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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Dimensionierung Neg. Spannungsregler


Autor: remo (Gast)
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Die Frage: Wie muß ich den Widerstand R1 (siehe Anhang) dimensionieren?

Möchte in meinem Design einen positiv Spannungsregler zur Regelung
einer negativen Versorgungsspannung einsetzten. (Was soll der Quatsch,
nimm einen negativen....geht nicht, zumindest nicht so einfach, weil in
dem Spannungsregler auch noch gleich der uC Reset Controller drin ist,
es keine weitere positive Versorungsspannung in der Schaltung gibt und
das Umfeld einen Massebezug am Pluspol erforderlich macht.)

Also hab nach einer möglichen Schaltung gesucht und bin im Datenblatt
des guten alten LM723 fündig geworden. Komisch, bei den neueren Reglern
war kein solches Besipiel aufzutreiben.

Hab zur besseren Erklärung den NPN Längstransistor, der im verwendeten
Regler drinsitzt mit eingezeichnet. Der Basisstrom des externen
Transistors Q1 kann demnach nicht durch den Regler fließen. Die
Regelung kann also nur durch die Summe der Ströme (Reglerstrom +
Basisstrom von Q1)durch den Widerstand R1 funktionieren.
Wers genauer wissen will, als Regler kommt ein CS8101 zum Einsatz, als
Transistor will ich einen BC807 einsetzen, sollte vom geringen
Stromverbrauch (im Mittel <10mA, Peak <100mA) hinhauen , falls die
Wärmemenge zu groß ist muß ich einen dickeren verwenden.
Eingangsspannung ist ca. 16V, Ausgangsspannung ist 5V.

Danke für die Hilfestellung
Remo

Autor: Arno H. (Gast)
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Der CS8101 (von ON) ist ein LDO, hat also einen PNP als Endstufe.
Eingangsspannung nach Datenblatt: UAus +400mV. Da UAus auf 5V
eingestellt ist, macht der Regler voll auf, als Lastwiderstand fungiert
der Basisvorwiderstand und die Ausgangsspannung pendelt sich auf ca 0,8
bis 1,2V ein. Damit nimmst Du ihm aber das "GND-Potenzial" weg und
ein wunderbarer Oszillator ist entstanden.
Nimm einen invertierenden OP mit Betriebsspannung +5/-16V und einen
Transistor zur Stromverstärkung oder gleich einen OPV, der 100mA
verträgt.
Arno

Autor: remo (Gast)
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@Arno: Sorry, hast natürlich Recht, ich hab die beiden Transistoren
verwechselt.
Hab das Bild nun entsprechend korrigiert.

Nun versuchs ich mal slebst:
----------------------------
Zwischen Kollektor des Q1 und Basis liegen 5 Volt, das regelt ja der
Spannungsregler so.
Damit leigen über dem Widerstand R1 so unbgefähr 16-5=11 Volt.
Wenn man nun bei Q1 = BC817-40 von einem Hfe >= 200 ausgeht und der
Peaklaststrom <100mA ist, dann beträgt der max. Basisistrom 0,5mA.
Wenn man nun noch einen minimalen Reglerlaststrom der ja auch durch R1
fließt von ebenfalls 0,5mA ausgeht, dann würden durch R1 1mA fließen.
Bei bei 11Volt entspricht das 11kOhm.
Wenn weniger Laststrom fließt, dann müßte mehr des Stromes durch R1
durch den Regler abfließen, aber dazu ists ja ein regler. Und wenn sich
die Höhe der Eingangsspannung ändert, dann müßte der Regler auch den
Strom durch R1 entsprechend ausregeln.

Geht das nun so? Oder ist da wieder ein Denk-/Rechenfehler drin?
Werds wohl einfach mal ausprobieren...
Thx
Remo

Autor: Arno H. (Gast)
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Leider hast Du jetzt Q1 die letzte Überlebenschance genommen. 11V über
denm Widerstand würden nämlich auch 11V Flussspannung der
Basis-Emitterdiode bedeuten.
Der Regler versucht zwischen Ausgang und seinem Masseanschluss 5V zu
erreichen. Er benötigt aber einen gewissen Spannungsabfall zum Regeln.
Das heisst, die Spannung zwischen Eingang und Masse muss grösser als 5V
sein. Der Regler wird also versuchen, mit dem Ausgang möglichst nahe an
die positive Versorgung heranzukommen (+5V über Masseanschluss)und voll
durchschalten. Über dem Widerstand und der Basis-Emitterstrecke liegen
also fast 16V = Exitus Q1!
Der Regler kommt nicht ins Gleichgewicht.
Arno

Autor: remo (Gast)
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QArno: Mann, du hast natürlich schon wieder Recht. 11 oder auch 16Volt
über der Basis das kann ja nicht gutgehen.
Hab nun mal den Ausschnitt mit dem Negativ Regler und dem
Innen-Prinzipschaltbild aus dem LM723 Datenblatt drangehängt.
Hab noch nicht verstanden, warum es da klappt.
Für diesen Zweck, muß es doch egal sein ob da nun ein PNP-Kollektor
oder ein NPN-Emitter intern den Ausgang des Reglers speist.
???? Wo ist der Denkfehler ? Es muß doch möglicg sein das
Schaltungsbeispiel vom LM723 auf den CS8101 (=voll kompatibel zum
LP2951) zu übertragen.
Grummel,...ist es am Ende die Z-Diode im LM723 die das Zauberspiel
ermöglicht?

ciao
remo

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