Frage von Nerfme, 43

Wie funktioniert diese Schaltung(Längsregler)?

http://imgur.com/75p8Ntb

Ich hab echt gerade 0 plan da ich in dieser Stunde krank war muss aber trozdem einen Bericht darüber schreiben danke für eure Hilfe

Antwort
von bit77, 43

Der in dieser Schaltung eingesetzte Spannungsregler wird durch den Widerstandsteiler dazu gebracht, eine höhere Spannung zu produzieren als die fest eingestellten 5 Volt. Dies wird realisiert durch die beiden Widerstände R1 und R2. Da durch R1 ein von der Eingangsspannung unabhängiger Strom fließt ist auch der Strom durch R2 konstant. Die Referenzspannung des Reglers ist in diesem Fall  seine ursprüngliche Ausgangsspannung von 5 V, welche an R1 auch gemessen werden kann. Der Strom durch R1 beträgt demnach 50 mA. Da diese konstanten 50 mA auch durch R2 fließen erhöht sich die Gesamtausgangsspannung auf 11,5 Volt, da bei einem konstanten Strom von 50 mA durch R2 eine Spannungsdifferenz von 6,5 Volt entsteht, die sich zu der Referenzspannung von 5 V addiert. Die Berechnungsformel lautet somit R2/R1 * Uref + Uref

Mit einer Uref von 5 Volt erhalten wir also 130/100 *5 + 5 = 11,5 (bitte beachte punkt vor Strich) für R2 gilt somit, das sich pro 100 Ohm die Spannung um 5 Volt erhöht wobei immer die Referenzspannung dazu addiert werden muß.

(Dies gilt übrigens auch für einstellbare Spannungsregler mit kleinerer Referenzspannung, wie zB. beim populären LM 317, der eine Referenzspannung von 1,25 Volt besitzt. Allerdings schreibt das Datenblatt für R1 einen Wert von 240 Ohm vor, wobei R2 beliebig sein kann [bis maximal 37V Ausgangsspannung])

Die Kondensatoren C1 und C2 dienen zum kompensieren der Schwingneigung des Spannungreglers. Bei komplexer Last und welliger Eingangsspannung kann der Regler schwingen. Dies unterdrückt C1 und C2. 

Die Ausgangsspannung des hochgelegten Spannungsreglers fließt durch RL (120 Ohm), wenn der Mosfet gesperrt ist. Wird der Mosfet aufgesteuert, so zieht dieser die Spannung über RL auf den Fußpunkt und die Spannung am Eingang des Mosfets wäre dann Null. Der Spannungsregler wird in dieser Schaltung mit rund 95 mA belastet, welche einer Taktfrequenz von 100 kHz unterliegt. Das alles sieht ein bisschen aus wie eine Messschaltung oder Testschaltung für Spannungsregler. Wäre der Mosfet nicht und die Angabe von 5V mit 100 kHz würde es sich um einen schnöden Längsregler handeln.

Übrigens:

Besser wäre es, wenn C1 und C2 am Fußpunkt von R2 angeschlossen wären. Die Ausgangsspannung wäre stabiler und ruhiger. Trotzdem haben die " hochgelegten" Kondensatoren den Vorteil, das höhere Eingangsspannung  als die maximal zulässige möglich ist, denn der Regler "sieht" ja nur die Differenzspannung, was beim Anschluss des Kondensators C2  am Fußpunkt anders wäre.


Antwort
von Halswirbelstrom, 42

Einmal davon abgesehen, dass der n-Kanal-MOSFET an Ausgang falsch gepolt ist, kann man mit diesem Versuchsaufbau das Regelverhalten des Längsreglers untersuchen, indem man die stabilisierte Ausgangsspannung oszillographiert. Bei diesem Vorhaben wird der Ausgangsstrom mit 100kHz getaktet, was dem 7805 schon einiges abverlangt. Die Innenschaltung dieser IC entspricht einem Leistungsoperationsverstärker, der auf einer temperaturstabilisierten Referenzspannungsquelle arbeitet.

LG

Kommentar von bit77 ,

stimmt, Source und Drain sind vertauscht. Ist mir gar nicht aufgefallen.

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