Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM317 Spannungsstabilisierung


von michi94 (Gast)


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Hallo,

ich möchte mit einem LM317 meine Ausgangsspannung stabilisieren.

Dafür verwende ich einen Spannungsteiler, und ein Pin des LM317 wird mit 
diesem verbunden.

Nun stellts sich mir die Frage welche größe die Widerstände haben 
sollten.

Nur ein Bespiel:

Damit eine Drittel der Spannung an R2 abfällt kann ich die Widerstände 
so wählen:
R1= 5 Ohm

R2= 15 Ohm


oder so ;

R1= 5KOhm

R20 15kOhm



Hat das einen Einfluss auf die Ausgangsspannung am LM317 ob ich nun die 
Widerstände hochohmig oder niedriohmig verwende???



Danke

: Verschoben durch Moderator
von Dietrich L. (dietrichl)


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michi94 schrieb:
> Hat das einen Einfluss auf die Ausgangsspannung am LM317 ob ich nun die
> Widerstände hochohmig oder niedriohmig verwende???

Ja.
Schau mal ins Datenblatt: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf
Auf Seite 2 wird für R1 240 Ohm vorgeschlagen.

Der Strom am "Adj"-Eingang hat Einfluss auf die Genauigkeit der 
Spannung. Der Wert ist mit typ. 50µA und max. 100µA spezifiziert.

Je niederohmiger die Widerstände ums besser ist die Genauigkeit der 
Spannung, aber umso großer ist der Ruhestrom. Hier ist ein Komproniss zu 
finden.

Gruß Dietrich

von Arduinoquäler (Gast)


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michi94 schrieb:
> ich möchte mit einem LM317 meine Ausgangsspannung stabilisieren.

... und die empfohlenen Elkos am Ein- und Ausgang nicht vergessen!

von Hp M. (nachtmix)


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michi94 schrieb:
> Hat das einen Einfluss auf die Ausgangsspannung am LM317 ob ich nun die
> Widerstände hochohmig oder niedriohmig verwende???

Solange sich die Widerstandswerte sich in vernunftigen Rahmen bewegen 
nicht, aber 5 Ohm sind i.d.R. kein vernünftiger Rahmen mehr, weil damit 
manche Typen des 317 schon an ihre Belastungsgrenzen kommen.

Die wesentliche Funktion des 317 ist es ja die Spannung zwischen Out und 
ADJ auf 1,2V zu stabilisieren.
Dazu benötigt der LM317 eine gewisse Mindestbelastung, etwa 3..6mA, und 
wenn diese nicht durch die zu versorgende Schaltung gewährleistet ist, 
dann wählt man den Widerstand zwischen Out und Adj meist so, dass dort 
etwa 5mA fliessen. 5mA bei 1,2V ergibt die oft dort anzutreffenden 240 
Ohm.
Wenn diese Mindestlast aber durch die zu versorgende Schaltung 
sichergestellt ist, kann man den Widerstand auch höher wählen.

Der Spannungsteiler sollte andererseits nicht so hochohmig sein, dass 
das Teilerverhältnis durch den Strom des ADJ-Pins, etwa 50µA, 
nennenswert verändert wird.

von Ottmar K. (wil1)


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@michi94

Für R1 =240Ohm bleibtst Du am Besten  bei der Empfehlung aus dem 
Datenblatt (siehe dazu auch die oben stehenden Hinweise). Dieser Wert 
ist zwar außerhalb der Normreihe, kann aber leicht mit 2x120Ohm in Reihe 
erreicht werden.

Im Datenblatt steht die Formel zur Berechnung der Ausgangangsspannung:
Vout = 1,25V+ (1+R2/R1) + Iadj(R2)

Durch Umstellen der Formel lässt sich die Ausgangsspannung berechnen.
Soll z.B. Vout = 5V sein, rechnest Du so:

R2 = 240Ohm * (5V / 1,25V - 1)
R2 = 240Ohm * (4 - 1)
R2 = 240Ohm * 3 = 720 Ohm (720Ohm = Normwerte 330Ohm+390Ohm in Reihe)
Iadj durch R2 = (5V - 1,25V) / 720Ohm = 0,00352

Somit wäre Deine Ausgangssspannung gemäß der Formel im Datenblatt
5,000V + 0,0052 = 5,0052V.

mfG Ottmar

von Teo D. (teoderix)


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Arduinoquäler schrieb:
> ... und die empfohlenen Elkos am Ein- und Ausgang nicht vergessen!

Ist ja gut das auf sowas immer wieder hingewiesen wird.

ABER beim LM317 werden sie NICHT zur Stabilisierung des Reglers 
benötigt!
Ein Ausgangs Elko (1µF) KANN zum abfangen eventueller Transienten 
verbaut werden. Ist dies der Fall, MUSS ein 0,1µF am Eingang vorgesehen 
werden!

Dabla lesen, jeder Regler hat seine EIGENHEITEN. Schema F ist da nicht 
zu empfehlen.

von HildeK (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> Auf Seite 2 wird für R1 240 Ohm vorgeschlagen.

