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bauteil:spannungsregler [2021/08/17 17:33] – ↷ Page name changed from bauteil:spannungskonstanten to bauteil:spannungsregler kmk | bauteil:spannungsregler [2025/03/28 17:29] (current) – [LT1615] Satz gestrafft kmk | ||
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Line 2: | Line 2: | ||
Diese Bauteile dienen meist dazu, die Versorgung von ICs mit einer konstanten Spannung sicher zu stellen. Nebenbei wirken sie dabei als Filter, der Fluktuationen der externen Versorgung abpuffert. | Diese Bauteile dienen meist dazu, die Versorgung von ICs mit einer konstanten Spannung sicher zu stellen. Nebenbei wirken sie dabei als Filter, der Fluktuationen der externen Versorgung abpuffert. | ||
- | Das Wort " | + | Die übliche Bezeichnung für diese Klasse von Bauteilen ist " |
===== Positive Spannungsregler 78xx und MCP1825S-xx ===== | ===== Positive Spannungsregler 78xx und MCP1825S-xx ===== | ||
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--------- | --------- | ||
Das Kühlblech ist elektrisch mit dem mittleren Pin, also " | Das Kühlblech ist elektrisch mit dem mittleren Pin, also " | ||
- | Datenblatt von [[http:// | + | Datenblatt von {{ :bauteil: |
Der Regler braucht etwa 1.7 V mehr Spannung am Eingang als er am Ausgang erzeugt. Aus ihm kann man immerhin 1A ziehen. Dann ist ein Kühlkörper Pflicht. | Der Regler braucht etwa 1.7 V mehr Spannung am Eingang als er am Ausgang erzeugt. Aus ihm kann man immerhin 1A ziehen. Dann ist ein Kühlkörper Pflicht. | ||
- | ===== Positive | + | ===== Kleine, positive |
- | Den gleichen Chip wie den 78xx gibt es auch in kleiner | + | Den gleichen Chip wie den 78xx gibt es auch in klein ({{:bauteil: |
______ | ______ | ||
Line 26: | Line 26: | ||
- | Die Bauform TO92, sieht aus, wie ein kleiner bedrahteter Transistor. | + | Die Bauform TO92, sieht aus, wie ein kleiner bedrahteter Transistor. |
- | | + | |
- | |1 2 3| 2 = GND | + | |3 2 1| 2 = GND Ansicht von oben |
- | \_____/ 3 = out | + | \_____/ 3 = in |1 2 3| 1=out, 2=GND, 3=in |
- | + | | | | | |
- | In der ganz kleinen Bauform SOT89 gibt es ärgerlicherweise zwei unterschiedliche Beschaltungen. Eine ist wieder gleich, wie bei TO220: | + | In der ganz kleinen Bauform SOT89 gibt es ärgerlicherweise zwei unterschiedliche Beschaltungen. Eine ähnelt TO92: |
| | ||
- | | + | |
- | |1 2 3| 2 = GND | + | |1 2 3| 2 = GND Ansicht von oben |
- | | | | 3 = in | + | | | | 3 = in " |
| | ||
Bei der anderen SOT89-Beschaltung sind Eingang und Ausgang vertauscht: | Bei der anderen SOT89-Beschaltung sind Eingang und Ausgang vertauscht: | ||
Line 41: | Line 41: | ||
| | ||
|1 2 3| 2 = GND Ansicht von oben | |1 2 3| 2 = GND Ansicht von oben | ||
- | | | | 3 = out | + | | | | 3 = out " |
- | | + | Diese SOT89-Variante ist in den letzten Jahren eher selten geworden. |
+ | Die SMD-Bauform SOT23 sieht aus wie ein einzelner Transistor. Sie enthält aber den vollen, | ||
+ | klassischen Spannungsregler 78*, der aus 17 Transistoren, | ||
+ | aufgebaut ist: | ||
+ | | ||
