LM338 Spanningregelaar: Datasheet, Pinout, Rekenhulpmiddel & Toepassingsschakelingen

De LM338 (National Semiconductor / TI) is een robuuste, instelbare 3-terminal positieve spanningregelaar in een TO-3 of TO-220 behuizing, good voor 5A continue stroom (piek 7A). Het is de "grotere broer" van de bekende LM317 (1.5A) en LM350 (3A). Dankzij uitstekende lijn- en belastingregeling (0.1% / 0.005%/V), thermische bescherming en stroombegrenzing, is het ideaal voor laboratoriumvoedingen, batteryladers en motorsturingen.

Kenmerken & Specificaties

• Uitgangsspanning: 1.25V tot 37V (instelbaar via 2 weerstanden).
• Max. Uitgangsstroom: 5A continu, 7A piek (met voldoende koeling).
• Lijnregeling: 0.005% / V (typisch).
• Belastingregeling: 0.1% (typisch).
• Thermische regeling: Gespecificeerd.
• Kortsluiting beveiligd: Ja (interne stroombegrenzing, temperatuurafhankelijk).
• Voedingsspanning (Vin - Vout): Max 40V verschil.
• Adjust-pin stroom (Iadj): ~50 µA (laag, kan vaak genegeerd worden).

Pin-configuratie (TO-220 / TO-3)

Pin 1 (Links/Metalen tab): ADJ (Regel) - Stelt uitgangsspanning in via R1/R2.

Pin 2 (Midden): VOUT - Geregelde uitgang.

Pin 3 (Rechts): VIN - Ongeregelde invoerspanning.

Let op: De metalen tab (TO-220) is elektrisch verbonden met VOUT (Pin 2). Isolatie tegen koelprofiel is vereist als VOUT ≠ GND.

Basisschakeling & Spanningberekening

Formule: Vout = 1.25V × (1 + R2/R1) + Iadj × R2.

Omdat Iadj (~50µA) klein is, wordt vaak de vereenvoudigde formule gebruikt: Vout ≈ 1.25V × (1 + R2/R1).

Standaardwaarden: R1 = 120Ω (aanbevolen voor minimale laststroom > 10mA), R2 = instelbaar (potmeter) of vaste weerstand.

Voorbeeld: R1=120Ω, R2=1kΩ → Vout ≈ 1.25 × (1 + 1000/120) ≈ 11.6V.

Praktische Toepassingsschakelingen

1. Enkele Potmeter voor Meerdere LM338 Modules (Parallelling)

Om de stroomvermogen te verhogen, kunnen LM338's parallel geschakeld worden. Een enkele potmeter (R2) op de gemeenschappelijke ADJ-pin regelt alle modules simultaan. Let op: Kleine verschillen in Vref (1.25V) kunnen stroomverdeling ongelijk maken. Voeg kleine emitter-weerstanden (bijv. 0.1Ω - 0.3Ω, 5W) in serie met elke VOUT toe voor betere verdeling.

2. Lichtgevoelige Regelaar (Fototransistor)

Vervang R2 (of deel ervan) door een fototransistor (LDR of phototransistor). Meer licht → lagere weerstand → lagere Vout → minder lamphelderheid. Creëert een zelfregulerend verlichtingssysteem (constant lichtniveau).

3. Temperatuurcontroller (Verwarming) met LM334 Sensor

De LM334 is een temperatuursensor (stroombron, 1µA/K). Aangesloten tussen ADJ en GND van de LM338. Temperatuur stijgt → LM334 weerstand daalt → ADJ naar GND getrokken → Vout daalt → Verwarming af. Einde: Constante temperatuur.

4. 13V 5A Laboratoriumvoeding (Klassiek)

• Trafo: 230V → 15V AC / 8A.
• Gleichrichter: Brug 8A (of 4x 1N5408 / SR520).
• Filter: C1, C5 = 4700µF - 10000µF / 25V-35V.
• Decoupling: C2, C3 = 100nF / 100V (nabij IC).
• Bescherming: D2, D3 (1N4007) over IN/OUT en ADJ/OUT. Optioneel: 6A zekering in + uitgang.
• Koeling: Groot koelprofiel (thermische weerstand < 1.5 K/W) is absoluut noodzakelijk bij 5A!

Werking: 230V AC → Trafo → 15V AC → Brugcel → Pulserende DC → Filter C → LM338 (Pin 3→1→2) → Geregelde DC Uitgang.

5. 12V Batterijlader met Stroombegrenzing

Gebruik de LM338 als stroombron (Constant Current) door een shunt-weerstand (Rsense) tussen VOUT en de batterij, en de ADJ-pin te koppelen over Rsense. Vout = 1.25V / Rsense. Bijv. Rsense = 0.25Ω → 5A laadstroom. Voeg spanningsbegrenzing (14.4V voor loodzuur) toe via extra circuitry (bijv. TL431) voor een complete CC/CV lader.

Ontwerp Tips & Valkuilen

• Koeling is Kritiek: Bij 5A en 15V val (Vin=30V, Vout=15V) is P = 75W. Zonder massive koeling gaat de IC in thermische shutdown.
• Minimale Last: Zorg voor > 10mA last (R1=120Ω zorgt hiervoor) voor stabiliteit.
• Condensatoren: 100nF keramisch nabij Vin en Vout is verplicht voor stabiliteit. Grote elco's voor rimpel.
• Beschermdiodes: Diodes over IN-OUT en ADJ-OUT voorkomen schade bij kortsluiting voeding of condensator ontlading.
• Isolatie: Gebruik mica/isolatieplaatje + nylon busje bij montage op geaard koelprofiel (Tab = Vout).

Samenvatting

De LM338 is een krachtige, veelzijdige lineaire regelaar voor toepassingen tot 5A. De eenvoud (2 weerstanden), robuustheid (thermisch, kortsluiting) en prestaties (lage rimpel, goede regeling) maken hem een favoriet voor DIY en professionele voedingen. Let altijd op adequate koeling en juiste condensatorplaatsing.

Wilt u een custom PCB-layout voor uw LM338 voeding of lader? Ons ontwerpteam helpt u graag.