UPDATE: Integrierte fixe und einstellbare 3-pin-Spannungsregler und zwei Akku-Ladeschaltungen mit LM317LZ und LM317

Dieser Elektronik-Minikurs beschäftigt sich mit den 3-pin-Spannungsreglern des Typs 78xx, 79xx (fixe Ausgangsspannungen) und LM317, LM337 (frei dimensionierbare Ausgangsspannungen). Dabei geht es um bekannte Netzteilschaltungen, jedoch ins Detail hinein thematisiert. Mittels LM317 und LM337 kann man symmetrische Ausgangsspannungen erzeugen. Eine weitere Schaltung zeigt, wie man bei Bedarf die Symmetrie oder die Asymmetrie exakt einstellen kann.

Mit zwei LM317 ist es mit wenig Aufwand möglich ein Netzteil mit konstanter und strombegrenzter Ausgangsspannung zu realisieren. Vorausgesetzt, die relativ grosse Dropoutspannung stört nicht. Damit ist auch schon klar, dass sich diese Methode nur für kleine Leistungen eignet. Eine solche Schaltung eignet sich zur Realisierung einer kleinen Akku-Ladeschaltung. Diese ladet mit einem konstanten Strom der 1/10 der Akkukapazität entspricht und im Zustand der Ladeschluss-Spannung der Ladestrom so gering ist, dass dieser gerade noch der Ladeerhaltung des Akku dient. Dies setzt voraus, dass die Ladeschluss-Spannung exakt eingestellt werden kann.

NEU! Es gibt es eine Erweiterung, angedeutet in Teilbild 1 (Titelbild). Anstelle der üblichen Diode, um einen Stromrückfluss zu vermeiden, kommt ein PNP-Transistor zum Einsatz, der einige Vorteile mit sich bringt. Wegen der begrenzten Emitter-Basis-Sperrspannung von typisch 5 bis 6 V, eignen sich nur Akku mit niedrigen Spannungswerten, wie z.B. maximal drei in Serie geschalteten NiMH-Akkuzellen.

Ein anderes Thema beschäftigt sich mit dem Gegenteil. Schaltet man ein Netzteil aus, besteht oft das Risiko, dass die am Netzteil angeschlossene Schaltung kurzzeitig ein Strom ins Netzteil zurück liefert, weil sich ein Elko entladet. Dies zerstört den Spannungsregler. Abhilfe zeigen die Rückflussdioden in den Teilbildern 2 und 3, wobei die Schaltung in Teilbild 3 eine LM317-Stromquelle ist. Auch da kann diese Massnahme, je nach Einsatz, notwendig sein.

Teilbild 4 illustriert wie der unerwünschte Rückstrom durch den 7805-Spannungsregler fliesst, wenn die Rückfluss-Diode DR fehlt.

Gruss Euer
ELKO-Thomas


Im Fokus: Rückfluss-Diode im Netzteil (Akkuladeschaltung)

IM FOKUS ist eine neue Elektronik-Minikurs-Idee (Juni 2013). Es geht darum ein Thema in den Raum zu stellen, das von allgemeinem Fachinteresse ist. Dieses Thema wird so weit wie nötig erklärt. Oft bietet Wikipedia eine hervorragende einführende Erklärung, wenn es grundlegend mit Physik zu tun hat. Danach werden Elektronik-Grundlagen- und Elektronik-Minikurse aus dem ELKO vorgestellt, wo das Thema in praktischer Form präsentiert wird. Ein praktischer Anlass kann sein, wenn ich feststelle, dass in Elektronik-Foren/Newsgruppen immer wieder die selben Inhalte befragt und diskutiert werden.

Diesmal geht es um das Thema Rückfluss-Diode im Netzteil, speziell auch wenn das Netzteil zum Laden eines Akku dient. Dabei besteht generell eine Unsicherheit, ob ein Netzteil oder Netzgerät sich auch als Ladegerät für Akkus eignet. Dies ist dann der Fall, wenn das Netzteil neben einer präzisen Spannungseinstellung auch eine Strombegrenzung enthält, die leicht einstellbar ist und sicher funktioniert. Dies gilt z.B. für Blei(gel)-Akkus, aber nicht nur…

Im Titelbild zeigt das obere Teilbild ein 5VDC-Netzteil das eine digitale Schaltung speist. Besonders heikel ist die Situation bei der Ausschaltung der eingangsseitigen 12VDC-Spannung, wenn an dieser Spannung z.B. ein Ventilator (oder eine andere Last) geschaltet ist. Da kommt es auch dann zum Rückstrom im Augenblick der Abschaltung, wenn CL deutlich grösser ist als C4. Mit einer Rückfluss-Diode bleibt der Spannungsregler (hier: LM7805) vor Schaden verschont.

Das untere Teilbild zeigt eine ganz einfache Ladeschaltung, die aus zwei Spannungsreglern des Typs LM317LZ (LZ=LowPower) besteht. IC:A dient als Strombegrenzer und IC:B für die Spannungsbegrenzung. Der kleine 3V-Akku befindet sich in einem Mini-UKW-Empfänger.

Im Fokus: Rückfluss-Diode im Netzteil (Akkuladeschaltung)

Gruss Euer
ELKO-Thomas