Was ist ein LM117 Spannungsregler?
Der LM117 ist ein vielseitiger positiver Spannungsregler, der in der Lage ist, Ausgangsspannungen zwischen 12,5V und 37V zu liefern und dabei einen Ausgangsstrom von bis zu 1,5A bereitzustellen. Durch seine einfache Konfigurationsmöglichkeit mit nur zwei externen Widerständen bietet er eine flexible Lösung für verschiedene Spannungsregulierungsanforderungen in elektronischen Anwendungen.
Einführung in den LM117
Der LM117 Spannungsregler gehört zu den am häufigsten verwendeten positiven Spannungsreglern in der Elektronik. Er zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, eine breite Palette von Eingangsspannungen zu akzeptieren und diese auf einen gewünschten positiven Spannungswert zu regulieren. Diese Komponente wurde entwickelt, um stabile Spannungen für elektronische Schaltungen zu liefern, selbst unter wechselnden Lastbedingungen.
Die Vielseitigkeit des LM-117 liegt in seiner Fähigkeit, durch einfaches Anpassen von externen Widerständen verschiedene Ausgangsspannungen zu erzeugen. Dies macht ihn zu einer idealen Wahl für Entwickler, die eine anpassbare Spannungsregelung benötigen, ohne komplexe Schaltungen entwerfen zu müssen. Der LM117 bietet drei verschiedene Regulierungsarten: Leitungsregulierung, feste Regulierung und Lastregulierung, wobei die Leitungs- und Lastregulierung deutlich bessere Ergebnisse liefern als die feste Regulierung.
Ein herausragendes Merkmal des LM117 ist sein umfassender Schutz gegen verschiedene Betriebsbedingungen. Er verfügt über Überstromschutz, thermischen Überlastschutz und Kurzschlussschutz, die selbst dann aktiv bleiben, wenn der Adjust-Anschluss nicht aktiviert ist. Diese Schutzfunktionen machen den LM117 zu einer robusten Komponente für industrielle und kommerzielle Anwendungen, bei denen Zuverlässigkeit entscheidend ist.
LM117 Pins & Pin-Funktionen
Der LM117 Spannungsregler verfügt über insgesamt drei Pins, die jeweils spezifische Funktionen in der Schaltung erfüllen. Das Verständnis dieser Pins und ihrer Funktionen ist entscheidend für die korrekte Implementierung des Spannungsreglers in elektronischen Schaltungen.
Die drei Pins des LM-117 sind Eingang (VIN), Ausgang (VOUT) und Adjust (ADJ). Der Eingangspin nimmt die ungeregelte Spannung auf, die dann intern verarbeitet wird. Der Ausgangspin liefert die geregelte Spannung an die Last. Der Adjust-Pin ermöglicht die Einstellung der Ausgangsspannung durch die Verbindung mit externen Widerständen. Durch die Variation des Widerstandswerts zwischen dem Ausgangs- und dem Adjust-Pin kann die gewünschte Ausgangsspannung präzise eingestellt werden.
| Pin-Nummer | Pin-Name | Funktion |
|---|---|---|
| 1 | Adjust (ADJ) | Ermöglicht die Anpassung der Ausgangsspannung durch externe Widerstände |
| 2 | Ausgang (VOUT) | Liefert die geregelte Ausgangsspannung |
| 3 | Eingang (VIN) | Nimmt die ungeregelte Eingangsspannung auf |
LM117 Pinbelegung
Die Pinbelegung des LM117 ist entscheidend für seine korrekte Integration in elektronische Schaltungen. Die genaue Kenntnis der Pinbelegung hilft bei der Vermeidung von Fehlern während des Schaltungsdesigns und der Montage.
Der LM-117 ist in verschiedenen Gehäuseformen erhältlich, wobei die Pinbelegung je nach Gehäusetyp variieren kann. In der TO-3-Ausführung befindet sich der Eingangspin (VIN) typischerweise auf der linken Seite, der Ausgangspin (VOUT) auf der rechten Seite und der Adjust-Pin (ADJ) in der Mitte. Bei der TO-220-Ausführung ist die Pinbelegung von links nach rechts: Adjust (ADJ), Ausgang (VOUT) und Eingang (VIN). Es ist wichtig, vor der Implementierung die spezifische Pinbelegung für das verwendete Gehäuse zu überprüfen, um Schäden an der Komponente oder der Schaltung zu vermeiden.
LM117 Gehäuseformen
Der LM117 Spannungsregler ist in verschiedenen Gehäuseformen erhältlich, um unterschiedlichen Montageanforderungen und thermischen Überlegungen gerecht zu werden. Die Wahl des richtigen Gehäuses ist entscheidend für die optimale Leistung und Wärmeableitung in spezifischen Anwendungen.
