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Praktische Elektronik


Der LM317 ist ein einstellbarer Spannungsregler für positive Spannungen.


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LM317

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LM317

Der LM317 ist ein einstellbarer Spannungsregler für positive Ausgangsspannungen von 1,25V bis 37V. Den LM317 gibt es in verschiedenen Gehäusen und maximalen Ausgangsströmen.

Typ Umax
in
Imax Pmax Uref min Uref typ Uref max Iadj Udrop-out Gehäuse
LM317L 40V 200mA
>100mA
0,65W 1,2V 1,25V 1,3V <100µA 2,5V TO 92
LM317T 40V 2,2A
>1,5A
20W 1,2V 1,25V 1,3V <100µA 2,5V TO 220

Symbol

LM317_Symbol.png

Grundschaltung

LM317_Grundschaltung.png
Grundschaltung des LM317

Der Widerstand R1 ist immer 240Ω.

Wirkung

Die Ausgangsspannung eines Spannungsreglers mit dem LM317 wird mit den beiden Widerständen R1 und R2 eingestellt. R1 ist immer 240Ω.

Ausgangsspannung

Damit ist die Ausgangsspannung

Uaus = 1,25V + 1,25 * R2 / 240Ω

oder

R2 = 240Ω * ( Uaus - 1.25V ) / 1,25V

Die nachstehende Tabelle gibt die Werte von R2 für verschiedene Ausgangsspannungen.

Uaus R2
3,0V 330Ω
3,3V 390Ω
5,0V 750Ω
6,0V 910Ω
12,0V 2000Ω

Die Ausgangsspannung ist damit auf 10% genau. Genauere Ausgangsspannungen werden durch ein Potentiometer R2 eingestellt. Das Potentiometer muss mindestens 30% größer als R2 aus der Tabelle sein.

Man kann auch einen Widerstand Rs in Reihe zu dem Potentiometer Rp schalten. Dann ist:

  • Rs etwa 0,8 * R2
  • Rp etwa 0,3 * R2
  • Rp + Rs > 1.2 * R2

Drop-Out-Spannung

Die Drop-Out-Spannung eines Spannungsreglers ist die minimale Spannung zwischen seinem Ein- und Ausgang, bei der der Spannungsregler noch einwandfrei arbeitet.

LM317 hat eine Drop-Out-Spannung von 2,5V (über alle Temperaturen und Ströme).

Die Eingangsspannung des LM317 muss also mindestens 2,5V höher als die Ausgangsspannung sein.

Leistung

Die im LM317 verbrauchte Leistung hängt von den gelieferten Strom ab, aber auch von der Spannung, die an ihm abfällt.

P = Ureg * Iaus
P = (Uin - Uaus) * Iaus

Mit der Drop-Out-Spannung von 2,5V ist die Leistung an einem LM317 mindestens

P = 2,5V * Iaus

Gehäuse

TO92.png

TO 92 Gehäuse

1 - Input
2 - Output
3 - Adjust

TO220.png

TO 220 Gehäuse

1 - Adjust
2 - Output
3 - Input
4 - Output

Kühlung

Der LM317L (TO 92) wird ohne spezielle Kühlkörper betrieben.

Der LM317T (TO 220) wir meistens mit einem Kühlkörper betrieben.

Die notwendige Kühlung des LM317T hängt von der in ihm verbrauchten Leistung ab.

  • Ohne Kühlung kann ein LM317T mit 1,4W betrieben werden. In der Praxis kann man damit nicht mehr als 300mA erreichen.
  • Wird der LM317T auf die Leiterplatte montiert kann er mit bis zu 1,8W betreiben werden, und bis zu 500mA liefern.
  • Mit einem Kühlkörper 35mm*17mm*13mm (Fischer SK 13/35) sind es 3,3W und bis zu 1A.

Regeln

  • Der LM317 kann Ausgangsspannungen zwischen 1,25V und 37V erzeugen.
  • Die Ausgangsspannungen wird mit zwei Widerständen eingestellt.
  • Der Widerstand R1 zwischen den Anschlüssen Output und Adjust ist 240Ω.
  • Der Widerstand R2 muss entsprechend der Ausgangsspannung dimensioniert werden.
  • Bei festen Widerständen ist die Ausgangsspannungen auf ±10% genau.
  • Oft wird die Ausgangsspannungen durch ein Potentiometer R2 eingestellt.
  • Ein Potentiometer R2 sollte mindestens 30% größer als R2 sein.
  • Der maximale Ausgangsstrom des LM317 hängt von seinem Typ ab.
  • Die Begrenzung des Ausgangsstroms dient in erster Linie zum Schutz des LM317 selbst. Der Schutz der am Ausgang angeschlossenen Schaltung ist sekundär.
  • LM317L (TO 92) liefert mindestens 100mA, aber über 300mA können vorkommen.
  • LM317T (TO 220) liefert mindestens 1,5A, aber über 3A können vorkommen.
  • Im Betrieb erwärmt sich der LM317.
  • Der LM317 kann nicht durch Überhitzung zerstört werden.
  • Bei Erwärmung reduziert der LM317 den Ausgangsstrom.
  • Der LM317L (TO 92) ist für Ströme bis zu 50mA ideal.
  • Der LM317T (TO 220) ist für Ströme bis 0,3A geeignet, wenn er ohne Kühlung betrieben wird.
  • Der LM317T (TO 220) ist für Ströme bis 0,5A geeignet, wenn er auf die Leiterplatte montiert wird.
  • Der LM317T (TO 220) ist für Ströme bis 1,0A geeignet, wenn mit einem Kühlkörper betrieben wird.