Es gibt auch Vorschläge mit 120Ω. Niedriger als 240Ω darf der Widerstand 
sein, bei höheren Werten sind die Schwankungen im Adj-Strom störend, es 
gibt sicher auch noch weitere negative Einflüsse.

Ottmar K. schrieb:
> Dieser Wert
> ist zwar außerhalb der Normreihe, kann aber leicht mit 2x120Ohm in Reihe
> erreicht werden.

Man nehme dann eben 220Ω oder 180Ω, was halt so zur Hand ist.
Wenn man zu tief geht, verbrät man nur unnötig Leistung ohne einen 
weiteren Vorteil zu erzielen.

von 6a66 (Gast)


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Ottmar K. schrieb:
> Dieser Wert
> ist zwar außerhalb der Normreihe

Häääh?

240R ist Normreihe E24. Zum Eisntellen eines Spannungsrgelers nimmt man 
auf keinen Fall 5& oder 10%, also keine E12 Reihe, sondern 1%-er. 
Alternativ 237R aus der E96 Reihe.

rgds

von Teo D. (teoderix)


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6a66 schrieb:
> Zum Eisntellen eines Spannungsrgelers nimmt man
> auf keinen Fall 5& oder 10%

Las Dich nich kirre machen.
5% reicht für die allermeisten Fälle aus (über den du dich leider 
ausschweigst). Falls Du Pech haben solltest, die Spannung um 10% 
abweicht und das nicht akzeptabel ist, nicht die Widerstände tauschen. 
Die stammen höchst wahrscheinlich aus der selben Produktionsreihe! 
Lieber noch'n kleinen dazu dröseln.
Natürlich ist es angenehm eine Sortiment 1%ge zu haben. Für wenig 
Bastler aber viel totes Kapital das da rumliegt (THT kostet und man 
hat meist nur 10Stück pro Wert).
Falls Du zum Bastler mutierst.
SMD 0805/0603 lassen sich gut auf Lochraster verbauen. So'n Sortiment 
kostet weniger als THT und Du hast (meist) 100Stück pro Wert.

von 6a66 (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Lieber noch'n kleinen dazu dröseln.
> Natürlich ist es angenehm eine Sortiment 1%ge zu haben.

Na ja, ein 1%er bedrahtet kostet etwa 5...10Cent (Reichelt). Für die 
Unmenge von 1 Schaltung wird das wohl zu verkraften sein.
BTW: Wie stark schwankt denn die Ausgangsspannung von 5V wenn sowohl der 
eine Widerstand als auch der andere Widerstand um je 5% abweichen. So 
roundabout maximal 10%. Das sind bei 5V irgendwo zwischen 4,5V und 5,5V.
Und dann ncoh Drift über Temperatur, Alter, ...

Für einen Bastler mag das ja schön sein dass er da nochmal nachlötet. 
Aber wenn ich ein Netzteil dimensioniere dann will ich da möglichst 
wenig nachfrickeln wollen, deswegen wird das von Anfang an richtig 
eingestellt - eben mit 1%ern. Im 0805 kosten die auch nicht signifikant 
mehr (0,007EUR vs. 0,005EUR @ 5k, beide 9,1Cent bei 1pc).

rgds

von Teo D. (teoderix)


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6a66 schrieb:
> Na ja, ein 1%er bedrahtet kostet etwa 5...10Cent (Reichelt). Für die
> Unmenge von 1 Schaltung wird das wohl zu verkraften sein.

Da reche aber bitte noch die Versandkosten mit ein.

6a66 schrieb:
> BTW: Wie stark schwankt denn die Ausgangsspannung von 5V wenn
> ...

Du wiederholst mich!

6a66 schrieb:
> Für einen Bastler mag das ja schön sein dass er da nochmal nachlötet.

Ich denke nicht das der TO ein Profi ist :)

6a66 schrieb:
> Aber wenn ich...

Merkt ER was?

Auch wenn wir nicht über die Anforderungen, an die Spannungsquelle, des 
TOs wissen. Denke ICH, ein akzeptables Ergebnis, bei vernünftigem 
Aufwand ist das was er will?! Wer will das nicht :)

Vielleicht braucht ER einen Transporter für Schweinemist, da schwatz ich 
Ihm doch keinen Porsche auf ;)

Aber gut. Er hat jetzt genug Infos, um zu entscheiden ob er sein Bastler 
Equipment um ein Sortiemen/Einzelstücke 1%ge aufstöcken möchte :)

von Axel S. (a-za-z0-9)


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HildeK schrieb:
> Dietrich L. schrieb:
>> Auf Seite 2 wird für R1 240 Ohm vorgeschlagen.
>
> Es gibt auch Vorschläge mit 120Ω. Niedriger als 240Ω darf der Widerstand
> sein, bei höheren Werten sind die Schwankungen im Adj-Strom störend

Das ist so formuliert nicht richtig. Es ist zwar richtig, daß mit 
sinkenden Widerstandswerten für den Spannungsteiler der Einfluß des 
Adj-Stroms ebenfalls geringer wird, es gibt aber keinen magischen Wert 
für R1, bei dem dieser Einfluß ein für allemal gering genug werden 
würde. Es hängt immer von der Anwendung ab, wie groß die tolerierbaren 
Schwankungen der Ausgangsspannung sind.

