Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM317 wozu dient die Referenzspannung?


von Daniel S. (daniel_s618) Flattr this


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Hallo,

gerade stelle ich mir die Frage, mit was der Komperator im LM317 die 
Spannung vergleicht..
Na klar, mit der 1,25 Z-diode..
aber laut Blockschaltbild liegt ADJ in reihe zur dieser Z-diode.
Also ändere ich doch laut diesem Plan meine Referenzspannung, wenn ich 
eine Spannung ADJ, zuführe..

Quelle: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf?ts=1653372524850

Dann stellt sich mir die Frage: womit vergleicht der die denn sonst.

Direkt Sinn gemacht hätte es für mich, wenn der + Eingang 1,25V hätte 
und Adjust am - Eingang liegt.
Aber so.. ich weis nicht ganz

Vielleicht habe ich auch gerade einfach einen Hänger :D

Edit: ja, das habe ich auch. Ich habe die Frage fix umformuliert.

: Verschoben durch Moderator
von Wackzinator (Gast)


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Wie sollte der Kollege REGELN können, wenn er keine Sollspannung 
(d.h.Referenz) hat, die er mit der Istspannung vergleichen kann?

von Forist (Gast)


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Daniel S. schrieb:
> gerade stelle ich mir die Frage, wozu es im LM317 eine Referenznspannung
> gibt..

Referenzspannung hört sich jetzt nicht gerade nach Mikrocontrollern oder 
sonstiger digitaler Elektronik an.

Was genau meinst du, speziell mit "diese Schaltung"?

von MaWin (Gast)


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Daniel S. schrieb:
> Grundsätzlich funktioniert diese Schaltung nämlich auch ohne

Ehm, nein. Nicht wirklich.

von Daniel S. (daniel_s618) Flattr this


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Wackzinator schrieb:
> Wie sollte der Kollege REGELN können, wenn er keine Sollspannung
> (d.h.Referenz) hat, die er mit der Istspannung vergleichen kann?

Ja eben mit der Spannung, die ihm zugeführt wird, z.B. durch einen 
Spannungsteiler.

von EAF (Gast)


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Daniel S. schrieb:
> Vielleicht habe ich auch gerade einfach einen Hänger :D

Ja, glaube ich auch....


Wenn Regelung, dann meistens/immer auch Istwert und Sollwert.
Wie soll eine Regelung ohne Sollwert funktionieren?

von EAF (Gast)


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Daniel S. schrieb:
> Ja eben mit der Spannung, die ihm zugeführt wird, z.B. durch einen
> Spannungsteiler.

Schwankungen am Eingang soll ihm doch ausregeln.
Und nicht zum Ausgang transportieren.

von Daniel S. (daniel_s618) Flattr this


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EAF schrieb:
> Daniel S. schrieb:
>> Vielleicht habe ich auch gerade einfach einen Hänger :D
>
> Ja, glaube ich auch....
>
>
> Wenn Regelung, dann meistens/immer auch Istwert und Sollwert.
> Wie soll eine Regelung ohne Sollwert funktionieren?

Frag ich mich auch.
Denn laut Blockschaltbild ändere ich ja mein Sollwert, durch anlegen 
einer Spannung an ADJ...

Sinn hätte es für mich gemacht, wenn an + Eingang 1,25V Herrschen und am 
- Eingang der ADJ sitzt
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf?ts=1653372524850

von Andre G. (andgst01)


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Der LM317 tut was er kann damit zwischen dem Ausgang und dem ADJ 
Anschluss eine Spannung von 1,25V ist.

von Falk B. (falk)


Angehängte Dateien:

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Daniel S. schrieb:
> gerade stelle ich mir die Frage, mit was der Komperator im LM317 die
> Spannung vergleicht..

Dort drin gibt es keinen Komparator, bestenfalls einen 
Operationsverstärker.

> Na klar, mit der 1,25 Z-diode..

Vereinfacht formuliert. Es ist eine Bandgap Referenz, die ist genauer.

> aber laut Blockschaltbild liegt ADJ in reihe zur dieser Z-diode.
> Also ändere ich doch laut diesem Plan meine Referenzspannung, wenn ich
> eine Spannung ADJ, zuführe..

Nö. Der IC mißt die Spannung zwischen Out und ADJ und regelt out so 
lange, bis dort 1,25V anliegen.

> Direkt Sinn gemacht hätte es für mich, wenn der + Eingang 1,25V hätte
> und Adjust am - Eingang liegt.
> Aber so.. ich weis nicht ganz
>
> Vielleicht habe ich auch gerade einfach einen Hänger :D

Der LM317 ist trickreich. Er hat keinen Masseanschluß! Sein 
Betriebsstrom geht über den OUT Ausgang über die Last zur Masse! Clever! 
Sein Meßteiler zum Einstellen der Ausgangsspannung steht "auf dem Kopf", 
sprich, der meist kleinere Teil liegt zwischen OUT und ADJ, der größere 
zwischen ADJ und Masse.

