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Integrierte Festspannungsregler (78xx/79xx)

Bei Anwendungen mit ständiger Spannungsstabilisierung und geringer, sowie stabiler Stromentnahme reicht eine einfache Schaltung mit Vorwiderstand und Z-Diode aus. Wenn allerdings größere Ströme, genauere und stabilere Spannungswerte gefordert werden, kommen integrierte Festspannungsregler zum Einsatz. Sie bestehen aus verschiedenen Stabilisierungsschaltungen und mehreren Verstärkerstufen. Zusätzlich haben sie eine interne Strombegrenzung, die bei Überlastung und Kurzschluss einsetzt. Bei einem Kurzschluss regelt der Festspannungsregler seine Ausgangsspannung automatisch herunter. Wird der Kurzschluss aufgehoben, stabilisiert sich die Ausgangsspannung wieder auf ihren festen Wert. Eine thermische Schutzschaltung verhindert die Zerstörung des ICs durch Überhitzung.

Die bekanntesten Festspannungsregler sind die 78xx-Serie für positive und die 79xx-Serie für negative Spannungen. Die Ausgangsspannungen dieser Serien können 5, 6, 8, 9, 12, 15, 18 oder 24 V betragen. Damit die Spannungsregler einwandfrei arbeiten sollte die Eingangsspannung mindestens zwischen 2 bis 3 V über der Ausgangsspannung liegen. Bei diesen Reglern sollte die Eingangsspannung nicht mehr als 36 V betragen. Die Differenz der Eingangsspannung zur Ausgangsspannung sollte nicht viel höher sein als 3 V, sonst ist die Verlustleistung am Festspannungsregler zu groß. Die Verlustleistung macht sich als Wärmeentwicklung bemerkbar. Das erfordert eine Kühlung durch ein Kühlblech.

Typenbeschreibung

In der Tabelle ist die Stromentnahme bei Kühlung durch ein Kühlblech oder Kühlkörper angegeben. Ist keinerlei Kühlung möglich, so ist nur etwa die Hälfte der Stromentnahme möglich (eher weniger), ohne den Festspannungsregler durch Überhitzung zu zerstören.
Das xx bezeichnet den Wert der Ausgangsspannung in zwei Zahlen. 05 wäre demnach 5 V. 12 wäre demnach 12 V.

Bezeichnung Stromentnahme bei Kühlung
78Lxx 0,1 A
78Mxx 0,5 A
78xx 1 A
78Sxx 2 A
78Txx 3 A
78Hxx 5 A

Pinbelegung

Pinbelegung Festspannungsregler 78xx/79xx Pins 78xx 79xx
1 E GND
2 GND E
3 A A

Beschaltung

Beschaltung eines Festspannungsreglers LM 78M05
Einzige notwendige Beschaltung des Festspannungsreglers sind zwei Kondensatoren. Jeweils am Eingang und am Ausgang sollten sie auf kurzer Strecke mit dem Festspannungsregler verbunden sein.
Vor dieser Schaltung befindet sich die Gleichrichterschaltung. Nach der Schaltung befindet sich die übrige Schaltung oder der Verbraucher.


Man beachte die beiden Teilbilder 1.1 und 1.2:

Dieses Bild zeigt die Version eines dreibeinigen Festspannungsreglers (Teilbild 1.1) und eines dreibeinigen einstellbaren Spannungsreglers (Teilbild 1.2). Uxx ist die Ausgangsspannung des Festspannungsreglers 78xx. Beispiele: 5 VDC aus einem 7805 oder 12 VDC aus einem 7812. In Teilbild 1.2 ist Ua die Ausgangsspannung, welche mit R1 und R2 (Poti) dimensioniert wird, wie dies beim LM317 üblich ist.

Die überlebenswichtige Rücklauf-Diode D1

Dem aufmerksamen Betrachter fällt sogleich die Diode D1 auf, welche zwischen Ein- und Ausgang in Sperrichtung geschaltet ist und fragt sich wozu. Falls der Zustand eintritt, dass auch nur für einen kurzen Moment Uxx oder Ua grösser ist als Ue, dann verabschiedet sich der 78xx oder LM317 in die ewigen Elektronenjagdgründe. Dummerweise folgt durch eine solche Zerstörung oft ein Kurzschluss zwischen Ein- und Ausgang des Regler, d.h. Uxx oder Ua entspricht Ue, was die Zerstörung der an Uxx oder Ua betriebenen Schaltung zur Folge haben kann.

pers. Nachtrag:

Regler die mit Optokoppler ausgestattet sind sollten nicht mit einem externen BEC nachgerüstet werden, da dieses den Optokoppler brückt und Störungen des Empfängersignal im Fahr- Flugbetrieb sind sehr wahrscheinlich.

Quelle: elektronik-kompendium

 
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