Die Hauptgehäuseformen des LM-117 sind TO-3 und TO-220. Das TO-3-Gehäuse bietet eine hervorragende Wärmeableitung und eignet sich daher besonders für Anwendungen mit höheren Leistungsanforderungen. Das TO-220-Gehäuse ist kompakter und kostengünstiger, bietet aber immer noch eine gute Wärmeableitung, besonders wenn es mit einem geeigneten Kühlkörper verwendet wird.
| Gehäusetyp | Beschreibung | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| TO-3 | Metallgehäuse mit Bolzenbefestigung | Hochleistungsanwendungen mit hoher Wärmeentwicklung |
| TO-220 | Kunststoffgehäuse mit Befestigungslasche | Mittelleistungsanwendungen mit moderater Wärmeentwicklung |
LM117 Gehäuseabmessungen
Für präzise Layoutplanung und Kompatibilität mit anderen Komponenten ist die Kenntnis der genauen Abmessungen der LM117-Gehäuse von entscheidender Bedeutung. Die Dimensionen variieren je nach Gehäusetyp und sollten bei der Platinenlayoutplanung berücksichtigt werden.
| Gehäusetyp | Länge (mm) | Breite (mm) | Höhe (mm) | Pinabstand (mm) |
|---|---|---|---|---|
| TO-3 | 19,05 | 19,05 | 4,83 | 5,08 |
| TO-220 | 10,16 | 4,56 | 8,70 | 2,54 |
LM117 Schaltplan
Der LM117 lässt sich einfach in verschiedene Schaltungen integrieren, wobei eine grundlegende Konfiguration nur wenige externe Komponenten erfordert. Im Folgenden wird eine typische Anwendungsschaltung vorgestellt, die die grundlegende Funktionalität des LM117 als einstellbarer Spannungsregler demonstriert.
In der obigen Schaltung wird der LM117 als einstellbarer Spannungsregler konfiguriert. Die Eingangsspannung wird am VIN-Pin angelegt, während die geregelte Ausgangsspannung am VOUT-Pin verfügbar ist. Der Adjust-Pin ist mit einem Spannungsteiler verbunden, der aus den Widerständen R1 und R2 besteht.
Die Ausgangsspannung des LM-117 wird durch die Formel Vout = 1,25V × (1 + R2/R1) bestimmt. Der Wert 1,25V ist die Referenzspannung zwischen dem Ausgangs- und dem Adjust-Pin. Durch Ändern der Widerstandswerte von R1 und R2 kann die gewünschte Ausgangsspannung eingestellt werden.
Die Eingangskondensator C1 dient zur Filterung von Störungen auf der Eingangsleitung, besonders wenn der Regler weit von der Stromversorgung entfernt ist. Der Ausgangskondensator C2 verbessert die transiente Antwort des Reglers und erhöht die Stabilität der Ausgangsspannung bei Laständerungen. Es wird empfohlen, Kondensatoren mit niedrigem ESR (Equivalent Series Resistance) zu verwenden, um die beste Leistung zu erzielen.
LM117 Leistung – Strom & Spannung
Die Leistungsmerkmale des LM117 in Bezug auf Strom und Spannung sind entscheidend für seine Anwendung in verschiedenen elektronischen Schaltungen. Der LM-117 bietet einen breiten Betriebsbereich und zuverlässige Leistung unter verschiedenen Bedingungen.
Der LM117 kann einen maximalen Ausgangsstrom von 1,5A liefern, was ihn für eine Vielzahl von Anwendungen von niedrigen bis mittleren Leistungsanforderungen geeignet macht. Die Eingangsspannung kann bis zu 40V betragen, während die Ausgangsspannung durch externe Widerstände zwischen 1,25V und 37V eingestellt werden kann. Diese Flexibilität macht den LM-117 zu einer vielseitigen Komponente für verschiedene Spannungsregulierungsanforderungen.
| Parameter | Minimum | Typisch | Maximum | Einheit |
|---|---|---|---|---|
| Eingangsspannung | 4,2 | – | 40 | V |
| Ausgangsspannung | 1,25 | – | 37 | V |
| Ausgangsstrom | – | – | 1,5 | A |
| Spannungsabfall (Input-Output) | – | 2,5 | – | V |
| Ruhestrom | – | 3,5 | 5 | mA |
| Temperaturbereich | -55 | – | 150 | °C |
LM117 Eigenschaften
Der LM117 Spannungsregler bietet eine Reihe von Eigenschaften, die ihn zu einer zuverlässigen Komponente für verschiedene elektronische Anwendungen machen. Diese Eigenschaften umfassen sowohl elektrische Leistungsmerkmale als auch Schutzfunktionen.