+ | |1_3_2| 2 = out Ansicht von oben | ||
+ | | ||
===== Spannungsregler für 3.3V ===== | ===== Spannungsregler für 3.3V ===== | ||
- | Für Spannungen kleiner als 5V gibt es keine Regler aus der 78er Reihe. Für 3.3V, mit viel Strom eignet sich der [[http:// | + | Für Spannungen kleiner als 5V gibt es keine Regler aus der 78er Reihe. Für 3.3V, mit viel Strom eignet sich der {{ :bauteil: |
===== Negativer Spannungsregler 79xx ===== | ===== Negativer Spannungsregler 79xx ===== | ||
Line 55: | Line 61: | ||
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Achtung: Das Kühlblech ist wie beim 78xx elektrisch mit dem mittleren Pin verbunden -- Hier also " | Achtung: Das Kühlblech ist wie beim 78xx elektrisch mit dem mittleren Pin verbunden -- Hier also " | ||
- | [[http:// | + | {{ :bauteil: |
+ | st.com|ST Microelectronics]] | ||
===== Negative Spannungsregler 79Lxx ===== | ===== Negative Spannungsregler 79Lxx ===== | ||
- | Die [[http://www.ti.com/ | + | Die {{ :bauteil: |
______ | ______ | ||
- | out|1 8|NC 79Lxx | + | out|1 8|NC |
- | | + | |
| | ||
| | ||
- | | + | |
|1 2 3| 2 = in Ansicht von oben | |1 2 3| 2 = in Ansicht von oben | ||
\_____/ 3 = GND | \_____/ 3 = GND | ||
- | | + | |
- | | + | |
- | |1 2 3| 2 = in | + | |1 2 3| 2 = in |
| | | 3 = out | | | | 3 = out | ||
+ | ===== Besonders genügsame Regler ===== | ||
+ | Lineare Spannungsregler funktionieren ähnlich wie ein Wasserhahn. Um am die gewünschte Spannung zu erhalten, öffnen sie mehr oder weniger stark die elektrische Verbindung zwischen Eingang und Ausgang. Daher kann die Spannung am Ausgang nie die Spannung am Eingang übersteigen. Tatsächlich fällt am Regler selbst immer ein wenig Spannung ab, die dann am Ausgang fehlt. Diese Spannung wird //Dropout Voltage// oder auch kurz //Drop// genannt. Die maximale Spannung die der Regler am Ausgang erreichen kann, ist also gleich der Eingangsspannung abzüglich der Drop Voltage. | ||
+ | |||
+ | Bei Standard-Reglern liegt die Ursache für den Spannungsabfall in zwei PN-Übergänge in Silizium, die zwischen Eingang und Ausgang liegen. Daraus ergibt sich eine Drop von etwa 1.5 V. Um den Ausgang auf 12 V zu regeln zu können, müssen am Eingang also mindestens 13.5 V anliegen. Um Schwankungen ausgleichen zu können, sollte die mittlere Eingangsspannung noch einmal um die Amplitude der Schwankungen größer ausfallen. | ||
+ | |||
+ | Nicht immer hat man den Luxus einer Energiequelle, | ||
+ | |||
+ | Der {{ : | ||
===== Variable | ===== Variable | ||
- | Mit der variablen | + | Mit der variablen |
Belegung der Anschlüsse im TO220-Gehäuse, | Belegung der Anschlüsse im TO220-Gehäuse, | ||
_________ | _________ | ||
Line 83: | Line 99: | ||
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Auch bei diesem Regler ist das Kühlblech elektrisch mit dem mittleren Pin verbunden -- Hier also zur Abwechselung " | Auch bei diesem Regler ist das Kühlblech elektrisch mit dem mittleren Pin verbunden -- Hier also zur Abwechselung " | ||
- | Für die Bauform TO92 gibt es ein [[http:// | + | Für die Bauform TO92 gibt es ein {{ : |
