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bauteil:spannungskonstanten [2019/12/20 20:58] – [LT3094] Überschrift eine Ebene höher kmkbauteil:spannungsregler [2024/03/16 02:18] (current) – [Variable positive Spannung] Mathjax syntax kmk
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 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 Spannungsregler 78Lxx ===== +===== Kleine, positive Spannungsregler 78Lxx ===== 
-Den gleichen Chip wie den 78xx gibt es auch in kleiner ([[http://www.fairchildsemi.com/dwg/ZA/ZA03D.pdf|TO92]]), noch kleiner  ([[http://www.fairchildsemi.com/dwg/M0/M08A.pdf|SO8]]) und ganz klein ([[http://www.taiwansemi.com/DSfile/TS78L00_E13.pdf|SOT89]]) unter der Bezeichnung [[http://focus.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=ua78l05a&fileType=pdf|78L**]]. Wobei je nach Hersteller noch eine Vorsilbe aus ein bis drei Buchstaben davor gesetzt wird. (Texas Instruments="UA", National="LM", ST Microelectronics="L", ON="MC", Taiwan Semiconductor="TS", Fairchild="KA"). Die kleine Version kann 100 mA austeilen. Dabei muss man beachten, dass nicht mehr als 800 mWl Abwärme entsteht.+Den gleichen Chip wie den 78xx gibt es auch in kleiner ([[http://www.fairchildsemi.com/dwg/ZA/ZA03D.pdf|TO92]]), noch kleiner  ([[http://www.fairchildsemi.com/dwg/M0/M08A.pdf|SO8]]) und ganz klein (__ BROKEN-LINK:[[http://www.taiwansemi.com/DSfile/TS78L00_E13.pdf|SOT89]] LINK-BROKEN __) unter der Bezeichnung [[https://www.ti.com/document-viewer/LM78L/datasheet|78L**]]. Wobei je nach Hersteller noch eine Vorsilbe aus ein bis drei Buchstaben davor gesetzt wird. (Texas Instruments="UA", National="LM", ST Microelectronics="L", ON="MC", Taiwan Semiconductor="TS", Fairchild="KA"). Die kleine Version kann 100 mA austeilen. Dabei muss man beachten, dass nicht mehr als 800 mWl Abwärme entsteht.
  
       ______       ______
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     ---------     ---------
 Achtung: Das Kühlblech ist wie beim 78xx elektrisch mit dem mittleren Pin verbunden -- Hier also "in". Achtung: Das Kühlblech ist wie beim 78xx elektrisch mit dem mittleren Pin verbunden -- Hier also "in".
-[[http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/2149/l7905c.pdf| Datenblatt]] von [[http://www.st.com|ST Microelectronics]]+[[http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/2149/l7905c.pdf| Datenblatt]] von [[http://www. 
 +st.com|ST Microelectronics]]
  
 ===== Negative Spannungsregler 79Lxx ===== ===== Negative Spannungsregler 79Lxx =====
-Die [[http://www.ti.com/lit/gpn/lm79l12|79Lxx]] bieten die gleiche Schaltung, wie beim 79xx, im deutlich kleineren TO92, SO8, oder SOT89-Gehäuse. Beim Einsatz muss man die maximale Abwärme von etwa 800 mW beachten. +Die [[https://www.ti.com/lit/gpn/LM79?keyMatch=7905|79Lxx]] bieten die gleiche Schaltung, wie beim 79xx, im deutlich kleineren TO92, SO8, oder SOT89-Gehäuse. Beim Einsatz muss man die maximale Abwärme von etwa 800 mW beachten. 
       ______       ______
   out|1    8|NC    79Lxx   out|1    8|NC    79Lxx
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                     79Lxx, SOT89                     79Lxx, SOT89
-   _/_\_  1 = GND     Ansicht von oben+   _/_\_  1 =  
 +GND     Ansicht von oben
   |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, die problemlos diese höhere Spannung aufbringen kann. Das ist zum Beispiel regelmäßig der Fall, wenn das Gerät mit Batterie versorgt wird. Für diese Anwendungen sind eventuell Spannungsregler besser geeignet, die sich durch eine besonders geringe Dropout-Voltage auszeichnen. Die entsprechende Eigenschaft wird als //Low Dropout Operation// (LDO), bezeichnet. Die Techniken, die dabei zum Einsatz kommen, lassen den Regler in unerwünschte Schwingungen geraten. Beim Einsatz sollte man daher beachten, was die Datenblätter empfehlen, um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten. 
 +
 +Der [[https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/lp2950-d.pdf|LP2950]] ist ein LDO-Regler, mit Modellen speziell für die in der Digitaltechnik häufig vorkommenden Ausgangsspannungen von 5.0 V, 3.3 V und 3.0 V. Ohne nennenswerte Belastung beträgt die Dropout-Spannung nur 30 mV. Bei 100 mA Ausgangsstrom verspricht das Datenblatt maximal 450 mV. 
 ===== Variable  positive Spannung  ===== ===== Variable  positive Spannung  =====
 Mit der variablen Spannungskonstante [[http://www.ti.com/lit/gpn/lm317|LM317]] lassen sich durch passende Beschaltung beliebige Spannungswerte zwischen 1.25 V und 37 V einstellen. Statt einer Verbindung zu Masse hat diese Spannungsregler einen "Adjust"-Eingang, den der Regler um 1.25 V unter der . Mit der variablen Spannungskonstante [[http://www.ti.com/lit/gpn/lm317|LM317]] lassen sich durch passende Beschaltung beliebige Spannungswerte zwischen 1.25 V und 37 V einstellen. Statt einer Verbindung zu Masse hat diese Spannungsregler einen "Adjust"-Eingang, den der Regler um 1.25 V unter der .
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 In <imgref LM317generic> bilden die Widerstände R<sub>1</sub> und R<sub>2</sub> einen Spannungsteiler vom Ausgang nach Masse. An die geteilte Spannung ist der adj-Eingang des LM317 angeschlossen. Der Spannungsregler sorgt nun dafür, dass zwischen seinem Ausgang und dem adj-Anschluss eine Spannung von 1.25 V anliegt. Dadorch stellt sich die folgende Ausgangsspannung U<sub>out</sub> ein: In <imgref LM317generic> bilden die Widerstände R<sub>1</sub> und R<sub>2</sub> einen Spannungsteiler vom Ausgang nach Masse. An die geteilte Spannung ist der adj-Eingang des LM317 angeschlossen. Der Spannungsregler sorgt nun dafür, dass zwischen seinem Ausgang und dem adj-Anschluss eine Spannung von 1.25 V anliegt. Dadorch stellt sich die folgende Ausgangsspannung U<sub>out</sub> ein:
  
