Voltage Regulator

Entwicklung einer linearen Spannungsregler-Platine zur Umwandlung von 12V auf 7V für Ausstellungsbeleuchtung.

Wozu brauchte ich das?

Ein linearer Spannungsregler dient zur Regulierung einer Eingangsspannung auf eine Ausgangsspannung. Für eine Ausstellungsinstallation wollte ich vier 7V-Lampen über eine 12V-Stromquelle betreiben. Schaltnetzteile sind normalerweise für Standardspannungen verfügbar. Da 7V von diesen Standards abweicht und ich nur einen Tag für mögliche Fehlerbehebung hatte, musste ich eine schnelle und einfache Lösung finden. Deshalb entschied ich mich für die Entwicklung eines linearen Spannungsreglers.

Schaltungsdesign

Im Gegensatz zu herkömmlichen Netzteilen wandelt der lineare Regler überschüssige Energie in Wärme um. Wenn unsere Lampe also 1A Strom zieht, werden die verbleibenden 5V (12-7) – das entspricht 5W – in Wärme umgewandelt. Diese Art von Regler eignet sich daher nicht für häufig hergestellte und verwendete Produkte. Für schnelle Einmal-Lösungen ist sie jedoch sehr simpel und unkompliziert.

Schauen wir uns die Schaltung an. Das Herzstück bildet ein LM317 – der eigentliche Spannungsregler. Wir verbinden den Adjust-PIN mit einem Trimmer und den Trimmer mit Masse. Den Schleifer des Trimmers verbinden wir ebenfalls mit Masse. Mit einem Trimmer lässt sich die Spannung viel präziser einstellen als mit einem Drehpotentiometer. Außerdem verbinden wir den Out-PIN über einen 240Ω-Widerstand (R1) mit dem Trimmer. Zur Glättung von Schwankungen fügen wir zwei Kondensatoren (C1, C2) am Ein- und Ausgang hinzu.

Platine

Nach dem Test der Schaltung auf einem Breadboard entwickelte ich eine Platine und schickte sie in die Produktion. Die resultierende Leiterplatte ist etwa 2x4cm groß. Die Spannung lässt sich durch Drehen der Stellschraube am Trimmer einstellen. Wenn der LM317 viel Wärme erzeugt, kann er aufrecht montiert und mit einem Kühlkörper versehen werden.

Credits

Das Bauteil entstand mit Hilfe von Peter Knobloch und Elias Mack.