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Einstellbarer Spannungsregler mit Festspannungsregler 78xx

Zwar werden die Spannungsregler der 78xx-Reihe in die Schublade der Festspannungsregler einsortiert, doch sie können deutlich mehr, als nur eine feste Spannung am Ausgang zu liefern. Mit einigen weiteren Komponenten und einer passenden Verschaltung können sie auch bei vielen anderen Anwendungen zum Einsatz kommen. Die folgende Schaltung enthält, bezogen auf die Grundschaltung eines 78xx-Spannungsreglers, zusätzlich nur einen festen Widerstand und ein Potenziometer. Diese zwei Komponenten, eingepflegt in die Grundschaltung, verwandeln sie in einen Spannungsregler mit einstellbarer Ausgangsspannung.

Festspannungsregler L78L05A

Zur Anwendung in der Schaltung kommt der Festspannungsregler L78L05A. Die Regler dieser Reihe liefern am Ausgang die Spannungen im Wert von 3,3V, 5V, 6V, 8V, 9V, 10V, 12V, 15V, 18V, 20V und 24V. Man kann sie mit bis zu 100mA belasten. Die Eingangsspannung kann, je nach gewählter Ausgangsspannung, bis zu 40 V betragen.
Mit dem Regler L78L05A, der standardgemäß nur 5V liefern kann, wollen wir am Ausgang eine einstellbare Spannung zwischen 5 und 9 V erhalten. Die Eingangsspannung pendelt im Bereich zwischen 12 und 20 VDC.

Die Grundschaltung des Bausteins (abgebildet im Datenblatt) sieht wie folgt aus:

L78l05A Grundschaltung

In diese Schaltung werden jetzt ein Widerstand (R1) und ein Potenziometer (R2) integriert. Beide Komponenten bilden einen Spannungsteiler, der das Bezugspotenzial des Reglers anheben kann. Die Ausgangsspannung gleicht dann der Summe der Spannungen, die an den beiden Widerständen gebildet werden:

Uout = Ur1 + Ur2

Die erweiterte Schaltung sieht jetzt wie folg aus:

Schaltplan (78xx einstellbar)

Wie zu erkennen ist, wird der 7805-Regler mit den beiden Widerständen zusätzlich belastet. Der Strom, der durch die Widerstände fließt, steht am Ausgang nicht mehr zur Verfügung. Der maximale Strom, den der Regler liefern kann, beträgt in diesem Fall 100 mA. Bei der Wahl der Widerstände für den Spannungsteiler gilt also einiges zu beachten. Die Verhältnisse an dem Spannungsteiler hängen auch von dem Strom id, der von dem 7805 fließt, ab. Diesen Strom benötigt der Baustein, um seine Regelfähigkeit zu entwickeln und zu behalten. Wird der Widerstand R2 (Potenziometer) zu hoch angesetzt, geht der Regler in den Streik und verweigert die Zusammenarbeit. Werden die Widerstände wiederum zu klein gewählt, wird der Regler unter Umständen zu stark belastet. Zusätzlich muss man dann auch noch die Verlustleistung der Widerstände mit berücksichtigen, damit sie durch zu starke Erhitzung nicht zerstört werden.
Die Schaltung wird zu Testzwecken mit einer Leuchtdiode belastet. Mit einem Multimessgerät kann die Ausgangsspannung beobachtet werden.

Testschaltung

Kurzvideo

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