-<latex>U_\text{out} \,=\, 1.25V \left( 1 + \frac{R_2}{R_1}\right) + R_2 \,I_{\mathrm{adj}}</latex> +$$ U_\text{out} \,=\, 1.25V \left( 1 + \frac{R_2}{R_1}\right) + R_2 \,I_{\mathrm{adj}} $$
  
 Dabei ist I<sub>adj</sub> ein Strom in Höhe von etwa 50 µA. Dabei ist I<sub>adj</sub> ein Strom in Höhe von etwa 50 µA.
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 ==== LT3045 ==== ==== LT3045 ====
-Der positive Spannungsregler [[https://www.analog.com/en/lt3045/datasheet|LT3045]] zeigt lediglich 0.8 µV Spannungsrauschen im Bereich zwischen 10 Hz und 100 kHz. Das ist weniger als die meisten mit dem Attribut "low noise" beworbenen Operationsverstärker.+Der positive Spannungsregler [[https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/lt3045.pdf|LT3045]] zeigt lediglich 0.8 µV Spannungsrauschen im Bereich zwischen 10 Hz und 100 kHz. Das ist weniger als die meisten mit dem Attribut "low noise" beworbenen Operationsverstärker.
   * Ausgangsspannung: zwischen 0 V und 15 V    * Ausgangsspannung: zwischen 0 V und 15 V 
   * Ausgangsstrom: maximal 500 mA   * Ausgangsstrom: maximal 500 mA
   * Dropout-Spannung: 0.25 V   * Dropout-Spannung: 0.25 V
   * Bauform: MSOP12, DFN12   * Bauform: MSOP12, DFN12
-  Beschaffung: etwa 6 € + MwSt bei Mouser, Digikey oder RS +Nachteile:  
-Nachteile: exotische Bauform, teuer+  exotische Bauform 
 +  * teuer: etwa 6 € + MwSt bei Mouser, Digikey oder RS
  
 ==== LT3094 ==== ==== LT3094 ====
-Der [[https://www.analog.com/en/lt3094/datasheet|LT3094]] ist so etwas wie das negative Gegenstück zum LT3045. Auch bei diesem Regler beschränkt sich das Spannungsrauschen auf wenige µV.+Der [[https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/LT3094.pdf|LT3094]] ist so etwas wie das negative Gegenstück zum LT3045. Auch bei diesem Regler beschränkt sich das Spannungsrauschen auf wenige µV.
   * Ausgangsspannung: zwischen 0 V und -19 V   * Ausgangsspannung: zwischen 0 V und -19 V
   * Ausgangsstrom: maximal 500 mA   * Ausgangsstrom: maximal 500 mA
   * Dropout-Spannung: 0.25 V   * Dropout-Spannung: 0.25 V
   * Bauform: MSOP12, DFN12   * Bauform: MSOP12, DFN12
-  * Beschaffung: etwa 6 € + MwSt bei Mouser oder Digikey +Nachteile 
-Nachteile: exotische Bauform, bei Elektronikhändlern nur in kleiner Stückzahl auf Lager, teuer+  * exotische Bauform 
 +  * teuer – etwa 6 € + MwSt bei Mouser oder Digikey
 ====== Genaue Spannungsreferenzen ====== ====== Genaue Spannungsreferenzen ======
 Für genaue Messungen wird häufig eine besonders genau bekannte Spannung benötigt. Für diesen Zweck gibt es Bauteile mt besonders geringen Temperaturkoeffizienten.   Für genaue Messungen wird häufig eine besonders genau bekannte Spannung benötigt. Für diesen Zweck gibt es Bauteile mt besonders geringen Temperaturkoeffizienten.