Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Konstantstromquelle mit LM317 wird gut warm - alles OK?


von Jens B. (nixiefreak)


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Hallo Leute,

ich betreibe gerade fünf gelbe LEDs (U_f = 1.8V...2.5V) mit I = 25mA an 
24V über eine LM317-Konstantstromquelle mit R = 50R 0.25W.

Die Verlustleistung am LM317 ist dann ja P_diss = (24V + 5 * 1.8V - 
1.25V) * 25mA = ca. 0.35W. Also gut, dachte ich mir, ich verwende einen 
LM317 im TO92-Gehäuse, das kann ja bis zu 600mW.

Der R ist auch unkritisch, weil P_diss_R = 1.25V * 25mA = 30mW.

Der Spannungsabfall über die Quelle ist 12.5V, also besser als oben 
errechnet, und es fließen auch ca. 25mA (Abweichungen im .1mA-Bereich, 
also OK, nachgemessen).

Jetzt wird bei mir im Aufbau der LM317 und vor allem der Widerstand doch 
recht warm (mehr als handwarm, mit der Lippe [dem besten Wärmesensor 
unseres Körpers ;-)] verbrenne ich mich fast) - woran kann es liegen?


Gruß
Jens

von MaWin (Gast)


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> woran kann es liegen?

Fast verbrennen heisst über 50 GradC.

Passt schon.

Der Chip wird 68 GradC heisser als die Umgebungsluft,
also ca. 88 GradC warm. Das PLastikgehäuse dämmt zwar
ein wenig, aber über 60 GradC wird es schon werden.

Der Widerstand mit 30mA ist interessanter, das sollte
man nur wahrnehmen, aber nicht als heiss empfingen,
wobei deine Lippe ab 42 GradC alles als heiss erkennt.

Kontrollier noch mal ob du wirklich 50 Ohm genommen hast,
aber so völlig überraschend ist die Erwärmung nicht.

von Basti (Gast)


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Denk mal oben in der Formel sollte noch nen Minus stehen...

Die Rechnung stimmt, wenn deine LEDs jedenfalls in Reihe sind...
und klar wirds warm... kann man doch ausrechnen wie warm es wird und 
dann muss man sich auch nicht mehr wundern...
Wo gehobelt wird, fallen Späne...

von Jens B. (nixiefreak)


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@ MaWin: Der Widerstand steht aufrecht und nahe am TO92 Gehäuse, er 
heizt sich nur durch Konvektion auf. Wenn ich nicht 50R genommen hätte, 
würden ja auch kaum 25mA fließen (na gut, sind 49.9R, 50R gibts nicht).

@ Basti: Ja klar, da muss ein Minus hin. Sollte natürlich P_diss = (24V 
- 5 * 1.8V - 1.25V) * 25mA = ca. 0.35W heißen. Die LEDs sind natürlich 
alle in Reihe geschaltet.

Gruß
Jens

von ganz kalt (Gast)


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Die TO-92 sind besch***en zu kühlen. Halte die Beinchen kurz und sehe 
für den GND Pin auf der Platine eine Kühlfläche vor. Hat bei mir 
geholfen.

von Jens B. (nixiefreak)


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Was ist bei einer Konstantstromquelle deiner Meinung nach der GND-Pin?

Gruß
Jens

von Jens B. (nixiefreak)


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Habe mal einen Temperaturfühler nahe an einem LM317 angebracht, und der 
zeigt stolze 70° an.

@ MaWin: Woher hast du deine gut passenden Zahlenwerte? Ich würde das 
auch gerne so gut abschätzen können.

Gruß
Jens

von Basti (Gast)


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Steht im Datenblatt...

von Jens B. (nixiefreak)


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Hmm, ich sehe hier nichts im Datenblatt:

http://www.reichelt.de/ICs-LM-LS-/LM-317-TO-92/index.html?ACTION=3&GROUPID=2912&ARTICLE=10457

Nur, dass er bis +125°C noch funktioniert, und da bin ich ja weit von 
weg.

