lm317 Stromquellen-Erfassungswiderstand

Das Prinzip hinter dieser Schaltung ist, dass der LM317 arbeitet, um die Spannung am ADJ-Pin immer Vref (1,25 V) kleiner als die Spannung am OUT-Pin zu machen. Daher wirkt es als Strombegrenzer. Der Messwiderstand ist so bemessen, dass er auswählen kann, auf welchen Strom er begrenzt ist.

Damit die Spannung an ADJ 1,25 V unter OUT liegt, muss Folgendes zutreffen:

$$V_{out} - I*R = 1.25$$ wobei I der Strom durch den Widerstand und R der 1,25-Ohm-Widerstand ist. Umstellen und Auflösen für Vout,
$$V_{out} = 1.25*(1+I).$$

Nehmen wir als Beispiel die beiden Extremfälle und betrachten den Strom in der Schaltung.

Fall 1
Der Stromkreis ist genau wie in der Grafik gezeigt offen. In diesem Fall ist die einzige Last auf der Schaltung die LED und der zugehörige Widerstand. Ausgehend vom OUT-Pin und unter der Annahme, dass die Vf der LED 1,2 V beträgt:

$$V_{out}-1.25*I-1.2V-100*I=0$$ $$I = 0.5mA$$ $$V_{out} = 1.25*(1+0.5mA) = 1.250625V$$

Fall 2
Die Ausgangsknoten sind miteinander kurzgeschlossen. In diesem Fall können wir die LED und ihren Widerstand ignorieren, da ihr Strom vernachlässigbar ist. Die Spannung über dem Widerstand wird vom LM317 so geregelt, dass sie 1,25 V unter dem OUT-Pin liegt. Da der Ausgang kurzgeschlossen ist, versucht er, so viel Strom wie möglich zu ziehen. Anwendung des Ohmschen Gesetzes:

$$1.25V = I * (1.25 Ohm)$$ $$I = 1.25V/(1.25 Ohm) = 1A$$ $$Vout = 1.25 * (1+1A) = 2.5V$$ Mit anderen Worten, der LM317 regelt die Spannung am OUT-Pin, um den Strom auf genau 1A zu halten, wenn die Schaltung versucht, mehr als 1A zu ziehen.

Der LM317 versucht, die Spannung zwischen den OUT- und ADJ-Pins auf 1,25 V zu halten. Bei einem Widerstand von 1,25 Ohm bedeutet dies, dass 1 A ausgegeben werden muss. Eine sehr kleine Menge dieses Stroms fließt zurück in den ADJ-Pin, und der Rest fließt durch die Last, unabhängig vom tatsächlichen Widerstand der Last.

Wenn die Impedanz der Last abnimmt oder zunimmt, gibt der LM317 zur Kompensation eine niedrigere oder höhere Spannung an OUT aus, sodass die Spannung zwischen den Pins OUT und ADJ immer 1,25 V beträgt.