Spannungsstabilisierung mit dem Baustein LM317

In vielen Schaltungen ist eine konstante Gleichspannung als Eingangsspannung gewünscht.

Hierbei soll diese Eingangsspannung nicht nur für einen bestimmten Belastungsfall eingestellt werden, sondern auch bei unterschiedlichen Lastverhältnisse konstant bleiben.
Sehr häufig werden jedoch Gleichspannungen durch das Gleichrichten von Wechselspannungen mit anschließender Glättung erzeugt.
Die Folge ist eine mehr oder weniger hohe Restwellig, die der Gleichspannung überlagert ist.
Die Aufgabenstellung, aus einer Spannung mit Restwelligkeit eine konstante Gleichspannung, die auch bei unterschiedlichen Lastzuständen den gewünschten Wert beibehält zu erzeugen, ist also alles anderer als selten.
Grund genug also für die Hersteller von integrierten Schaltungen für solche Aufgabenstellungen entsprechende Lösungen anzubieten.

Spannungsregler LM317

Ein sehr häufig verwendeter IC ist der Spannungsregler LM317 von National Semiconductor Corporation (NSC) .
Dieser IC hat den Vorteil gegenüber anderen Spannungsregler, wie beispielsweise der 7805, dass beim LM317 die Ausgangsspannung nicht fest ist, sondern mit Hilfe eines einfachen Spannungsteilers eingestellt werden kann.
Zwei Widerstände, R1 und R2, bestimmen die Ausgangsspannung, die sich dann nach einer Formel im Datenblatt

Vout = 1,25V (1 + R2/R2)

einstellt.

Simulation der Schaltung mit dem LM317 in PSPICE

Im Video weiter unten wird eine Schaltung mit dem LM317 aufgebaut und simuliert.
Als Eingangsspannung steht eine Spannung von 10V mit einer Restwelligkeit von 1V Amplitude zur Verfügung.
Die Eingangsspannung schwankt also zwischen 9V und 11V.
Die Widerstände werden so eingestellt, dass der Spannungsregler eine Ausgangsspannung von 3,75 V ausgibt.
Hierzu wird R1=240 Ohm und R2= 480 Ohm gewählt.
Eingesetzt in die Formal ergibt das:
Vout = 1,25V (1 + 480Ohm/240Ohm) = 1,25V (1 + 2) = 3,75V
In der Simulation sieht man sehr schön, wie die Eingangsspannung zwischen 9V und 11V schwankt, die Ausgangsspannung aber konstant bei 3,75 bleibt.

Eingangsspannung nicht zu klein wählen

Doch Vorsicht. Der LM317 benötigt einen Spannungsabstand von mindestens 5V zwischen Eingangsspannung und Ausgangsspannung.
Wählt man diesen Abstand zu klein, erhält man am Ausgang keine saubere Gleichspannung.
Auch dieser Effekt wird im Video gezeigt.
Viel Spaß mit dem Video.

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