Welche Rolle spielen Transistor und Diode in einer Sanftanlaufschaltung?

Die Diode dient dazu, C2 durch die Glühlampe zu entladen, wenn die Batterie abgeklemmt wird.

Das Entladen von C2 "setzt" die Sanftanlaufschaltung zurück. Wenn C2 entladen und die Batteriespannung angelegt wird, gibt der LM317 an seinem Ausgang (Pin 2) eine Spannung aus, die die Spannung am Emitter des PNP-Transistors hochzieht. Da C2 entladen ist, liegt die Basis des PNP immer noch auf 0 Volt (ich gehe davon aus, dass der negative Anschluss der Batterie Masse ist, leider ist in diesem Schaltplan kein Massesymbol gezeichnet).

Zwischen Basis und Emitter des PNP liegt also eine Spannung an, die ihn einschaltet. Dadurch wird die Spannung am Emitter des PNP auf etwa 0,7 V begrenzt.

Der LM317 versucht, 1,25 V zwischen seinen Pins 1 (ADJ) und 2 (OUT) aufrechtzuerhalten, sodass die Ausgangsspannung jetzt auf etwa 0,7 V + 1,25 V = 1,95 V begrenzt ist. Solange C2 nicht geladen ist .

R3 lädt jedoch C2 auf, sodass die Spannung an C2 ansteigt und die Ausgangsspannung des LM317 damit ansteigt. Der PNP-Transistor verhält sich wie ein Spannungspuffer , er puffert (kopiert, mit einer Verschiebung von 0,7 V nach oben aufgrund von Vbe) die Spannung an C2 zum ADJ-Eingang (Pin 1) des LM317. Die Ausgangsspannung beträgt dann etwa: Vout = 1,95 V + V(C2).

Das Laden von C2 stoppt, wenn die normale Ausgangsspannung (eingestellt von R1 und R2) erreicht ist, dann steigt die Spannung an Pin 1 des LM317 nicht mehr an. Dann fließt fast kein Strom durch den PNP und C2 wird auf die gleiche Spannung wie der ADJ-Pin des LM317 geladen.

Wenn die Batterie abgeklemmt wird, muss C2 schnell entladen werden, damit die Schaltung für den nächsten Start bereit ist. Diese Entladung erfolgt durch die Diode. Ohne die Diode müsste sich C2 über R3 und den Rest der Schaltung entladen. Das wird eine Weile dauern, da R3 einen hohen Wert hat. Durch die Diode erfolgt die Entladung quasi „sofort“.

Zu Beginn ist C2 nicht geladen, sodass die Basis des Transistors auf Masse liegt und der Transistor leitet (sein Widerstand R ist niedrig). Das bedeutet, dass das Verhältnis R2/R, das hier das Verhalten des LM317 dominiert, hoch ist und der LM317 fast nicht leitet. Während sich C2 auflädt, leitet der Transistor immer weniger und das Verhältnis R2/R wird immer kleiner, wodurch der LM317 immer mehr leitet. Schließlich ist der Transistor nicht leitend und das Verhalten des LM317 wird durch das Verhältnis R2/R1 dominiert, das die endgültige Ausgangsspannung festlegt. Die Diode kann hier sein, um den LM317 vor einem Rückstrom zu schützen (aber ich sehe nicht, welchen Strom) oder wahrscheinlicher, um C2 nach dem Ausschalten zu entladen.