Eine der herausragenden Eigenschaften des LM-117 ist seine Fähigkeit, eine stabile Ausgangsspannung auch bei variierenden Eingangsspannungen und Lastbedingungen aufrechtzuerhalten. Dies wird durch eine hohe Leitungs- und Lastregelung erreicht, die sicherstellt, dass die Ausgangsspannung auch bei Schwankungen der Eingangsspannung oder der Last stabil bleibt. Darüber hinaus bietet der LM117 eine hervorragende Rippelunterdrückung von bis zu 80 dB, was besonders wichtig ist, wenn die Eingangsspannung Störungen oder Rippel enthält.
| Eigenschaft | Wert | Einheit |
|---|---|---|
| Leitungsregelung | 0,01 | %/V |
| Lastregelung | 0,1 | %/A |
| Rippelunterdrückung | 80 | dB |
| Ausgangsrauschen | 0,003 | %/V |
| Temperaturstabilität | 0,005 | %/°C |
| Langzeitstabilität | 0,3 | % |
| Kurzschlussstrom | 2,2 | A |
| Thermische Abschaltung | 165 | °C |
LM117 Anwendungen
Der LM117 Spannungsregler findet aufgrund seiner Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit Anwendung in zahlreichen elektronischen Geräten und Systemen. Seine Fähigkeit, eine stabile geregelte Spannung zu liefern, macht ihn zu einer idealen Wahl für verschiedene Anwendungen.
Zu den häufigsten Anwendungen des LM-117 gehören:
- Batterieladegeräte für verschiedene Akkutypen
- LED-Beleuchtungssysteme mit konstanter Stromversorgung
- Präzise Stromregler für elektronische Schaltungen
- Industrielle Steuerungssysteme, die stabile Spannungen benötigen
- Laborstromversorgungen mit einstellbarer Ausgangsspannung
- Stromversorgungen für Audiogeräte zur Reduzierung von Rauschen
- Spannungsregelung in Automobil- und Marineanwendungen
- Medizinische Geräte, die präzise Spannungsregelung erfordern
- Telekommunikationsgeräte und Netzwerkhardware
- Mikrocontroller- und Prozessorstromversorgungen
LM117 Äquivalent & Alternativen
Für Situationen, in denen der LM117 möglicherweise nicht verfügbar ist oder nicht genau den Anforderungen einer bestimmten Anwendung entspricht, gibt es mehrere Äquivalente und alternative Spannungsregler, die ähnliche Funktionen mit unterschiedlichen Spezifikationen bieten können.
Hier sind einige gängige Alternativen zum LM-117:
- LM317: Standardalternative zum LM117 mit ähnlichen Spezifikationen, leichter erhältlich für allgemeine Anwendungen
- LM350: Bietet höheren Ausgangsstrom von bis zu 3A für leistungshungrigere Anwendungen
- LM338: Leistungsversion mit bis zu 5A Ausgangsstrom für Hochstromanwendungen
- LM1117: Niederspannungsversion mit geringerem Spannungsabfall, ideal für moderne digitale Schaltungen
- LT1086: Präzisionsalternative mit besserer Lastregelung und Rauschleistung
- LT3080: Moderne Alternative mit verbesserter Temperaturleistung und Präzision
- TL783: Hochspannungsversion mit Eingangsspannungen bis zu 125V für Industrieanwendungen
- MC78XX-Serie: Festspannungsalternativen für Anwendungen, die keine einstellbare Spannung benötigen
- LM2596: Schaltregleralternative für höhere Effizienz in batteriebetriebenen Anwendungen
- XL4015: Moderne DC-DC-Wandleralternative mit höherer Effizienz für energiebewusste Designs
Zusammenfassung
Der LM117 ist ein vielseitiger positiver Spannungsregler, der eine robuste Lösung für verschiedene Spannungsregulierungsanforderungen bietet. Mit seiner Fähigkeit, Ausgangsspannungen zwischen 1,25V und 37V zu liefern und einen Strom von bis zu 1,5A bereitzustellen, eignet er sich für zahlreiche Anwendungen von Batterieladegeräten bis hin zu LED-Beleuchtungssystemen.
Die Einfachheit der Konfiguration durch nur zwei externe Widerstände macht den LM-117 zu einer benutzerfreundlichen Komponente für Elektronikentwickler aller Erfahrungsstufen. Die umfangreichen Schutzfunktionen, darunter Überstromschutz, thermischer Überlastschutz und Kurzschlussschutz, gewährleisten einen zuverlässigen Betrieb auch unter anspruchsvollen Bedingungen.
Mit seinen hervorragenden Leistungsmerkmalen wie hoher Leitungs- und Lastregelung, ausgezeichneter Rippelunterdrückung und niedriger Temperaturempfindlichkeit bietet der LM117 stabile und präzise Spannungsregelung für kritische elektronische Schaltungen. Verschiedene Gehäuseoptionen wie TO-3 und TO-220 ermöglichen eine flexible Integration in unterschiedliche Platinenlayouts und thermische Designs.
Obwohl es mehrere Alternativen wie den LM317, LM350 und LM1117 gibt, bleibt der LM-117 aufgrund seiner bewährten Zuverlässigkeit, Vielseitigkeit und umfassenden Dokumentation eine beliebte Wahl für Spannungsregulierungsanwendungen. Seine kontinuierliche Verwendung in verschiedenen industriellen, kommerziellen und Konsumgüteranwendungen zeugt von seiner anhaltenden Relevanz in der modernen Elektronikentwicklung.
LM117 Datenblatt
Weitere Informationen gibt es in dem LM117 Datenblatt zum Download.