Im Anhang das BLOCKSCHALTBILD, das ist stark vereinfacht. Denn die echte 
Innenschaltung versteht man nur mit SEHR viel Aufwand!


>
> Edit: ja, das habe ich auch. Ich habe die Frage fix umformuliert.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Andre G. schrieb:
> Der LM317 tut was er kann damit zwischen dem Ausgang und dem ADJ
> Anschluss eine Spannung von 1,25V ist.

Genau.

Datenblatt:
"The device OUTPUT pin will source current necessary to make OUTPUT pin 
1.25 V greater than ADJUST terminal to provide output regulation."


Der LM regelt die Ausgangsspannung so, dass die Spannung am Ausgangspin 
1.25V höher gegenüber dem ADJ-Pin ist.

Das erklärt auch die Formel für die Ausgangsspannung:

VOUT = 1.25 * (1+(R2/R1))

Über R1 (oberer Spannungsteiler) fallen immer 1.25V ab, weil der LM 
seinen Ausgang so regelt, dass das der Fall ist. Dementsprechend muss 
der untere Widerstand so gewählt werden, dass an ihm Ausgangsspannung - 
1.25V abfallen.

Beispiel für 12.5V Ausgangsspannung:
Oberer R: 1000 Ohm, 1.25V.
Am unteren Widerstand müssen 12.5V-1.25V = 11.25V abfallen.

Damit muss der Untere Widerstand 1.25/11.25 = 9x so groß sein.

9x 1000 = 9000 Ohm.

Also erreiche ich 12.5V am Ausgang bei einem Spannungsteiler von 
1000/9000.

Das lustige: Ohne Spannungsteiler hat man einen Festspannungsregler mit 
1.25V.
Und sogar ein 7805 kann eingestellt werden, rechnet man in der Formel 
einfach mit 5V. Denn das ist seine Referenzspannung.

: Bearbeitet durch User
von Daniel S. (daniel_s618) Flattr this


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Sebastian R. schrieb:
> Andre G. schrieb:
>> Der LM317 tut was er kann damit zwischen dem Ausgang und dem ADJ
>> Anschluss eine Spannung von 1,25V ist.
>
> Genau.
>
> Datenblatt:
> "The device OUTPUT pin will source current necessary to make OUTPUT pin
> 1.25 V greater than ADJUST terminal to provide output regulation."
>
>
> Der LM regelt die Ausgangsspannung so, dass die Spannung am Ausgangspin
> 1.25V höher gegenüber dem ADJ-Pin ist.
>
> Das erklärt auch die Formel für die Ausgangsspannung:
>
> VOUT = 1.25 * (1+(R2/R1))
>
> Über R1 (oberer Spannungsteiler) fallen immer 1.25V ab, weil der LM
> seinen Ausgang so regelt, dass das der Fall ist. Dementsprechend muss
> der untere Widerstand so gewählt werden, dass an ihm Ausgangsspannung -
> 1.25V abfallen.
>
> Beispiel für 12.5V Ausgangsspannung:
> Oberer R: 1000 Ohm, 1.25V.
> Am unteren Widerstand müssen 12.5V-1.25V = 11.25V abfallen.
>
> Damit muss der Untere Widerstand 1.25/11.25 = 9x so groß sein.
>
> 9x 1000 = 9000 Ohm.
>
> Also erreiche ich 12.5V am Ausgang bei einem Spannungsteiler von
> 1000/9000.
>
> Das lustige: Ohne Spannungsteiler hat man einen Festspannungsregler mit
> 1.25V.
> Und sogar ein 7805 kann eingestellt werden, rechnet man in der Formel
> einfach mit 5V. Denn das ist seine Referenzspannung.

Danke, die Formeln und co kennen ich bereits auswendig ^^

> Der LM regelt die Ausgangsspannung so, dass die Spannung am Ausgangspin
> 1.25V höher gegenüber dem ADJ-Pin ist.

Damit hast du mir die Augen geöffnet...
Na klar, der vergleicht die Ausgangsspannung, welche mit dem - Verbunden 
ist. durch die 1,25 Zehner Diode, bzw. Bandgap, ist die Spannung am - 
immer 1,25 niedriger als am Ausgang...
Fällt nun die ADJ auf 0V ab, so stellt sich mit der Stromquelle (könnte 
ebenso ein Widerstand sein) eine Stabilisierte Spannung von 1,25V am + 
Eingang ein...

