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Spannungsregler Typ 79


Damit eine elektronische Schaltung funktioniert, ist unter anderem eine stabile Betriebsspannung erforderlich. Die elektronischen Bauelemente, die für eine Stabilisierung der Spannung sorgen, nennt man Spannungsregler. Doch wie funktioniert ein Spannungsregler und welche Arten gibt es? Antworten auf diese Fragen und nützliche Tipps zum Kauf finden Sie in unserem Ratgeber.


Wann werden Spannungsregler eingesetzt?

In der Elektronik benötigen die meisten Schaltungen eine stabile Betriebsspannung von meistens 5 Volt oder 3,3 Volt. Um eine schwankende Spannung zu vermeiden, werden sogenannte Spannungsregler oder Festspannungsregler eingebaut. Sie werden ebenfalls dazu verwendet, wenn die zur Verfügung stehende Versorgungsspannung grösser als die benötigte Betriebsspannung ist. In diesem Fall sorgen Spannungsregler für eine passende und konstante Spannung. Zum Einsatz kommen Spannungsregler zum Beispiel in Netzteilen.


Lineare Spannungsregler vs. Schaltregler

Damit Schaltungen im Bereich der Elektronik zuverlässig funktionieren, wird in den meisten Fällen eine Gleichspannung benötigt. Ein DC/DC-Wandler regelt und stabilisiert die Spannung und wird daher auch Spannungsregler genannt. Je nach verwendetem Verfahren spricht man von einem linearen Spannungsregler oder einem Schaltregler. 

Abhängig von der Eingangsspannung wird bei einem linearen Spannungsregler ein variabler Serienwiderstand (Transistor) so geregelt, dass eine stabile Ausgangsspannung entsteht. Dazu erfolgt ein Abgleich zwischen der Ausgangsspannung und einer im Regler erzeugten Referenzspannung. Ist die Ausgangsspannung zu niedrig, wird die Ansteuerung des Transistors verstärkt, bis die benötigte Spannung zur Verfügung steht. Bei einer zu hohen Ausgangsspannung erfolgt dagegen eine Reduzierung des Stroms durch den Transistor, bis das benötigte Spannungsniveau wieder erreicht ist. In Abhängigkeit von der Differenz zwischen Eingangsspannung und Ausgangsspannung entsteht im Regler eine Verlustleistung,die als Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Ein linearer Regler hat diverse Vor- und Nachteile: Durch die entstehende Abwärme ist in vielen Fällen der Einsatz von Kühlkörpern erforderlich. Auch hinsichtlich des Wirkungsgrads schneiden Linear-Regler eher schlecht ab. Hinzu kommt, dass eine Spannungshochregelung nicht möglich ist. Dafür benötigen sie im Vergleich zum Schaltregler weniger zusätzliche Bauteile und liefern nur ein sehr geringes Rauschen. Ebenfalls von Vorteil sind der relativ einfache Schaltungsaufbau und der günstige Preis.

Im Vergleich zu einem linearen Regler wandelt ein Schaltregler die überschüssige Spannung nicht in Wärme um. Bei einem Schaltregler erfolgt die Umwandlung der Eingangsspannung in eine gepulste Spannung durch ein Umschaltelement. Anschliessend wird die Spannung durch Kondensatoren und andere Bauelemente geglättet. Ein MOSFET-Schalter öffnet den Ausgang des Reglers, bis die benötigte Spannung bereitsteht. Wenn dieser Wert erreicht ist, schliesst der Schalter wieder und es fliesst kein Eingangsstrom mehr. Erfolgt dieser Schaltvorgang in schnell aufeinanderfolgenden Intervallen, kann eine effiziente Spanunngsregulierung des Ausgangsstroms realisiert werden. Schaltregler arbeiten sehr effizient, Wirkungsgrade von über 80 Prozent sind erreichbar. Zusätzlich benötigen sie im Gegensatz zu linearen Spannungsreglern in der Regel keine Kühlkörper. Eine Hoch- und Runterregelung der Spannung ist problemlos möglich. Allerdings fällt das Design der Schaltungen deutlich komplexer aus und die Kosten für einen Schaltregler sind deutlich höher, als es bei einem linearen Regler der Fall ist.