| | ||
|1 2 3| 2 = out Ansicht von oben | |1 2 3| 2 = out Ansicht von oben | ||
\_____/ 3 = adjust | \_____/ 3 = adjust | ||
+ | |||
+ | Bei der Bauform SOT89 sind die Anschlüsse im Vergleich zu TO220 gespiegelt, wewnn man auf die Beschriftung blickt: | ||
+ | | ||
+ | | ||
+ | |1 2 3| 2 = out | ||
+ | | | | 3 = in | ||
< | < | ||
Line 92: | Line 114: | ||
In <imgref LM317generic> | In <imgref LM317generic> | ||
- | < | + | $$ U_\text{out} \,=\, 1.25V \left( 1 + \frac{R_2}{R_1}\right) + R_2 \, |
Dabei ist I< | Dabei ist I< | ||
- | Mit diesem Bauteil und nur einem weiteren Widerstand kann man eine effektive Strombegrenzung bauen. (Siehe Seite 23 des [[http:// | + | Mit diesem Bauteil und nur einem weiteren Widerstand kann man eine effektive Strombegrenzung bauen. (Siehe Seite 23 des {{ : |
- | Ein potentielles Ärgernis sind die etwa 2 V, die der LM317 sich selbst zwischen Eingang und Ausgang gönnt. Eine Alternative mit halb so großem Spannungsabfall ist der [[http:// | + | Ein potentielles Ärgernis sind die etwa 2 V, die der LM317 sich selbst zwischen Eingang und Ausgang gönnt. Eine Alternative mit halb so großem Spannungsabfall ist der {{ :bauteil: |
< | < | ||
Line 104: | Line 126: | ||
==== Mehr Strom: LM350 ==== | ==== Mehr Strom: LM350 ==== | ||
- | Für mehr als 1A Strom bietet sich der [[http:// | + | Für mehr als 1A Strom bietet sich der {{ : |
==== Noch mehr Strom: LM338, oder LT1084 === | ==== Noch mehr Strom: LM338, oder LT1084 === | ||
- | Der variable positive Spannungsregler | + | Der variable positive Spannungsregler |
- | Wenn der Spannungsabfall des LM338 in einer speziellen Anwendung zu groß ist, ist der [[http:// | + | Wenn der Spannungsabfall des LM338 in einer speziellen Anwendung zu groß ist, ist der {{ :bauteil: |
==== Am meisten Strom LT1083 ==== | ==== Am meisten Strom LT1083 ==== | ||
- | Bei 7.5 Ampere markiert der [[http:// | + | Bei 7.5 Ampere markiert der {{ :bauteil: |
==== Mehr Spannung: TL783 ==== | ==== Mehr Spannung: TL783 ==== | ||
- | Für besonders hohe Spannungen, bis zu 125 V, eignet sich der [[http://www.ti.com/ | + | Für besonders hohe Spannungen, bis zu 125 V, eignet sich der {{ :bauteil: |
==== Klein: TL431 ==== | ==== Klein: TL431 ==== | ||
- | Wenn es ein wenig kleiner sein soll, eignet sich der Klassiker | + | Wenn es ein wenig kleiner sein soll, eignet sich der Klassiker |
==== Variable negative Spannung ==== | ==== Variable negative Spannung ==== | ||
- | Zum LM317 gibt ist der [[http://www.ti.com/ | + | Zum LM317 gibt ist der {{ :bauteil: |
_________ | _________ | ||
/ | / | ||
Line 136: | Line 158: | ||
==== LT3045 ==== | ==== LT3045 ==== | ||
- | Der positive Spannungsregler | + | Der positive Spannungsregler |
* Ausgangsspannung: | * Ausgangsspannung: | ||
* Ausgangsstrom: | * Ausgangsstrom: | ||
Line 146: | Line 168: | ||
==== LT3094 ==== | ==== LT3094 ==== | ||
- | Der [[https:// | + | Der {{ :bauteil: |
* Ausgangsspannung: | * Ausgangsspannung: | ||
* Ausgangsstrom: | * Ausgangsstrom: | ||
