LM 317 Current-Limited 6-V Charger Circuit Verständnisfrage

[Marcel B. (Gast)]

Hallo zusammen,

ich habe da mal eine Verständnisfrage.

Und zwar geht es um den LM317, denn da habe ich im Datenblatt
ein Beispiel zu einer strombegrenzenden Ladeschaltung gefunden.


Allerdings erschliesst sich mir der Hintergrund nicht so wirklich.

Die Frage die ich mir stelle ist, ob ich mit R3 nicht einen zweifachen 
Spannungsteiler baue. R1 und R2 müssen dann doch auch andere Werte 
haben, oder nicht ?

Gibt es da eine Formel wie ich den Output errechnen kann ?

Würde mich freuen wenn mir jemand diesen Aufbau erklären könnte, denn 
der Text sagt ja nur was passiert. Ich komme irgendwie nicht auf die 
Zusammenhänge.


LG,
Marcel

[Michael B. (laberkopp)]

Marcel B. schrieb:
> Würde mich freuen wenn mir jemand diesen Aufbau erklären könnte

Der ist nun wahrlich nicht schwer.

Der LM317 schickt durch R1 immer einen Strom von 5mA.

Da ADJ quasi keinen Strom leitet (betrachte ihn als OpAmp-Eingang) 
müssen die 5mA auch durch R2, was in Summe 1340 Ohm*5mA = 6.7V ergeibt, 
die dann am Akku anliegen, bevor der LM317 in der Spannung nicht weiter 
hoch geht.

Der Akkuladestrom plus die vernachlässigbaren 5mA fliesst dann durch R3 
aberw enn dort der Spannungsabfall über 0.6V kommt, beginnt der 
Transistor Strom zu leiten, um R2 drumrum, und senkt damit die Spannung 
auf die der LM317 regelt.

Die Schaltung funktioniert übrigens nicht, wenn die Spannung am Akku 
unter 1.2V läge, weil ADJ mindestens so viel Spannung braucht. Der LM317 
kann somit auch die Spannung nicht unter 1.2V senken um den Strom zu 
begrenzen, im Kurzschlussfall an den Akkuklemmen läuft er also bis auf 
die interne Strombegrenzung von 2.5A.

Besser ist es, den LM317 als Konstantstromquelle zu verwenden, und die 
Spannungsregelung extern mit einem TL431 zu machen. Hier regelt der 
LM317 so hoch bis 1.2V am 1.2 Ohm Widerstand anliegen, also auf 1A wenn 
er kann, und wenn der TL431 mehr als 2.5V sieht, wird er leitend und 
reduziert ADJ so bis runter auf 1.8V. Ausserdem gibt es den TL431 auch 
als genaueren TL431B der nicht warm wird wie der LM317.

            +-----+        1N5059 (2A Silizium-Diode)
13-20V --+--|LM317|--1R2--+-|>|-+------+
         |  +-----+   2W  |     |      |
         |     |          |     |      |
         |     +----+-1k--+    44k     | 
         |     |    |           |      | +
        47u    |    |           |    Akku
         |     |    |           |      | -  
         |    4u7 TL431---------+      |
         |     |    |           |      |
         |     |    |          24k     |   
         |     |    |           |      |   
 Masse --+-----+----+-----------+------+

Die Schaltung entlädt bei Stromausfall den Akku auch nur mit 1/50 des 
Stroms von deiner Schaltung, 100uA statt 5mA, und die 100uA dürften 
unterhalb der Selbstentladung liegen. Ausserdem wird in der Schaltung 
nichts zerstört, wenn der Akku verpolt angeschlossen wird oder die 
Eingangsspannung kurzgeschlossen wäre und man einen Akku anklemmt (und 
der Akku 12V hätte, bei 6.9V geht auch deine noch nicht kaputt).

Noch besser wäre es, einen Widerstand des Spannungsteilers als NTC oder 
Pt1000 auszulegen um eine Temperaturkompensation für den Bleiakku laut 
Datenblatt zu machen.

[Marcel B. (Gast)]

Erstmal vielen Danke für die ausführliche Erklärung!

Das habe ich soweit verstanden.

Aber was genau passiert wenn der Transistor leitet ?
Dann zieht er ADJ ja auf ungefähr 0V oder liege ich da falsch ?
Das heisst der LM würde 1,25V regeln und der Akku aber 6V haben
und sich über R1 + R2 entladen ?

[Michael B. (laberkopp)]

Marcel B. schrieb:
> Aber was genau passiert wenn der Transistor leitet ?
> Dann zieht er ADJ ja auf ungefähr 0V oder liege ich da falsch ?

Na ja, er wird ADJ nicht weiter runterziehen, als dass 0.6V an R3 
abfallen (also vielleicht 600mA Strom durch den Akku fliesst)

Würde er ADJ auf 0V runterziehen, würde der LM317 ja nur 1.2V liefern, 
würde ja kein Ladestrom mehr fliessen, also kein Spannungabfall an R3 
entstehen, also der Transistor nicht leiten können, also ADJ nicht 
runtergezogen werden können.

Ausser - wie schon geschrieben - wenn statt Akku ein Kurzschluss 
vorliegt.

[Marcel B. (Gast)]

Und nochmal danke. :)
Da hatte ich dann wohl einen Denkfehler drin.

Dann kann ich also R1 und R2 wie gewohnt dimensionieren und R3 so 
dimensionieren dass ich der gewünschte Ladestrom nciht überschritten 
wird ?

[Michael B. (laberkopp)]

Ja.

[Marcel B. (Gast)]

Ich danke vielmals!

[Harald W. (wilhelms)]

Michael B. schrieb:

> Besser ist es, den LM317 als Konstantstromquelle zu verwenden, und die
> Spannungsregelung extern mit einem TL431 zu machen.

Dann kann man aber auch gleich einen L200 nehmen, der Spannung
und Strom unabhängig voneinander regeln kann. Oder, für 12V-
akkus den LM137.