Für absolute Einsteiger:

Einfaches Netzteil mit LM317

Foto Netzteil

Netzteil mit LM317, aufgebaut auf Lochrasterplatine

Wer sich ein wenig für das Experimentieren mit der Elektronik interessiert, kommt schnell an den Punkt, dass die Spannungsversorgung von Motoren, Relais, Radios oder eigenen Schaltungen über Batterien recht unflexibel und auf die Dauer zu kostspielig wird. Mit nur wenigen Bauteilen entsteht ein in der Spannung regelbares Netzteil. Wir greifen dazu auf einen bewährten Klassiker zurück – den integrierten Baustein LM317.

Der LM317 – von einem anderen Hersteller heißt der TS317 – enthält bereits fast sämtliche Elektronik, die wir für ein einfaches Netzgerät benötigen. Enthalten in dem Dreibein im TO220-Gehäuse ist eine Spannungsstabilisierung, Strombegrenzung bei 1,5 Ampere und die Kurzschlusssicherung. Ein idealer Kandidat also für unser Anliegen, mit wenig Aufwand viel Wirkung zu erzielen – und dabei auch dem Lötanfänger eine Chance zu geben. Die Zahl der benötigten Bauelemente ist sehr überschaubar. Dazu betrachten wir das Schaltbild:

Abb.: Schaltbild

Das Schaltbild ist so gezeichnet, dass es als Bestückungs- und Verdrahtungsplan dient.

Hinweise für Kinder und Jugendliche

Wenn du Kind oder Jugendlicher bist, lass aus Gründen der Sicherheit die mit dem gefährlichen 230-Volt-Netz verbundenen Bauteile weg! Das sind insbesondere die im Schaltbild gezeigte Sicherung und der Transformator. Der Gleichrichter kann in der Schaltung verbleiben, um auch Wechselstromquellen bis sagen wir 24 Volt anschließen zu können. (Höhere Spannungen als 24 Volt können schon ein wenig in den Fingern kribbeln.) Schließt Du an den Gleichrichter eine Gleichspannung an, ist die Polung unwichtig. Wichtig hingegen ist es, dass der Gleichrichter 1,5 Ampere verträgt. Das erkennst du an den aufgedruckten Ziffern. Die Leistung ist in Milliampere angegeben, auf deinem Gleichrichter sollte also „1500“ oder mehr zu lesen sein. Die sich so ergebene „Restschaltung“ kann beispielsweise als „Nachsetzer“ eines vorhandenen Wechselstrom- oder Gleichstrom-Netzgerätes seinen Dienst verrichten, denn die maximale Eingangsspannung des LM317 darf bis zu 40 Volt betragen! An einem 12-Volt-Akku betrieben, beispielsweise einem Gel-Akku oder einer Autobatterie hast du eine prima Spannungsversorgung für den Versorgungsbereich von 1,25 bis etwa 10 Volt. Daran kann man zum Beispiel einen MP3-Player, ein Radio oder eine LED-Blinkschaltung anschließen – je nach dem, was du dir gebaut hast oder bauen möchtest. Das ist dann eine sichere und regelbare Spannungsquelle bestehend aus nur wenigen Bauteilen.

Ein wenig Theorie

Allgemein ausgedrückt berechnet sich die Ausgangsspannung zu Eingangsspannung – 2,2 Volt. Die Mindestspannung, welche die Schaltung abgibt, liegt bei 1,25 Volt. Unter 1,25 Volt geht’s nicht, das ist konstruktionsbedingt mit dem LM317 vorgegeben. An R1 fallen diese 1,25 Volt ab, an R2 – einem Potentiometer oder Trimmwiderstand – stellst du die gewünschte Spannung ein. C1 ist der Sieb-Elektrolytkondensator (Elko), er sorgt für eine geglättete Gleichspannung, wenn am Eingang Wechselstrom angeschlossen ist. C2 eliminiert kleine Störungen.

Aufbau

Das Schaltbild ist so gezeichnet, dass es leicht 1:1 auf eine Lochrasterplatine übernommen werden kann. Sich kreuzende Leitungen ohne Punkt sind nicht zu verbinden, sie kreuzen sich lediglich. Beim Gleichrichter ist Obacht zu geben, er besitzt vier Anschlüsse, zwei für Wechselstrom, mit (~) bezeichnet sowie die Ausgänge Plus (+) und Minus (-). Da die Anschlüsse aber auf dem Gleichrichter bezeichnet sind, sollte es nicht schwer fallen, die Verdrahtung korrekt vorzunehmen. C1 und C4 sind Elektrolytkondensatoren und müssen richtig herum eingelötet werden.

Abb.: Elektrolytkondensator

Die mit dem schwarzen Balken markierte Seite des Elkos wird in der Schaltung mit Masse verbunden.

Die Anschlüsse eines Elkos für Minus ist meist recht deutlich auf dem Bauelement gekennzeichnet. Es gibt verschiedene Bauformen, stehende und liegende. Welche man verwendet, ist Ihnen überlassen. Auch der Wert (2200uF) ist unkritisch. Stehen größere Werte zur Verfügung, sollte man sie verwenden, doch viel kleiner als 470 uF sollte der Kondensator nicht sein. Besitzt man nur einen Elko, entfällt C4. Achten Sie auf die Spannungsfestigkeit der Elkos, sie ist in Volt angegeben. Sie sollten, um sicher zu gehen, etwa fünf Volt über der höchsten Spannung liegen.

Statt des Potis – zur Einstellung der Spannung - kann man natürlich einen Festwiderstand einsetzen, wenn man lediglich eine feste Spannung benötigt, die man mit Festspannungsreglern nicht einstellen kann. Dann berechnet sich R2 wie folgt:

Abb.: Formel

Soll die Schaltung mehr als nur einige Milliampere an Leistung bringen, muss der LM317 mit einem Kühlblech versehen werden. Er setzt ca. 1,7 bis 1,8 Volt in Wärme um. Das sind grob gerechnet P=U*I = 2 V * 1,5 A = 3 Watt. Dabei darf das Kühlblech ruhig etwas größer ausfallen als auf dem Foto ganz oben.

Hier verrichtet die kleine Schaltung als „Nachsetzer“ eines vorhandenen Labornetzgerätes zur Abgabe kleiner Spannungen seinen Dienst, welche das vorgeschaltete Netzgerät nicht abzugeben vermag. Alle Bauelemente sind leicht erhältlich und preiswert. Einiges liegt vielleicht noch ungenutzt in der Bastelkiste oder lässt sich bestehenden Platinen entnehmen. Na, dann viel Spaß am Löten.

Nur für Erwachsene

Möchten Sie das Netzteil inklusive Trafo und Sicherung aufbauen und am 230-Volt Stromnetz betreiben, sind wichtige Sicherheitsbestimmungen (VDE100) einzuhalten, damit es kein Unglück – etwa einen Stromschlag oder ähnliches gibt! So gehört die Schaltung z.B. komplett in ein passendes Kunststoffgehäuse, die 230-Volt-Zuleitungen müssen einen Mindestabstand zueinander aufweisen und der Anschluss an 230 Volt muss weiteren Anforderungen genügen! Fragen Sie einen kompetente Mitstreiter, vielleicht im örtlichen DARC-Ortsverband (www.darc.de) oder ein sachkundiger Elektriker aus dem Bekanntenkreis...

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Copyright Michael Wöste