Experiment 7 - Wärmeentwicklung des Spannungsreglers

Ein Spannungsregler wird bei einer schweren Last sehr warm. Um Probleme mit deiner Schaltung zu vermeiden, solltest du dir über einige Einzelheiten im Klaren sein...

Im Experiment 2 hast du festgestellt, dass bei einem ein Strom von I_out = 0,5 A nicht nur der Lastwiderstand, sondern auch der Spannungsregler sehr warm wird.

Dies ist keine Gefahr für den Spannungsregler 78xx, da er einen Überhitzungsschutz besitzt und sich abschaltet. Allerdings kann dies allerlei Probleme mit deiner Schaltung verursachen, wenn ein Spannungsregler sich unerwartet abschaltet. Du solltest also gut verstehen wie die Wärme entsteht und du sie abführst.

Schaltplan Wärmeentwicklung Spannungsregler 7805.

Schaltung Wärmeentwicklung Spannungsregler 7805. (Vergrößern)

Der Leistungsverlust P_D des 78xx, und damit die Umwandlung in Wärme, wird mit der Formel angegeben...

P_D = (U_in - U_out) × I_out + U_in × I_GND

Den Teil (Uin × IGND)  kannst du vernachlässigen, da IGND nur wenige μA beträgt.  Daher berechnet sich der Leistungsverlust... PD = (Uin - Uout) × Iout.      = (9,0 V - 5,0 V) × 0,50A = 2,00 Watt. Die resultierende Wärme muss abgeführt werden. Unter Umständen brauchst du dafür einen Kühlkörper. Allerdings kannst du auch versuchen, den Leistungsverlust einzuschränken...

Kühlkörper mit Spannungsregler 78xx (TO220-Gehäuse). (Vergrößern)