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Der LM338 ist ein geregelter linearer Spannungsstabilisator, der sich durch seine Fähigkeit auszeichnet, einen Strom von über 5 A zu liefern. Er ist ein Gerät mit drei Eingängen, d.h. er hat 3 Anschlüsse, nämlich Eingang, Ausgang und Regelung. Dies ermöglicht eine einfache Integration in verschiedene elektronische Schaltungen und Systeme. Der LM338-Chip kann in einem Ausgangsspannungsbereich von 1,2 V bis 32 V betrieben werden, was ihn vielseitig einsetzbar macht. Er eignet sich sowohl für elektronische Schaltungen mit niedrigen Spannungen als auch für Systeme, die höhere Spannungen benötigen. Wie ist er aufgebaut und was sind seine elektrischen Eigenschaften?
Bestandteile des LM338
Der Regeltransistor in der Schaltung des LM338 ist die Hauptkomponente, die für die Stabilisierung der Ausgangsspannung verantwortlich ist. Seine Aufgabe ist es, eine konstante Spannung aufrechtzuerhalten, unabhängig von Änderungen der Eingangsspannung oder der Last. Dank dieses Transistors kann die Schaltung eine kontinuierliche, stabile Spannung an die angeschlossenen Geräte liefern.
Die Steuerschaltung im LM338 wiederum überwacht die Ausgangsspannung und passt den Betrieb des Regeltransistors an, um dessen Stabilität zu gewährleisten. Es handelt sich um ein Feedback-System, das auf jede Abweichung von der eingestellten Ausgangsspannung reagiert und diese sofort korrigiert. Der Regelkreis ist eine Schlüsselkomponente, die die hohe Genauigkeit des Systems und seine Reaktion auf wechselnde Betriebsbedingungen gewährleistet.
Andere Komponenten des linearen Stabilisators LM338
Der thermische Schutz des LM338 wurde entwickelt, um den Schaltkreis vor Schäden durch übermäßige Erwärmung zu schützen. Wenn die Temperatur des Schaltkreises einen sicheren Schwellenwert überschreitet, reduziert der Schutzmechanismus automatisch den Ausgangsstrom oder schaltet den Schaltkreis vollständig ab. Dieser Schutz ist bei industriellen Anwendungen, bei denen die Schaltkreise hohen Temperaturen ausgesetzt sind, äußerst wichtig.
Der Stromkreis ist außerdem mit einem Überspannungsschutz ausgestattet, der vor schädlichen Spannungsspitzen schützt. Störungen dieser Art können durch Störungen im Stromnetz oder unerwartete Änderungen der Last auftreten. Solche Schutzvorrichtungen tragen dazu bei, die Stabilität der Ausgangsspannung zu erhalten. Darüber hinaus schützen sie den Stromkreis und die angeschlossenen Geräte vor möglichen Schäden durch Überspannungen.
Anwendungen des LM338
Der LM338 wird in geregelten Stromversorgungen eingesetzt und ermöglicht eine präzise Steuerung der Ausgangsspannung. Durch die Möglichkeit, die Ausgangsspannung von 1,2 V bis 32 V einzustellen, kann er in einer Vielzahl von Stromversorgungskonfigurationen verwendet werden. Wofür wird er sonst noch verwendet?
- Der LM338 wird in Batterieladegeräten verwendet. Seine Fähigkeit, eine stabile und geregelte Spannung zu liefern, macht ihn ideal für Anwendungen, die ein präzises Laden erfordern, wie z.B. Blei- und Lithium-Ionen-Batterien.
- Außerdem wird er in LED-Stromversorgungssystemen verwendet. In solchen Anwendungen ist eine stabile Ausgangsspannung erforderlich, um die Dioden vor Überspannung zu schützen. Darüber hinaus sorgt die Schaltung für einen effizienten Betrieb der Lichtquellen.
Wofür wird der LM338-Chip sonst noch verwendet?