Der Grund für die Wahl von 240R (oder 220R) wurde schon genannt: dann 
ergibt sich durch den Spannungsteiler ein Strom von ca. 5mA und das 
sogar unabhängig von der gewählten Ausgangsspannung. Und diese 5mA sind 
garantiert genug, um den Mindeststrom durch den Regler bereitzustellen.

Wenn die Anwendungsschaltung selber schon einen Mindeststrom garantiert 
und außerdem Schwankungen der Spannung durch den variablen Anteil von 
I_adj toleriert, dann spricht auch gar nichts dagegen, R1=1K zu wählen. 
Oder noch größer.

Die Änderung von I_adj über Laststrom und Dropspannung liegt bei maximal 
5µA. Mit R1=1K und R2=4K (für 5V Ausgangsspannung) ergeben sich dann 
maximal 4mV Abweichung durch den variablen I_adj.
Der Temperaturkoeffizient der Referenzspannung im LM317 ergibt ähnliche 
Schwankungen: mit typisch 40ppm/K hätte man bei 5V Ausgangsspannung 
einen Tempco von 0.2mV/K. 20K Temperaturänderung ergeben dann auch 4mV 
Fehler.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Teo D. schrieb:

> 5% reicht für die allermeisten Fälle aus

...zumal ja auch der LM317 selbst Toleranzen hat. Wenns (etwas)
genauer werden soll, Spannung ausmessen, und Spannung durch
Parallelschaltung von Widerständen am Spannugsteiler korrigieren.

von Gerhard (Gast)


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Beitrag "Re: LM317 Spannungsstabilisierung"
> Mit R1=1K und R2=4K (für 5V Ausgangsspannung)
Besser R2=3k (für 5V Ausgangsspannung)

von 6a66 (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Da reche aber bitte noch die Versandkosten mit ein.

Nein, Versandkosten fallen für die gesamte Bestellung an. Wenn Du 
natürlch die Bauteile einzeln bestellst :) ...

Teo D. schrieb:
> ein akzeptables Ergebnis, bei vernünftigem
> Aufwand ist das was er will?! Wer will das nicht :)

Eben, ich auch. Deswegen gleich ausreichend genau. Für den einen sind 
das eben auch mal +/-10%, für mich eben 1%. Wenn der TO gerne mit 10% 
lebt ...

Teo D. schrieb:
> Vielleicht braucht ER einen Transporter für Schweinemist, da schwatz ich
> Ihm doch keinen Porsche auf ;)

Nie und nimmer. Doch wenn der geplante Schweinemisttransporter nach 
einer gewissen Zeit nicht mehr geht und immer wieder mal ausfällt weil 
die Spannung eben an der Toleranzgrenze liegt ärgert er sich eben auch 
wenn er den Grund nach langem Suchen findet - Risikominimierung. Und der 
Vergleich mit einem Porsche hinkt weil die 0,0xxx Cent für die zwei 
Widerstände das Projekt nicht verteuern.

Abeer lassen wir den TO doch entscheiden :)

rgds

von HildeK (Gast)


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6a66 schrieb:
> Aber wenn ich ein Netzteil dimensioniere dann will ich da möglichst
> wenig nachfrickeln wollen, deswegen wird das von Anfang an richtig
> eingestellt - eben mit 1%ern.

Mit dem Ansatz wären dann 0.1%er die richtige Wahl.
Die Toleranzangabe bei Widerständen ist die Auslieferungstoleranz. Da 
hat der Widerstand noch nicht mal eine Lötung auf der Platine erfahren 
und seine Temperatur ist auch nur Raumtemperatur.
Wenn du mal die Specs von Widerständen genau anschaust, dann wirst du 
finden, dass ein 1%er über alles durchaus 3% Toleranz oder mehr haben 
kann - vor allem, wenn auch noch ein erweiterter Temperaturbereich 
notwendig ist. Für den Regler benötigst du zwei, das wären, je nach 
Teilerverhältnis, rund 5%. Hinzu kommt noch die Toleranz der im Regler 
verbauten Referenzspannung, nochmals 1..2%.
Damit bist du für die meisten ICs schon außerhalb der Spezifikation über 
Lifetime.

von Harald W. (wilhelms)


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6a66 schrieb:

> Aber wenn ich ein Netzteil dimensioniere dann will ich da möglichst
> wenig nachfrickeln wollen, deswegen wird das von Anfang an richtig
> eingestellt - eben mit 1%ern.

...und wie berücksichtigst Du da die Toleranz des LM317?

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