LM317

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

Dropout

Die Dropout-Spannung ist die minimale Spannung zwischen Eingang und Ausgang eines Spannungsreglers, bei der der Regler gerade noch eine stabile, geregelte Ausgangsspannung liefern kann.

Typ	Umax	Imax	Pmax	Uref min	Uref typ	Uref max	Iadj	Udropout	Gehäuse
LM317 L	40 V	200 mA  >100 mA	0,65 W	1,2 V	1,25 V	1,3 V	<100 µA	2,5 V	TO-92
LM317 T	40 V	2,2 A  >1,5 A	20 W	1,2 V	1,25 V	1,3 V	<100 µA	2,5 V	TO-220
LM317EMP	40 V	400 mA  >150 mA	0,8 W	1,2 V	1,25 V	1,3 V	<100 µA	2,5 V	SOT-223-4

Umax	maximale zulässige Eingangsspannung
Imax	maximaler Ausgangsstrom
Pmax	maximale Verlustleistung
Uref min	minimale Referenzspannung
Uref typ	typische Referenzspannung
Uref max	maximale Referenzspannung
Iadj	Strom am ADJ-Anschluss
Udropout	minimale erforderliche Dropout-Spannung zum sicheren Betrieb

Diese Grenzwerte dürfen nicht überschritten werden.

Siehe: Betriebsdaten und Grenzdaten

Symbol

VI oder Input ist der Eingang

VO oder Output ist der Ausgang

ADJ oder Adjust ist der Anschluss zum Einstellen der Ausgangsspannung

Grundschaltung

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

Der Widerstand R₁ ist immer 240 Ω.

Wirkung

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

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

Die Ausgangsspannung ist damit auf ±10 % genau. Genauere Ausgangsspannungen werden mit einem Potentiometer anstelle des Festwiderstands R₂ eingestellt. Das Potentiometer sollte einen Nennwert haben, der mindestens 30 % größer ist als der benötigte Wert für R₂ in der Tabelle.

Drop-Out-Spannung

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

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

Die Eingangsspannung des LM317 muss also mindestens 2,5 V 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 2,5 V ist die Leistung an einem LM317 mindestens

P = 2,5V * Iaus

Ausgangsstrom

I_max bedeutet, dass ein LM317L (LM317T) mindestens 100 mA (1,5 A) liefert, wenn er nicht überhitzt. Er liefert aber niemals mehr als 200 mA (2,2 A).

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.

1 - ADJ - Adjust
2 - VO - Output
3 - VI - Input
4 - VO - Output
Der Anschluss 4 ist mit dem Anschluss 2 verbunden.

Kühlung

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

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

Der LM317EMP (SOT-223-4) wird durch die Leiterplatte gekühlt.

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 1,4 W betrieben werden. In der Praxis werden damit nicht mehr als 300 mA erreicht.

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

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

Der LM317 kann über 100 °C heiß werden.

Regeln

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

• Die Ausgangsspannungen werden mithilfe von zwei Widerständen eingestellt.

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

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

• Der Widerstand R₂ muss entsprechend der Ausgangsspannung dimensioniert werden.

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

• Häufig wird die Ausgangsspannung mit einem Potentiometer R₂ eingestellt.

• Ein Potentiometer R₂ sollte einen Nennwert haben, der mindestens 30 % größer ist als der benötigte Wert für R₂.

• 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.

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

• Der LM317EMP (SOT-223-4) liefert minimal 150 mA, es können aber auch über 400 mA auftreten.

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

• Der LM317 erwärmt sich während des Betriebs.

• 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 50 mA.

• Der LM317EMP (SOT-223-4) ist ideal für Ströme bis zu 100 mA.

• Der LM317T (TO-220) ist für Ströme bis 0,3 A geeignet, wenn er ohne Kühlung betrieben wird.

• Der LM317T (TO-220) ist für Ströme bis 0,5 A geeignet, wenn er auf der Leiterplatte montiert ist.

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