In Labors und Prüfständen stellt der LM338 eine stabile Stromquelle für verschiedene Mess- und Prüfgeräte bereit. In Audiogeräten (einschließlich Verstärkern) wird der LM338 zur Versorgung von analogen Komponenten verwendet und bietet geringes Rauschen und Spannungsstabilität.
Der LM338 wird auch in Telekommunikationssystemen eingesetzt, wo er die stabile und geregelte Versorgungsspannung liefert, die für das ordnungsgemäße Funktionieren von Kommunikations- und Datenübertragungsgeräten erforderlich ist.
Elektrische Eigenschaften des LM338
Die elektrischen Parameter des einstellbaren Spannungsstabilisators LM338 sind wie folgt:
- Der Stromkreis kann maximal 5 Ampere liefern, was für Anwendungen geeignet ist, die eine höhere Last erfordern.
- Der Stabilisator kann bis zu 40 Volt am Eingang annehmen.
- Die für die ordnungsgemäße Funktion des Systems erforderliche Mindestspannung beträgt 4,2 V.
- Die maximale Spannung, die am Ausgang geliefert werden kann, beträgt 32 V.
- Die minimale Spannung, die am Ausgang eingestellt werden kann, beträgt 1,24 V.
Rauschen, Leerlaufstrom, Wärmewiderstand und Mindestlastkapazität
Der Spannungsrauschpegel ist ein Maß für unerwünschte Spannungsschwankungen in einer Schaltung. Für den LM338 beträgt er 37 µVrms. Dieser Parameter ist wichtig für Anwendungen, die eine hochpräzise Stromversorgung erfordern, insbesondere bei empfindlichen elektronischen Bauteilen. Der Ruhestrom ist der Strom, den der Spannungsstabilisator im Leerlauf aufnimmt. Im Falle des LM338-Chips beträgt er 0,045 mA. Ein niedriger Ruhestrom bedeutet weniger Energieverlust, was zu einer höheren Energieeffizienz beiträgt.
Der Wärmewiderstand bestimmt, wie gut es dem Chip gelingt, die während des Betriebs entstehende Wärme abzuleiten. Für den LM338-Chip beträgt er 23 °C/W. Die minimale Lastkapazität wiederum ist der Mindestwert des Kondensators, der an den Ausgang des Spannungsstabilisators angeschlossen werden kann. Für den LM338-Chip beträgt sie 0 µF, was bedeutet, dass der Stabilisator ohne einen externen Kondensator am Ausgang arbeiten kann.
Andere elektrische Parameter des LM338-Chips
Der Genauigkeitsparameter bestimmt die Präzision, mit der der Stabilisator die eingestellte Ausgangsspannung beibehält. Für den LM338-Chip beträgt er 2,4 %, was bedeutet, dass die Ausgangsspannung um bis zu 2,4 % von der eingestellten Spannung abweichen kann.
Der PSRR-Dämpfungswert bei 100 kHz gibt an, wie gut die Schaltung die Auswirkungen von Versorgungsspannungsschwankungen auf die Stabilität der Ausgangsspannung unterdrückt. Für die LM338-Schaltung beträgt dieser Parameter 10 dB. In der Praxis bedeutet dies, dass bei 100 kHz die Änderungen der Versorgungsspannung um 10 dB gedämpft werden. Dieser Wert ist besonders wichtig bei Anwendungen mit Schwankungen der Versorgungsspannung.
Die typische Spannung für den LM338-Chip beträgt 2700 mV. Dieser Parameter definiert den erwarteten Spannungswert für Standardbetriebsbedingungen. Mit anderen Worten, es ist der Basiswert der Ausgangsspannung, die der Chip bietet. Der Betriebstemperaturbereich von 0 bis 125°C stellt sicher, dass der LM338-Chip universell in einer Vielzahl von Betriebsumgebungen einsetzbar ist. Selbst bei intermittierendem oder permanentem Betrieb bei hohen Temperaturen behält der Chip seine stabile Leistung bei.
