Spannungsregler sind elektronische Schaltungen zur Regelung von Spannungsquellen, Stromversorgungen und Netzteilen. Sie halten die Ausgangsspannung der Stromversorgungen innerhalb der spezifizierten Abweichungen.

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Spannungsregler im TO-220-Gehäuse, Foto: arduino-tutorial.de

Vom Verfahren her gibt es getaktete und lineare Spannungsregler, die Linearregler. Beiden Spannungsreglerarten liegt das Prinzip zugrunde, dass die Ausgangsspannung der Spannungsquelle mit einer stabilen Referenzspannung verglichen wird und Spannungsabweichungen zwischen den genannten Spannungen über ein Regelglied ausgeregelt werden. Um die Zerstörung von Spannungsreglern zu verhindern, haben diese häufig Schutzschaltungen. Eine Strombegrenzungsschaltung, die dann einsetzt, wenn der maximale Kollektorstrom überschritten wird, sowie eine, die die Betriebstemperatur des Halbleiter-Bauelements überwacht und diese so vor thermischer Überlast schützt, und eine weitere, die dafür sorgt, dass der sichere Arbeitsbereich, die Safe Operating Area (SOA), eingehalten wird.

Blockschaltbild eines Spannungsreglers

Linear- oder Längsregler sind elektronische Spannungsregler, die in Stromversorgungsschaltungen eingesetzt werden. Vom Prinzip her handelt es sich um Rückkopplungsschaltungen, bei denen die Ausgangsspannung mit einer Referenzspannung verglichen wird und eine Spannungsabweichung von der vorgesehenen Ausgangsspannung die Regelspannung für das Stellglied bildet. Die wichtigsten elektronischen Komponenten sind somit das Stellglied, die Referenzspannungsquelle aus Zenerdioden und der Differenzverstärker, mit dem die Differenzspannung verstärkt wird und der die Steuerspannung für das Stellglied erzeugt. Bei dem Stellglied handelt es sich um einen einzelnen Transistor oder eine Transistorkombination, einen Darlington-Transistor, der als Längstransistor in der Versorgungsspannung liegt und als kontinuierlich veränderbarer Widerstand arbeitet. Die Darlington-Schaltung sorgt in Längsschaltung für eine niedrige Ausgangsimpedanz. Minimalste Spannungsabweichungen der Ausgangsspannung des Stellglieds werden über den Fehlerverstärker verstärkt und steuern dadurch das Stellglied. Müssen kleinste Spannungsabweichungen von weniger als 100 mV ausgeglichen werden, kommen LDO-Regler (Low Dropout) zum Einsatz.