LM317

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

Symbol

VI oder Input ist der Eingang

VO oder Output ist der Ausgang

ADL oder Adjust ist der Anschluss zum Einstellen der Ausgangsspannung

Grundschaltung

Die beiden Kondensatoren sind zum sicheren Betrieb notwendig. Sie müssen nahe am LM317 platziert sein.

Der Widerstand R₁ ist immer 240Ω.

Wirkung

Die Ausgangsspannung eines Spannungsreglers mit dem LM317 wird über die beiden Widerstände R₁ und R₂ eingestellt. R₁ ist immer 240Ω.

• Bei Überlast, zu hohem Strom, reduziert der LM317 den Strom.

Ausgangsspannung

Die Ausgangsspannung ist

Uout = 1,25V * ( R1 + R2 ) / R1
Uout = 1,25V + 0,00521A * R2
Uout = 1,25V + 5,21mA * R2

oder

R2 = 240Ω * ( Uaus - 1.25V ) / 1,25V
R2 = ( Uaus - 1.25V ) / 0,00521A
R2 = ( Uaus - 1.25V ) / 5,21mA

Mit dem Tool LM317 kann der Widerstand R₂ berechnet werden.

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

Uaus	R2
3,0V	330Ω
3,3V	390Ω
5,0V	750Ω
6,0V	910Ω
9,0V	1,5kΩ
12,0V	2,0kΩ
15,0V	2,7kΩ
18,0V	3,3kΩ
24,0V	4,3kΩ

Die Ausgangsspannung ist damit auf 10% genau. Genauere Ausgangsspannungen werden mit einem Potentiometer anstelle des Festwiderstands R₂ eingestellt. Das Potentiometer muss mindestens 30% größer sein als R₂ in der Tabelle sein.

Drop-Out-Spannung

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

LM317 hat eine Drop-Out-Spannung von 2,5V (bei allen Temperaturen und Strömen).

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

Leistung

Die im LM317 verbrauchte Leistung hängt vom gelieferten Strom ab, aber auch von der Spannung, die zwischen Eingang und Ausgang 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

a - ADJ - Adjust
b - VO - Output
c - VI - Input

a - ADJ - Adjust
b - VO - Output
c - VI - Input
Der Anschluss b ist mit der Kühlfahne d verbunden.

Kühlung

Der LM317 erwärmt sich durch die an ihm abfallenden Leistung. Ist die Erwärmung zu groß ist, reduziert der LM317 den Ausgangsstrom. Um eine ausreichenden Ausgangsstrom zu erhalten, kann es sinnvoll sein, den LM317 zu kühlen.

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

Der LM317T (TO-220) wird in der Regel mit einem Kühlkörper betrieben.

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

• Ohne Kühlung kann ein LM317T mit 1,4W betrieben werden. In der Praxis werden damit nicht mehr als 300mA erreicht.

• Wird der LM317T auf die Leiterplatte montiert, kann er mit bis zu 1,8W betrieben werden und bis zu 500mA liefern.

• Mit einem Fingerkühlkörper FK 223 SA CB (42mm*42mm*17mm) sind es 10W und bis zu 1,5A.

Der LM317 kann über 100°C heiß werden.

Regeln

• Der LM317 kann Ausgangsspannungen zwischen 1,25V und 37V erzeugen.

• Die Ausgangsspannungen werden über zwei Widerstände eingestellt.

• Die Referenzspannung des LM317 beträgt 1,25V und liegt zwischen 1,2V und 1,3V.

• Der Widerstand R₁ zwischen den Anschlüssen Output und Adjust beträgt 240Ω.

• Der Widerstand R₂ muss entsprechend der Ausgangsspannung dimensioniert werden.

• Bei festen Widerständen ist die Ausgangsspannung auf ±10% genau.

• Häufig wird die Ausgangsspannungen mit einem Potentiometer R₂ eingestellt.

• Ein Potentiometer R₂ sollte mindestens 30% größer als R₂ sein.

• Der maximale Ausgangsstrom des LM317 ist typabhängig.

• Die Begrenzung des Ausgangsstroms dient in erster Linie dem Schutz des LM317 selbst. Der Schutz der am Ausgang angeschlossenen Schaltung ist sekundär.

• LM317L (TO-92) liefert minimal 100mA, es können aber auch über 300mA auftreten.

• LM317T (TO-220) liefert minimal 1,5A, es können aber auch über 3A auftreten.

• Der LM317 erwärmt sich im Betrieb.

• Der LM317 kann durch Überhitzung nicht zerstört werden.

• Bei Erwärmung reduziert der LM317 den Ausgangsstrom.

• Der LM317L (TO-92) ist ideal für Ströme bis zu 50mA.

• 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 der Leiterplatte montiert ist.

• Der LM317T (TO-220) ist für Ströme bis 1,5A geeignet, wenn er mit einem Kühlkörper betrieben wird.