Line 153: | Line 175: | ||
Nachteile: | Nachteile: | ||
* exotische Bauform | * exotische Bauform | ||
- | * bei Elektronikhändlern nur in kleiner Stückzahl auf Lager | ||
* teuer – etwa 6 € + MwSt bei Mouser oder Digikey | * teuer – etwa 6 € + MwSt bei Mouser oder Digikey | ||
====== Genaue Spannungsreferenzen ====== | ====== Genaue Spannungsreferenzen ====== | ||
Line 160: | Line 181: | ||
==== Spannungsreferenzen mit integriertem Vorverstärker ==== | ==== Spannungsreferenzen mit integriertem Vorverstärker ==== | ||
Bei diesen Spannungsreferenzen ist eine Zenerdiode mit einem kleinen Operationsverstärker integriert. Dadurch wird ein runder Spannungswert erreicht. Außerdem kann der Ausgang eine Last mit bis zu 10 mA treiben. Die Referenzen sind in unterschiedlichen Güteklassen erhältlich, | Bei diesen Spannungsreferenzen ist eine Zenerdiode mit einem kleinen Operationsverstärker integriert. Dadurch wird ein runder Spannungswert erreicht. Außerdem kann der Ausgang eine Last mit bis zu 10 mA treiben. Die Referenzen sind in unterschiedlichen Güteklassen erhältlich, | ||
- | * [[http:// | + | * {{ :bauteil: |
- | * [[http:// | + | * {{ :bauteil: |
- | * [[http:// | + | * {{ :bauteil: |
- | * [[http://www.linear.com/ | + | * {{ :bauteil: |
- | * [[http:// | + | * {{ : |
- | * [[http:// | + | * {{ : |
Manche Referenzen führen einen Ausgang nach außen, dessen Spannung proportional zur Temperatur der Bandlücke ist. Das kann zur Kalibration der restlichen Schaltung, oder zur Temperierung der Referenz genutzt werden. Pinkompatible Beispiele für solche Referenzen sind REF02 und AD780. Beim REF01 und dem REF102 gibt es diesen Ausgang nicht. | Manche Referenzen führen einen Ausgang nach außen, dessen Spannung proportional zur Temperatur der Bandlücke ist. Das kann zur Kalibration der restlichen Schaltung, oder zur Temperierung der Referenz genutzt werden. Pinkompatible Beispiele für solche Referenzen sind REF02 und AD780. Beim REF01 und dem REF102 gibt es diesen Ausgang nicht. | ||
==== LM399 ==== | ==== LM399 ==== | ||
Line 180: | Line 201: | ||
* Bauform: TO46 mit thermisch isolierender Plastik-Abdeckung | * Bauform: TO46 mit thermisch isolierender Plastik-Abdeckung | ||
- | [[http:// | + | {{ :bauteil: |
==== Spannungsreferenzen LT1009 und LT1029 ==== | ==== Spannungsreferenzen LT1009 und LT1029 ==== | ||
Line 189: | Line 210: | ||
* Erhältlich bei Bürklin, oder Farnell | * Erhältlich bei Bürklin, oder Farnell | ||
- | [[http://cds.linear.com/ | + | Datenblätter {{ :bauteil: |
==== Spannungsreferenz ADR5040 ==== | ==== Spannungsreferenz ADR5040 ==== | ||
- | Der [[http:// | + | Der {{ :bauteil: |
* Bauform: SOT23 | * Bauform: SOT23 | ||
* Spannung: 2.048 V | * Spannung: 2.048 V | ||
Line 208: | Line 229: | ||
==== LT1615 ==== | ==== LT1615 ==== | ||
- | Der [[http:// | + | Der {{ :bauteil: |
* Bauform: SOT23-5 | * Bauform: SOT23-5 | ||
* Beschaffung: | * Beschaffung: | ||
+ | ==== NMA0515 ==== | ||
+ | Der {{: | ||
+ | * Bauform: stehend (NMA0515SC) oder liegend (NMA0515SD) | ||
+ | * Beschaffung: |