Gruß
Jens

von digitaler fritz (Gast)


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mawin ist 1 international anerkannter HELLseher...stand in der 
Baldzeitung

von ganz kalt (Gast)


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Jens B. schrieb:
> Was ist bei einer Konstantstromquelle deiner Meinung nach der GND-Pin?

Der Pin in der Mitte ist eigentlich der an dem der Chip drangemacht ist. 
Und der führt die Wärme weg. Vielleicht ist es in Ausnahmefällen anders. 
Kannst es ja ausprobieren.

von Jens B. (nixiefreak)


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Ich nutze ein TO-92-Gehäuse, das ist aus Plastik. Und "am Chip dran" 
sind ja eigentlich alle Anschlüsse, oder? Verstehe die Logik nicht so 
ganz dabei ;-)

Gruß
Jens

von MaWin (Gast)


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> Woher hast du deine gut passenden Zahlenwerte?

Im Gegensatz zu anderen Dummquatschern hier
bereite ich mich auf Antworten durch Recherche vor:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317l-n.pdf
Thermal Resistance Z Package 0.4″ Leads

und ein wenig Mathematik.

von Basti (Gast)


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Stimmt, weil das Forum davon lebt, dass man alle Antworten auf nem 
Silbertablett präsentiert..
Lerneffekt null....

@Jens B. ist nicht böse gemeint! 30 Sekunden nen anderes Datenblatt 
googln und man hat die Lösung

von Jens B. (nixiefreak)


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Ich wusste nicht, dass das unter dem Namen thermal resistance läuft, 
danke für den Hinweis.

Gruß
Jens

von Arno H. (arno_h)


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Einen Teil der Verlustleistung kann hier ein Vorwiderstand übernehmen. 
Bis zur Hälfte der "Überspannung" kann ein 0,25 Watt-Widerstand ohne 
Probleme übernehmen. Ca. 5 Volt sollte der LM317 als KSQ auf jeden Fall 
selber verbraten.

Arno

von ganz kalt (Gast)


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Jens B. schrieb:
> Und "am Chip dran"
> sind ja eigentlich alle Anschlüsse, oder?

Dachte "Chip" ist selbsterklärend, das ist das Halbleiterkonstrukt was 
in dem Gehäuse steckt. Das muss ja bei der Herstellung irgendwo 
befestigt werden, in dem Fall auf dem Beinchen in der Mitte. Die anderen 
beiden Beinchen sind nur mit feinen Anschlussdrähtchen auf diesen Chip 
gebondet. Also ist es logisch das dieses eine Beinchen massiv mehr Wärme 
abführt wie die anderen oder das Gehäuse selbt. Leider sind die Beinchen 
sehr lang und dünn und der Wärmetransport kommt ins Stocken. Wenn du 
jetzt den IC sehr dicht über der Platine einlötest und die besagte 
Kupferfäche hast, kommst du auf viel bessere Werte wie im Datenblatt, 
dein Regler bleibt kälter. Mit Zahlen werfe ich jetzt mal nicht um mich. 
Teste es einfach.

von Jens B. (nixiefreak)


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Ach so meinst du das, das war mir nicht so ganz klar. Naja, das Layout 
ist ein handverdrahtetes, daher fällt das mit den Kühlflächen schonmal 
weg. Aber ich denke ich baue den Zusatzwiderstand ein (danke Arno!), der 
dann die Hälfte verheizt, dann muss der arme LM317 die Last nicht 
alleine tragen.

Gruß
Jens

von ganz kalt (Gast)


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Bei freiverdrahteten Schaltungen könnte man z.B. ein kleines Kupferblech 
ca. 15 x 15 mm nehmen, in der Mitte ein Loch reinbohren und es auf den 
Anschlussdraht löten. Hab sowas mal zwischen zwei Leistungsdioden 
gesehen.
Oder du lötest einen richtig dicken Draht an, >1,5mm², der führt auch 
die Wärme weg.

von Jens B. (nixiefreak)


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Klar, ginge auch. Aber der Zusatzwiderstand von 200R macht es doch noch 
deutlich leichter, da wird dann nämlich nichts mehr warm.

Gruß
Jens

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