Anschlussbelegung von Reglern mit TO220- und TO92-Gehäusen

Regler mit TO220-Gehäuse gibt es in vier unterschiedlichen Ausführungen: Die Anschlüsse eines 78xx ICs sind (von links nach rechts) In, Gnd und Out. Bei einem 79xx IC ist die Belegung Gnd, In und Out. Dagegen lautet die Anschlussbelegung bei einem LM317T IC Adjust, Out, In und bei einem LM337 Regler Adjust, In und Out. Bei Spannungsreglern mit einem TO92-Gehäuse ist die Belegung etwas anders: So lautet sie beim 78Lxx-Modell Out, Gnd, In und bei der 79Lxx Reihe Gnd, In und Out. Spannungsregler mit der Bezeichnung LM317L weisen dagegen die Belegung Adjust, Out und In auf.


Was ist ein MOSFET?

Die Abkürzung MOSFET steht für Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor. Dabei handelt es sich um ein elektronisches Halbleiter-Bauteil, das Stromflüsse steuern kann.

Ein solcher Transistor verfügt mindestens über die drei Anschlüsse Gate, Drain und Source. Durch den Stromfluss zwischen Source und Drain wird das Gate gesteuert. Verwendung finden MOSFETs aufgrund ihrer schnellen Schaltgeschwindigkeit zum Beispiel bei der Steuerung von E-Motoren oder in Schaltnetzteilen. Unterschieden werden N- und P-Kanal-MOSFETS.
Ein N-Kanal-IC funktioniert, wenn eine positive Ladung am Gate anliegt. An einem P-Kanal-MOSFET muss dagegen die Spannung am Gate geringer sein als die Quellspannung.


Worauf gilt es beim Kauf von Spannungsreglern zu achten?

Beim Kauf von Regler-ICs müssen Sie zunächst überlegen, ob Sie einen linearen Spannungsregler oder einen Schaltregler verwenden möchten. Unterschätzen Sie beim Einsatz von linearen Spannungsreglern nicht die entstehende Abwärme und planen Sie Raum für ausreichend dimensionierte Kühlkörper ein! Wählen Sie einen Regler mit negativer oder positiver Ausgangsspannung und dem passenden Gehäuse für Ihre Anwendung. Weiterhin sind bei der Auswahl die minimale Ausgangsspannung, der maximale Spannungseingang und die Rückfallspannung zu berücksichtigen.


Unser Praxistipp: Bei linearen Spannungsreglern Wärmeleitpaste verwenden

Je nach Leistung kann ein linearer Spannungsregler eine nicht zu vernachlässigende Abwärme emittieren. Um die Wärme möglichst schnell abführen zu können, ist in vielen Fällen ein Kühlkörper nötig. Zwischen das Gehäuse des Reglers und den Kühlkörper, sollten Sie dünn Wärmeleitpaste auftragen. Auf diese Weise ist ein optimaler Wärmeübergang vom Regler zum Kühler gewährleistet.


FAQ – häufig gestellte Fragen zu Spannungsreglern

Was bedeuten die Abkürzungen AC und DC?

Das Kürzel AC (AC= alternating current ) steht für Wechselstrom. Es handelt sich dabei um Strom, dessen Stärke und Polarität wechselt. DC (DC= direct current) steht dagegen für Gleichstrom, bei dem keine Änderung der Polarität erfolgt. 

Was ist eine Z-Diode?

Der Strom kann eine konventionelle Diode immer nur in eine Richtung passieren, während die Gegenrichtung gesperrt ist. Eine sogenannte Z-Diode wird dagegen ab einer bestimmten Spannung auch in Gegenrichtung für den Strom durchlässig.

Was bedeuten die Typenbezeichnungen der Spannungsregler?

Es wird unterschieden zwischen Reglern mit der Zahl 78 und 79. Die 78 steht für einen positiven Spannungsregler, der entsprechend für eine Verwendung in der Plus-Leitung vorgesehen ist. Dagegen besagt die Zahl 79, dass es sich um einen negativen Spannungsregler handelt, der für den Einbau in der Minus-Leitung gedacht ist. Die beiden darauffolgenden Zahlen geben die Ausgangsspannung an. Ein Regler mit der Kennung 7808 ist also ein positiver Spannungsregler mit einer Ausgangsspannung von 8 Volt.


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