Elektronikbauteile für den Hausgebrauch
Die Festspannungsregler der 78xx-Serie finden sich wohl in so ziemlich jeder Bastelkiste.
Für diejenigen, die die kleinen Bauteile noch nicht kennen:
Sie sind in der Lage, aus einer höheren Eingangsspannung eine stabile Ausgangsspannung zu erzeugen. Bei den klassischen 78xx-Reglern sollte die Eingangsspannung dafür ungefähr 3 V über der gewünschten Ausgangsspannung liegen. Wie viel tatsächlich nötig ist, hängt vom jeweiligen Typ und der Belastung ab. Natürlich darf auch die maximal zulässige Eingangsspannung nicht überschritten werden.
Die Regler sind intern gegen Überstrom und zu hohe Temperaturen geschützt und kosten nicht die Welt.
Die Bezeichnung verrät bereits die Ausgangsspannung. Der 7805 liefert also 5 V, der 7812 eben 12 V und so weiter. Es gibt sie mit maximalen Ausgangsströmen von 100 mA bis zu mehreren Ampere. Wichtig ist dabei unter anderem der Buchstabe, der zwischen der „78“ und der Spannungsangabe (z. B. 05) steht.
Ein 78S05 kann beispielsweise maximal 2 A bei 5 V liefern, der 78L12 dagegen 100 mA bei 12 V. Bei der einfachen Bezeichnung ohne zusätzlichen Buchstaben sind es in der Regel 1 bis 1,5 A. Ich habe beides schon in Datenblättern gefunden.
Hier ein Beispieldatenblatt zum LM7805. Da es mehrere Hersteller gibt, lohnt es sich, immer das zum tatsächlich verwendeten Typ gehörende Datenblatt zu benutzen.
Der Schaltungsaufbau benötigt nicht wirklich viele Bauteile.
Nimmt man die Beispielschaltungen aus den verschiedenen Datenblättern und hat eine wirklich saubere Eingangsspannung sowie kurze Leiterbahnen, kann man C1 und C2 unter Umständen sogar weglassen. Das hängt allerdings von der jeweiligen Schaltung und den Herstellerangaben ab.
C3 sollte meiner Erfahrung nach immer vorhanden sein. Ich habe schon erlebt, dass die 78er ohne diesen Kondensator ins Schwingen kommen. Das bedeutet, dass die Ausgangsspannung mit recht hoher Frequenz schwanken kann. Eine dahinter befindliche Schaltung kann damit natürlich nicht viel anfangen.
C3 soll genau das verhindern. Mit 100 nF als Faustregel habe ich bisher noch nie Probleme gehabt. Wichtig ist dabei auch, dass die Kondensatoren möglichst nah am Regler sitzen, damit sie ihre Aufgabe vernünftig erfüllen können.
Aber wie gesagt: Datenblatt! 
Mit der gezeigten Standardschaltung kann man bei den üblichen Hobbyanwendungen nicht viel falsch machen, solange man die Grenzen des Reglers berücksichtigt.
Ein wichtiger Punkt: Die Wärmeentwicklung
Was man bei diesen Reglern nicht vergessen darf, ist die Verlustleistung. Die Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang wird bei einem solchen Linearregler praktisch in Wärme umgesetzt.
Ein kleines Beispiel:
Am Eingang liegen 12 V an, am Ausgang des 7805 sollen 5 V bei 1 A zur Verfügung stehen.
12 V – 5 V = 7 V Spannungsdifferenz.
P = U × I = 7 V × 1 A = 7 W.
Das sind immerhin 7 W, die der kleine Regler in Wärme umsetzen muss. Ohne entsprechende Kühlung wird das nichts. Der eingebaute Temperaturschutz verhindert zwar normalerweise die thermische Zerstörung, aber wenn der Regler deshalb abschaltet oder die Ausgangsspannung einbricht, hilft das der angeschlossenen Schaltung auch nicht weiter.
Deshalb sollte man nicht nur auf den maximal angegebenen Ausgangsstrom schauen, sondern immer auch auf die Eingangsspannung und die daraus entstehende Verlustleistung.
Und wenn eine negative Spannung benötigt wird?
Das negative Gegenstück zu den 78er-Reglern sind die 79er. Sie werden eingesetzt, wenn statt einer positiven eine negative Versorgungsspannung benötigt wird, beispielsweise -12 V.
Vereinfacht gesagt sitzt der Regler dann im negativen Versorgungszweig. Das Funktionsprinzip ist ähnlich, allerdings ist die Anschlussbelegung anders. Einen 7805 einfach gegen einen 7905 auszutauschen, funktioniert also nicht!
Auch hier steht die Bezeichnung wieder für die Eigenschaften des Reglers. Ein 7912 liefert dementsprechend -12 V, je nach Ausführung beispielsweise mit einem maximalen Ausgangsstrom von 1 A.
Wie bei den positiven Spannungsreglern gilt auch hier: Das Datenblatt des tatsächlich verwendeten Bauteils ist entscheidend.
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So richtig Effizient sind sie ja nicht, die Spannungsregler der 78xx Reihe. Sicher, für eine schnelle und zuverlässige Lösung sind sie immer gut zu gebrauchen, spätestens bei verhältnismäßigen hohen Eingangsspannungen und/oder höheren Ausgangsströmen treten gerne Probleme auf.
