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Hi,
wir haben in der Schule als Projekt ein Spannungsstabilisator gebaut, das Gleichspannung im Bereich von 12...15V in eine einstellbare und stabilisierte Ausgangsspannung von 3...10V umwandelt.
Nun haben wir einen Schaltplan bekommen, nur verstehe ich den Aufbau nicht so richtig...

Meine Fragen sind:

1.) Wofür genau braucht man die 2 Spannungsteiler (gelb und rot eingekreist)?

2.) Wofür braucht man den großen Transistor?

3.) Wie fließt der Strom in der Schaltung/Zeichnung?

4.) Wofür braucht man die Strombegrenzung (grün eingekreist)?

5.) Wofür braucht man die Referenzspannung?

6.) Wofür braucht man den Differenzverstärker?

Fallen euch noch weitere Fragen zu dieser Schaltung ein? Schreiben nämlich darüber eine Klausur.

Hallo

Du könntest dir das mal durchlesen, da werden deine Fragen eigentlich beantwortet. Wenn du das verstanden hast, verstehst du auch deine Schaltung:

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/kdarl2.htm

Theo

» Nun haben wir einen Schaltplan bekommen, nur verstehe ich den Aufbau nicht
» so richtig...
» Schreiben nämlich darüber eine Klausur.

Wenn du das "nicht so richtig" durch "überhaupt nicht die geringste Einzelheit" ersetzt, kommst du der Sache näher.
Hast du denn überhaupt Ahnung von elektronik und deren Bauteilen?

» 1.) Wofür genau braucht man die 2 Spannungsteiler (gelb und rot
» eingekreist)?

Der eine macht aus den 7.15V eine Referenzspannung, mit der die Spannung des zweiten Spannungsteilers verglichen wird. Der zweite Spannungsteiler macht einen bestimmten Anteil der Ausgangsspannung. Damit wird die Ausgangsspannung geregelt.

» 2.) Wofür braucht man den großen Transistor?
Irgendwas / irgendwer muss doch die Ausgangsspannung regeln. Die Schaltung heisst "Längsregler", der Transistor lässt genau soviel durch, dass die Ausgangsspannung die passende höhe hat.
Dafür der Vergleich der beiden Spannungsteiler und der Ausgang dieses Vergleiches geht über die Basis des internen Transistors und die Pins 11/12 auf die Basis des "großen Transistors". Transistoren werden üblicherweise über die Basis (bzw Basisstrom) gesteuert.

» 3.) Wie fließt der Strom in der Schaltung/Zeichnung?

Da fließen viele Ströme. Hauptstromkreis von +Ub, Sicherung, "großer Transistor", Strommeßwiderstand, Ausgangsklemme oben, Last, Masseklemme.

Ub, Pin12 (den du vergessen hast) IC-interne Schaltung, Pin7, Masse.

Ein weiterer: +Ausgang, 10k, LED grün, Masse.

+ Ausgang, 10k Poti, 3k, Masse. Mit abgriff der Teilspannung am Potischleifer.

IC Pin12, interne 7,5V Referenz, Pin 6, 1k, 470R Spannungsteiler.

» 4.) Wofür braucht man die Strombegrenzung (grün eingekreist)?

Braucht man nicht - wenn man keine Strombegrenzung haben will.

» 5.) Wofür braucht man die Referenzspannung?

Zum vergleich, ob die Ausgangsspannung höher oder tiefer ist, als sie sein soll.

» 6.) Wofür braucht man den Differenzverstärker?

Der stellt einen Unterschied zwischen Referenzspannung und die durch den Spannungsteiler von Uaus abgeleitete Spannung fest (sihe Punkt 5) und ändert den "Durchlass" des großen Transistors und damit die Ausgangsspannung.

Wie wär's denn mal mit dem Studium des Datenblattes? Nicht die Kurzbeschreibung bei Conrad sondern direkt beim Hersteller?
http://www.national.com/ds/LM/LM723C.pdf

hws

Danke für deine Antwort hws.

Wie würdest du die Schaltung vereinfacht erklären?

Mein Versuch:
Am Poti stellt man die gewünscht Spannung ein, Da diese allerdings schwankt muss sie geregelt werden. Dies geschieht durch den Differenzverstärker der die eingestellte Spannung mit der Referenzspannung vergleicht (Referenzspannung als Bezugspunkt) und je nach dem ob der Wert größer oder kleiner ist, lässt der Transistor mehr oder weniger durch.

ok, so in etwa.

1) Die Referenzspannung darf weder durch Schwankungen der Versorgungsspannung noch durch Lastwechsel beeinflußbar sein (im Idealfall), daher ja auch der Name.
2) in der vorliegenden 0815-Schaltungstopologie kann die Ausgangspannung der Schaltung nicht kleiner wie die Referenzspannung sein. Um dies dennoch zu ermöglichen, wird die Referenzspannung in Deinem Fall mit einem Spannungsteil auf <= Umin heruntergeteilt.
3)Der an der Ausgangsspannung der Schaltung liegende Spannungsteiler (Poti) wird so eingestellt, daß bei der gewünschten Ausgangsspannung am Schleifer des Potis die (bei Dir heruntergeteilte) Referenzspannung liegt.
4) Der Differenzverstärker vegleicht jetzt Sollwert (geteilte Referenzspannung) und Istwert (vom Poti) und steuer den Längstransitor.
5) Ist der Istwert zu groß, wird der Längstransistor mehr gesperrt, ist der Istwert zu klein, wird der Längstransitor weiter aufgesteuert.

so, als Prüfer würde ich Dich jetzt fragen in welcher Grundschaltung der Längstransistor betrieben wird ,
ach ja - und wie genau muß die Verstärkung des Differenzverstärkers berechnet werden???