So nun habe ich das zwar hinbekommen..
Nur erklärt sich mir nicht der Sinn der Z-diode in diesem Zusammenhang..

denn wäre diese nicht vorhanden, dann würde + einfach auf 0 abfallen und 
somit auch der Ausgang.
bzw. gibt es ja auch Schaltungen, die diese "Außer Gefecht" setzen, 
indem sie mithilfe einer Negativen Spannung am ADJ, die Spannung gegen 
0V ziehen.

von Falk B. (falk)


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Daniel S. schrieb:
> So nun habe ich das zwar hinbekommen..
> Nur erklärt sich mir nicht der Sinn der Z-diode in diesem Zusammenhang..

Das ist die Referenzspannung, der Sollwert des Reglers.

> denn wäre diese nicht vorhanden, dann würde + einfach auf 0 abfallen und
> somit auch der Ausgang.
> bzw. gibt es ja auch Schaltungen, die diese "Außer Gefecht" setzen,

Nö, die kannst du gar nicht außer Gefecht setzen, denn die steck im IC, 
dort kommst du gar nicht ran.

> indem sie mithilfe einer Negativen Spannung am ADJ, die Spannung gegen
> 0V ziehen.

Das ist aber was anderes. Damit wird nur der untere Widerstand des 
Spannungsteilers kurzgeschlossen bzw. vermindert und die 
Ausgangsspannung sinkt bis auf 1,25V ab. Der LM317 "sieht" daon 
praktisch nix. Naja, an sich schon, aber es juckt ihn nicht. Er macht 
weiter seinen Job und regelt die Spannung zwischen OUT und ADJ.

von Jens G. (jensig)


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Daniel S. schrieb:
> Na klar, der vergleicht die Ausgangsspannung, welche mit dem - Verbunden
> ist. durch die 1,25 Zehner Diode, bzw. Bandgap, ist die Spannung am -
> immer 1,25 niedriger als am Ausgang...

Häää? Die Spannung am -(Eingang des OPV) ist mit dem Ausgang de LM317 
verbunden - die kann also nie niedriger oder höher sein.

> Fällt nun die ADJ auf 0V ab, so stellt sich mit der Stromquelle (könnte
> ebenso ein Widerstand sein) eine Stabilisierte Spannung von 1,25V am +
> Eingang ein ...

Zwingst Du den ADJ auf 0V, dann stellen sich am Ausgang, und damit auch 
am -Eingang 1,25V ein, was ja dann genau dem +Eingang entspricht.
Aber üblicherweise zwingt man den ADJ ja nicht auf 0V, sondern verbindet 
den mit einem Spannungsteiler Out-ADJ-Masse. Dann regelt der LM die 
Spannung soweit hoch, daß Out (=-Eingang) dem +Eingang entspricht, was 
nur dann der Fall ist, wenn der Spannungsteilermittelpunkt (=ADJ) genau 
1,25V darunter liegt.

> So nun habe ich das zwar hinbekommen..
> Nur erklärt sich mir nicht der Sinn der Z-diode in diesem Zusammenhang..

Dann hast Du es doch nicht verstanden.

von Erich (Gast)


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Von Anfang an
unverstanden ist auch,
diese LM317 Fragen
unbedingt
im Unterform
"Mikrocontroller und Digitale Elektronik"
zu stellen.

Wie soll Bob Pease die Frage hier finden und beantworten?

Gruss

von Harald W. (wilhelms)


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Erich schrieb:

> Wie soll Bob Pease die Frage hier finden und beantworten?

Hmm, gibts im Himmel denn überhaupt Internet?
(RIP2011)

von H. H. (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Erich schrieb:
>
>> Wie soll Bob Pease die Frage hier finden und beantworten?
>
> Hmm, gibts im Himmel denn überhaupt Internet?
> (RIP2011)

Der LM317 stammt nicht von Bob Pease, sondern von Bob Dobkin, und der 
lebt noch.

von Stefan F. (Gast)


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Daniel S. schrieb:
> Also ändere ich doch laut diesem Plan meine Referenzspannung, wenn ich
> eine Spannung ADJ, zuführe..

Korrekt

> Dann stellt sich mir die Frage: womit vergleicht der die denn sonst.

Ist eigentlich ganz einfach. Die Ausgangsspannung wird mit einem 
Spannungsteiler reduziert. Wenn die Spannung am oberen Widerstand (R1) 
größer als die 1,25V Referenz wird, lässt der Chip weniger Strom 
fließen.

von MaWin (Gast)


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von Murmeltier (Gast)


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Der "Sollwert" beim gegengekoppelten Operationsverstärker ist Null bzw. 
die Offsetspannung ;-)

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