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18.03.2019

LM317 als Konstantstromquelle

Der LM317 ist ein integrierter linearer Längsregler und zählt zu den bekanntesten linearen Gleichspannungsreglern. Es kann durch zwei externe Widerstände in der Ausgangsspannung verändert werden. Daher eignet er sich auch gut, um eine einfache Konstantstromquelle (KSQ) zu bauen.

Anschlüsse des Spannungsregulators LM317
Abb.: Anschlüsse des Spannungsregulators LM317

Funktionsweise des LM317

Typische Beschaltung des LM317
Abb.: Typische Beschaltung des LM317

Der LM317 hat eine Eingangsspannung Vin von 3V bis 40V und eine feste Ausgangsspannung Vout von 1,25V bis 37V. Zwei externe Widerstände (R1 und R2) dienen dabei als Steuerelemente.
Anhand der folgenden Formel kann die Ausgangsspannung berechnet werden:
Vout = 1,25 × (1 + R2/R1)
Obwohl für R1 ein Widerstand von 240Ω empfohlen werden, können auch andere Werte zwischen 100Ω und 1000Ω verwendet werden.

Konstantstromquelle

Schaltplan der Konstantstromquelle mit dem LM317
Abb.: Schaltplan der Konstantstromquelle mit dem LM317

Um den Widerstand R zu berechnen, den man benötigt um eine bestimmte Stromstärke I einzustellen verwendet man folgende Formel:
I = 1,25 / R
d.h. nach der Umstellung erhalten wir:
R = 1,25 / I
siehe: Rechner für den LM317

R1 muss also sowohl recht präsize sein (z.B. Metallschichtwiderstand mit 1% Toleranz) als auch die Verlustleistung verkraften können. Bei krummen Widerstandswerten können natürlich auch parallele Widerstände mit entsprechenden Werte verwendet werden. Dies hat sogar u.a. den Vorteil gegenüber einem einzigen Widerstand, dass die Verlustwärme verteilt wird und somit effizienter abgeleitet werden kann.
Bei höheren Strömen sollte auch ein Kühlelement am LM317 angebracht werden, damit das Bauteil keinen Schaden nimmt.

Der LM317 ist empfindlich gegenüber Verpolung, daher wird oft eine Diode zum Schutz verwendet. Allerdings bedeutet dies weitere 0,7V bis 1V Spannungsverlust. In diesem Versuch habe ich diese jedoch nicht verwendet.

Verwendete Bauteile