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Wir lernen, wie der einstellbare Spannungsregler LT3080 verwendet wird.


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Einstellbarer Spannungsregler mit LT3080

Im Praktikum Einstellbare Spannungsregler haben wir uns mit dem LM317 befasst. Der LM317 kann einfach mit einem Widerstand auf Spannungen von 1,25 V bis 35 V eingestellt werden. Für Spannungen unter 1,25 V oder gar bis 0 V ist er nicht geeignet.

Die Spannung des LT3080 ist ebenfalls mit nur einem Widerstand einstellbar, jedoch auf Spannungen zwischen 0 V und 35 V.

Die Schaltung mit dem LT3080 ist einfach.

LT3080_Grundschaltung.png
Bild 1: Spannungsregler mit einstellbarer Spannung

Mit R1 = Uout / 10 µA lässt sich der Widerstand R1 einfach bestimmen. Die Spannung ist auf 2 % genau. Mit einem Widerstand von 1 % sind es insgesamt 3 %.

Die Eingangsspannung Uin sollte mindestens 2,0 V größer sein als die Ausgangsspannung.

Laborspannungsregler

Wird R1 durch ein Potentiometer ersetzt, kann damit die Ausgangsspannung eingestellt werden.

Das sieht zunächst sehr einfach aus, hat aber seine Tücken. Potentiometer mit 1 MΩ sind nur auf 20±% genau, d. h., sie liegen zwischen 0,8 MΩ und 1,2 MΩ. Dies würde zu Ausgangsspannungen von minimal 8 V und maximal 12 V führen.

Eine brauchbare einstellbare Spannungsversorgung z. B. als Laborgerät, sollte zwischen 0 V und 15 V liefern. Das ließe sich mit einem 1,5 MΩ Potentiometer verwirklichen. Leider sind nur 2,2 MΩ Potentiometer mit 20±% verfügbar, also 1,76 MΩ bis 2,64 MΩ. Dem entsprechen maximale Ausgangsspannungen zwischen 17,6 V und 26,4 V.

Damit kann man aber leben:

  • bei einer Eingangsspannung von 17 V wird die Ausgangsspannung auf etwas über 15 V begrenzt.
  • Allerdings wird dann nur ein Teil des Potentiometers genutzt.
  • zu dem 2,2 MΩ Potentiometer kann ein Widerstand parallel geschaltet werden, sodass sich der Gesamtwiderstand auf 1,5 MΩ reduziert.
  • Um die Toleranz des Potentiometers auszugleichen, sollte der Parallelwiderstand zwischen 3 MΩ und 10 MΩ liegen. Ein 10 MΩ Trimmpotentiometer wäre geeignet. Aber auch das Trimmpotentiometer hat eine Toleranz von 20 %. Wir schalten einfach einen Widerstand von 2,2 MΩ in Reihe mit dem Trimmpotentiometer.
  • Der parallele Widerstand hat zur Folge, dass die Einstellung des Potentiometers nicht linear ist. Bei einem Laborgerät ist die Ausgangsspannung mit einer Spannungsanzeige gekoppelt. Die Abweichungen sind dann nicht mehr wahrnehmbar.

Einstellbarer Stromregler

Wie mit dem LM317 kann auch mit dem LT3080 ein einfacher Stromregler aufgebaut werden.

LT3080_Stromregler.png
Bild 2: Stromregler mit dem LT3080

Der Strom kann mit dem Widerstand R1 zwischen 10 µA und 1 A eingestellt werden. Unter 10 mA sollte die Schaltung in Bild 2 nicht verwendet werden. Wird für R2 10 Ω verwendet, sind auch 1 mA möglich.

Am Widerstand R1 fällt bei 1 A eine Leistung von 1 W an.

Die maximale Spannung Uout der Stromquelle ist bei 1 A um 3,5 V kleiner als die Eingangsspannung Uin.

Laborgerät mit Strom- und Spannungsregler

Die Kombination der beiden Schaltungen aus Bild 1 und Bild 2 ergibt ein einfaches Laborgerät mit einstellbarer Spannung und einstellbarem Strom.

LT3080_Spannung_Stromregler_s.png
Bild 3: Strom- und Spannungsregler mit zwei LT3080

Die Schaltung ist recht einfach. Die beiden LT3080 müssen natürlich gekühlt werden. Bei 0 V Ausgangsspannung und 1 A fallen an beiden LT3080 zusammen 19 W ab. Da ist schon ein kräftiger Kühlkörper mit 3,2 K/W nötig.

Der größte Nachteil dieser Schaltung ist der Preis. Ein LT3080 kostet etwa 8,50 €. Dazu kommen noch die Potentiometer und ein passendes Netzteil. Unter 25 € geht da nichts. Das fertige Labornetzteil QJ1502 in Labornetzgeräte ist inklusive Spannungs- und Stromanzeige sowie Gehäuse für etwa 35 € zu haben.