          |                R2| ||I2     |
          |                  '-'V       |
          |                   |         |
         ===                 ===       ===
         GND                 GND       GND

[Gock]

Hallo!!
Jetzt hast Du DIr soviel Mühe gegeben Picture, aber es scheint mir noch etwas sehr fachlich beschrieben, denke ich.

Algemein jeder Festspannungsregler (weiter Regler genannt) kann höhere als nominale Ausgangsspannung bereitstellen bzw. Konstantstrom liefern.

Dieser Satz könnte missverstanden werden, weil Du nicht erklärst, dass, die nominale Spannung diejenige ist, auf die er zwischen seinem Out und Adjust regelt.
Beim 5V Regler sind es 5V (7805), beim 12V Regler (7812) eben 12V.
Beim einstellbaren Spannungsregler (LM317) sind das nur 1,25V. Das ist die niedrigste Spannung, die er erzeugen kann, wenn man den Adjust Pin auf Masse legt.

Der Regler versucht immer, genau diese Spannung zwischen Out und Adjust (bei anderen Reglern mit GND bezeichnet) zu halten. Diese Spannung ist aber ausschließlich vom Strom abhängig, der durch den Widerstand R1 fließt. Wähle ich hier einen "kleinen "Widerstand, muss "viel" Strom fließen, damit 1,25V abfallen, bei einem "großen" Widerstand genügt ein "geringerer" Strom. Die Spannung ist aber in jedem Fall 1,25V! Das ist völlig prinzipiell unabhängig von der Eingangsspannung (innerhalb der Grenzen) und gilt auch, wenn ich zusätzlich noch irgendeine Last dahinterhänge! Durch diese Last fließt der Strom dann natürlich auch! Solange die Gesamtlast klein genug ist, dass der eingestellte Strom fließen kann, wird dies geschehen. Dies hängt jetzt davon ab, wie hoch der Regler die Spannung erhöhen kann -> Eingangsspannung!

Sind aber die Klemmen hinten zB offen (unendlich große Last), dann fließt KEIN Strom, an R1 fällt KEINE Spannung ab, der Regler gibt die maximale Spannung ab. Ähnliches gilt auch für sehr hohe Lastwiderstände.
Schließt man den Ausgang von R1=1Ohm gegen Masse (KEINE Last), dann wird der Regler bei 1,25V und 1,25 A aufhören, die Spannung zu erhöhen.

Er bietet sich deshalb so gut als Konstantstromquelle an, weil die Wärmeverluste durch die niedrige Spannung relativ gering sind. Bei 1A und 1,25V würden an R1=1Ohm nur 1,25W abfallen, wenn man die Schaltung als Konstantstromquelle nutzt. Bei einem 5V-Regler wären es 5V*1A=5W, die als Wärme abfielen.

[PICture]

Hallo Gock!

Vielen Dank für Deine tolle und hilfreiche Ergänzung!

Ich bin seit zig Jahren leider kein Anfänger, deswegen kann es mir passieren, das ich etwas zu fachlich erkläre.

Dank Deiner "Übersetzung" sollte es verständlicher werden.

Mit schönsten Grüßen

[Gock]

Was heißt hier "leider"?
Dass Du kein Anfänger bist, dürfte hier jedem klar sein. Und dass das niemand bedauert, weil Dein Rat hilft, ist auch völlig klar
Im Grunde genommen habe ich nur ein paar Deiner Formeln interpretiert und ein paar Beispiele genannt.
Gruß

[AndyTrendy]

Hallo

Erstmall vielen Dank für die ausführlichen Antworten.
Also ich denke ich habe jetzt zumindest Ansatzweise eine Vorstellung wie die Schaltung funtioniert.

Was mir noch unklar ist folgendes.

Wenn am Ausgang ein Widerstand R1 angeschlossen wird (S2 und S3), dann wird durch ihn ein Strom I1=Uo/R1 fließen.

Uo ist doch abhängig von der Eingansspannung also Uo = Ui - Verlust.
Gehen wir davon aus das sie 12 Volt ist dan müsste der Strom ja wie folgt berechnet werden.
I1 = 12 / 100 Ohm I1 = o.12 A

Man Rechnet aber laut dem Beispiel mit der Spannung 1,25 um den Wiederstand zu bestimmen ?


Das Prinzip habe ich schon ansatzweise verstanden , das der LM317 immer die Spannun von 1,25 halten will (zw ADJ und GND).Wenn man nun beachtet das diese vom Strom abhängig ist kann man den passenden Wiederstand berechnen.Was ich aber immer noch nicht verstehe ist warum der Wiederstand am Out Ausgang anliegt.Und warum kein höherer Strom also wie beim 12 Volt Bsp über OUT zu Gnd anliegt.
Ich hoffe meine Fragen sind nicht ganz daneben.Ich möchte diese Schaltung wirklich gerne verstehen bis ins Detail.


Habe mir mal die Mühe gemacht deine Bilder in Paint zu zeichen,



http://www.pictureupload.de/pictures...5701_LM317.jpg

Bild hier  

[PICture]

Hallo AndyTrendy!

Viellen Dank für geile Bilder und Deine Mühe.

der LM317 immer die Spannun von 1,25 halten will (zw ADJ und GND).

Das ist leider falsch, nicht zwischen ADJ und GND, aber zwischen ADJ und OUT und genau dazwischen befindet sich der R1.

Das Missverständniss kommt angeblich davon, dass bei meisten Regler der Pin ADJ als GND genannt wird, weil er standartmäßig, wenn keine Äderungen der Ausgangsspannung vorgenommen werden, mit GND verbunden ist.

MfG

[AndyTrendy]

Hallo

Kein Problem habe ich gerne gemacht.
Falls du wirklich einen Artikel schreiben willst mache ich dir gerne richtige Bilder von deinen Schaltungen..Also einfach bescheit sagen.

Gut also liegt da mein Denkfehler , jetzt macht da für mich schon viel mehr Sinn !
Also liegt an Out die Spannung von 1,25 V.
Was wiederum bedeutet das die Spannung welche man dan eigentlich benutzen will wie zBSP 12 Volt über den ADJ fließt bzw anliegt.Deshalb verbindet man diesen auch mit der eigentlichen Leitung zw Ausgang.Damit man eine höhere Spannung hat bei gleichbleibendem Strom .Bei dir in den Bildern ist es die Verbindung X.
Aus diesem Grund kann man die Spannung erhöhen der Strom bleibt aber gleich weil sich an der Spannung an Out (1,25) nichts ändert.

Jetzt noch eine kleine Frage warum kann kein größerer Strom über ADj fließen ? liegt das an dem Betriebstrom des Reglers



Ich hoffe ich habe das bis jetzt richtig interpretiert ?????
MFG

Vincent