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

Bild B zeigt einen reduzierten Ausschnitt aus Bild 6 im Kapitel „LM317/LM337: Symmetrische Ausgangsspannung“. Es geht dabei auch um die leichte Spannungseinstellung mittels hochauflösendem CERMET-Trimmpot, 10- oder 20-gängig. Als eine Erweiterung wird gezeigt, wie man mit einem 2-poligen Kipp-Umschalter zwei Spannungen ±Ub wählen kann, z.B. ±12 VDC oder ±15 VDC. Andere Werte sind möglich, wenn die involvierten Bauteile neu berechnet werden. Dazu gibt es drei etwas unterschiedliche LM317-Online-Rechenprogramme, anwendbar auch für die negative Spannungen mit LM337.

Teilbild B1 zeigt eine Umschaltmethode, die nicht erlaubt ist. Beim Umschaltvorgang wird kurzzeitig die Feedbackschlaufe beim LM317 (auch beim LM337) unterbrochen. Dabei steigt kurzzeitig die Spannung an +Ub (auch an -Ub) auf die maximale DC-Spannung und diese entspricht der gleichgerichtet und geglätteten DC-Spannung am Lade-Elko CL. Wegen der Umladung von Cx dämpft es etwas diesen Effekt, wobei dies stark abhängig ist von der Umschaltzeit des Kippschalters und vom Widerstand-Potmeter-Netzwerk.

Die Methode von Teilbild B2 ist praktikabel, weil die höhere Ausgangsspannung fix definiert und nur die niedrigere Spannung zugeschaltet wird. Es werden dabei die beiden Widerstand-Potmeter-Netzwerke parallel geschaltet. Dies hat den Nachteil, dass man stets zuerst die höhere und danach die niedrigere Spannung ±Ub kalibrieren muss.

Die neue Schaltung A (Bild 14 hier reduziert) zeigt wie es auch anders geht, so dass die Kalibrierungen sich gegenseitig nicht beeinflussen können. Am Beispiel mit drei umschaltbaren Spannungen +Ub geht das mit einem Kippschalter mit Nullstellung in der Mitte (B). Das funktioniert mit einem CMOS-Quad-NAND-Gatter (CD4011B) und drei NPN-Transistoren. Natürlich muss hier das Verhältnis Basis/Kollektorstrom von 1:10, zwecks maximaler Sättigung, definiert sein. Die Sättigungsspannung zwischen Kollektor und Emitter liegt bei 50 mV. Die daraus resultierende Präzision reicht für einen Netzteil-Betrieb längst aus. Bild 14 zeigt eine Single-Supply-Schaltung. Mit einer passenden Erweiterung, kann der Leser diese Schaltung zu einer Dual-Supply-Anwendung für ± Ub umsetzen, falls dies benötigt wird.

Dazu noch den Hinweis, die Schaltung in Bild A kann man auch für nur zwei Ausgangsspannungen +Ub realisieren und dies besonders einfach. Mehr dazu im Elektronik-Minikurs. Oder man könnte z.B. auch maximal zehn unterschiedliche Spannungen +Ub wählen mit dem Dekaden-Zähler-IC CD4017B. Noch mehr, und es müsste wohl ein µP zum Einsatz kommen….

Allgemeines: Neben weiteren praxisorientierten Anwendungen, befasst sich dieser Elektronik-Minikurs, betreffs den fixen und variablen 3pin-Spannungsreglern, mit seinen wichtigsten Aspekten. Ein Aspekt ist die Sache mit dem unerwünschten Strom-Rückfluss vom Aus- zum Eingang. Es ist genau beschrieben, wie es zu diesem Effekt kommt. Das Kapitel „Warum ist der Rückstrom so schädlich?“ zeigt am Beispiel der IC-internen Schaltung des 78xx-Regler, was im Detail passiert.

Gruss Euer
ELKO-Thomas


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