Viele Grüße
Hartwig

» Du könntest dir das mal durchlesen, da werden deine Fragen eigentlich
» beantwortet. Wenn du das verstanden hast, verstehst du auch deine
» Schaltung:
»
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/kdarl2.htm

Das stimmt, denn der olle und legendäre (LM)723 macht im Grunde nichts anderes als die quasidiskret aufgebaute Regelschaltung in diesem Elektronik-Minikurs.

Trotzdem zu D-troit: Wenn Du beim Lesen in meinem Minikurs oder etwas in der Schaltung nicht verstehst, dann frage praezis, bezogen auf Bild und Text und ich werde Dir gerne antworten, wenn ich Zeit dafür habe.

Frage unbedingt als Follow-Up auf dieses Posting, damit ich eine automatische E-Mail bekomme.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» so, als Prüfer würde ich Dich jetzt fragen in welcher Grundschaltung der
» Längstransistor betrieben wird ,
» ach ja - und wie genau muß die Verstärkung des Differenzverstärkers
» berechnet werden???
»
» Viele Grüße
» Hartwig

Erstmal danke für deine Antwort,

Grundschaltung des Längstransistors?
- Die Emitterschaltung oder? Aber warum?

Berechnung der Verstärkung des Differenzverstärkers?
Uout = Vu * (U+ - U-)

Vu = Spannungsverstärkung
So?

Was ich nicht ganz verstehe ist, warum der Differenzverstärker Sollwert (geteilte Referenzspannung) und Istwert (vom Poti) vergleicht und mit dem Transistor regelt. Wäre dann die Ausgangsspannung nicht immer gleich dem Sollwert?

Hallo,

» Grundschaltung des Längstransistors?
» - Die Emitterschaltung oder?
»
oder!!!!.....

» Berechnung der Verstärkung des Differenzverstärkers?
» Uout = Vu * (U+ - U-)

ok, Vu = Uout / (U+ - U-),
aber im eingeschwungenen Zustand wäre idealerweise
U+ - U- = 0 (also keine Differenz zwischen Soll und Ist...)

Stichwort wäre "Regelkreis" - jetzt kommt es darauf an, ob das Teil des Vorlesungsstoffes war. Davon unabhängig ein kleine Gedankenexperiment: Durch eine plötzliche Erhöhung der Last bricht die Ausgangsspannung ein. Dadurch fällt die Spannung am Schleifer des Potentiometers unter die (geteilte) Referenzspannung. Die Spannungsdifferenz wird verstärkt was den Längstransistor öffnet und die Ausgangsspannung der Schaltung erhöht, bis wieder Sollwert und Istwert gleich sind. Wäre die Verstärkung sehr hoch, würde der Differenzverstärker den Längstransistor "voll aufreißen", was eine plötzlichen Anstieg der Ausgangsspannung und somit des Istwertes zur Folge hätte. Dieser Anstieg wird natürlich auch hoch verstärkt und führt zu einer ebenfalls starken Gegenreaktion. Also: Innerhalb gewisser Grenzen Ist die Verstärkung unkritisch. Ist sie zu gering, Leidet die Genauigkeit. Eine zu hohe Verstärkung führt zu Instabilität (Regelschwingungen).
Sehr stark vereinfacht sind das Grundlagen eines Linearreglers, die man zur Erklärung der Schaltung kennen sollte.
Viele Grüße
Hartwig
»
» Vu = Spannungsverstärkung
» So?

» Was ich nicht ganz verstehe ist, warum der Differenzverstärker Sollwert
» (geteilte Referenzspannung) und Istwert (vom Poti) vergleicht und mit dem
» Transistor regelt. Wäre dann die Ausgangsspannung nicht immer gleich dem
» Sollwert?

Exakt - und das ist sie ja auch!
Das ist doch Sinn eines geregelten Netzgerätes - dass die Ausgangsspannung immer konstant dem Sollwert ist (eingestellte Spannung)

hws

Hallo,
ich hatte Deinen letzten Satz übersehen, aber HWS hat das ja schon erklärt. Aber um irgendwelche Verwechslungen mit dem Istwert zu vermeiden, folgendes Beispiel:

1) Die (geteilte) Referenzspannung wird zur Vereinfachung mit 1V angenommen.
2) An der Ausgangsspannung liegt ein Poti mit 1kOhm, Schleifer des Potis und Referenzspannung liegen am Differenzverstärker.

Situation a) Poti in exakter Mittelstellung (Spannungsteiler mit 2x 500Ohm). Die Regelung sorgt dafür, daß am Schleifer des Potis 1V liegen, dazu muß die Ausgangsspannung 2V betragen!

Situation b) Poti auf "10%", d.h. Spannungsteiler mit 900 Ohm zwischen Ausgangsspannung und Schleifer und 100 Ohm zwischen Schleifer und Masse: Auch jetzt regelt der Verstärker die Ausgangsspannung so, daß an den 100 Ohm 1V abfallen, also wieder 1V am Eingang des Differenzverstärkers liegen. Nur brauch es dazu eine Ausgangsspannung von 10V.

Ich hoffe, das erklärt die Funktionsweise.
Viele Grüße
Hartwig

Danke an alle, die so viel Gedult mit mir Unwissenden hatten und mir so gut geholfen haben.

Großen Dank an Hartwig und hws!