Schaltung mit Spannungsregler Berechnung

[Ralf Schmidt (Gast)]

Guten Abend,

ich habe folgendes Problem:

Fach:  Elektrotechnik
Thema: Spannungsregler LM 317

Gegeben:
U0 = 20 V, R1 = 220 Ω, R2 = 2 kΩ, RL = 2 kΩ

Gesucht:
UR2, UR1, Vout, I1, I2

Zur Berechunugn habe ich folgende Formel bekommen. Das Ergebnis hat 
jedoch nicht den Wert den es haben sollte. Ich bitte um Hilfe.

Meine Lösung wäre für  Vout = 20 V, was allerdings nicht sein kann, da 
der Spannungsregler in diesem Fall keinen Spannungsverlust hätte.

Vout = 1,25 V * [1 + R2/R1] + IAdj. * R2

Vielen Dank für Eure Hilfe.

Mit freundlichen Grüßen

Ralf

[MarioT (Gast)]

Was soll U2 messen?

[Flo (Gast)]

Zunächst regelt der LM317 so, dass zwischen Vout und Adj immer 1,25Volt 
sind

--> UR1 = 1,25V

Jetzt schaun wir uns den Strom an, der durch R2 fließen muss:

IR1 = UR1 / 220Ohm = 5,7 mA  (rund)

da aus dem Adj praktisch kein Strom rausfließt (nA) ist

IR1 = IR2

--> UR2 = R2 * IR1 = 5,7V

UR3 = UR1 + UR2 = 6,95 Volt

IR3 = UR3 / R3 =   3,47 mA

klar soweit?

[Flo (Gast)]

Nachtrag:
Außerdem ist das Zeichen für den Mittelanschluss des LM317 eigentlich 
falsch, da der Regler nicht mit Massebezug arbeitet und deswegen auch 
nicht an Masse angeschlossen wird (das Symbol da).

[Ralf Schmidt (Gast)]

Hallo,

also U2 soll IAdj. messen, also den Strom der dem Spannnungsregler als 
Adjusteingang fungiert. Also in dem Fall 0,049 mA.

Der Lastwiderstand RL (in der Schaltung als "R3" gekennzeichnet)

[Ralf Schmidt (Gast)]

Hallo Flo,

ahh jetzt wird das ganze schon viel verständlicher, allerdings gibts da 
noch ein Problem, wenn ich für R2: 4 oder 5 kOHM einsetzte, erhalte ich 
Werte für Vout die größer als 20 V sind. Das kann aber auf grudnder 20 V 
Quellspannung nicht sein.

Was läuft dann schief?

Vielen Dank im Vorraus.

[Flo (Gast)]

Ralf Schmidt schrieb:
> ahh jetzt wird das ganze schon viel verständlicher, allerdings gibts da
> noch ein Problem, wenn ich für R2: 4 oder 5 kOHM einsetzte, erhalte ich
> Werte für Vout die größer als 20 V sind. Das kann aber auf grudnder 20 V
> Quellspannung nicht sein.
>
> Was läuft dann schief?

Da wird der Simulator Mist machen.

4 kOhm bei 5,7 mA (von vorher) sind schon über 20V

Praktisch wird dein Regler soweit aufsteuern, wie er kann, also ist Vout 
= Eingangsspannung - minimale Dropspannung.

Wenns ganz blöd kommt, fängt dein Regler zu schwingen an und ist dann 
sowies unkalkulierbar.

Theorie != Praxis :-)

[Ralf Schmidt (Gast)]

Jawohl dann habe ich es verstanden.
Ich hatte mir schon fast gedacht, dass der dann alles durchlässt minus 
kleine Abschüsse.

Eine letzte Frage habe ich aber noch:

WIe berechnet man den Spannungsabfall am LM317?

[Flo (Gast)]

Spannnungsabfall = Vin - Vout     ;-)

[Ralf Schmidt (Gast)]

Sry, ist mir schon peinlich aber ich bin ET-Newbie, und ich bin mir 
jetzt echt nicht sicher, ob Vin immer = Quellspannung sein muss.
Ist das so?

[Flo (Gast)]

Vin ist in deinem Bild gleich der Quellenspannung ;-)

[Ralf Schmidt (Gast)]

Das heißt aber doch das in unserem Fall am LM317 direkt mal so eben 13 V 
flöten gehen oder?

Vin = 20 V
Vout = 6,931

das ergäbe dann ne differnez von ca. 13 V korrekt?

[Flo (Gast)]

jap.

Und mit dem Strom von 5,7 mA + 3,47mA  (Knotenregel hinterm Regler) 
müssen ungefähr 9,2 mA durch den Regler.

Die Verlustleistung wäre die 13Volt * 9,2 mA = 130mW (gerundet).

[Ralf Schmidt (Gast)]

ok. damit sollte jetzt alles klar sein.
Ich danke dir für deine schnellen und zahlreichen Antworten.
Wenn ich nochmal so eine Aufgabe habe, melde ich mich wieder, ne? :-D

Also dann.
Ich wünsche dir noch einen schönen Abend
Mit freundlichen Grüßen
Ralf Schmidt