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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie dimensionier ich Glättungskondensator?


Autor: Micro Atze (micoatze)
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Hallo :)

Ich habe folgendes Problem. Ich bin mir gerade einen externen Akku für 
mein Handy am bauen und stoße gerade an mein erstes Problem (Über den 
Sinn des Vorhabens möchte ich nicht diskutieren ;) ). Ich habe eine 
Eingangsspannung von 7.2V (6*1,2V R6). Diese sollen auf 5V 
heruntergeregelt werden (der maximale Laststrom beträgt 600mA). Ich 
dachte da an den Spannungsregler IC 7805. Da ich ja eine galvanische 
Spannungsquelle habe. weiß ich nicht, ob ich 2 Kondensatoren vor und 
nach dem Regler brauche. Hatte mal gelesen, man sollte das machen. Weiß 
nun nicht, ob das auch für diese Art von Spannungsquellen gilt.
Wenn man nun Kondensatoren braucht, weiß ich absolut nicht, wie ich 
diese dimensionieren soll. Bei Wikipedia habe die Formel C = (I*t)/U 
gefunden (http://de.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A4ttungskondensator). Das 
Problem ist nur, dass ich keine Zeit t habe, also keine Frequenz.

Danke für jede Hilfe!!!

Autor: PillePAlle (Gast)
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ohne t kein c :-)

Da es akkus sind, reicht bestimmt je ein Keramikkondensator von 100nF an 
Ein- und Ausgang .Siehe Datenblatt des 7805.

Autor: Stefan P. (form)
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Mit Glättungskondensator hat das erstmal nix zu tun, nimm 2x 100nF am 
Ein- und Ausgang des 7805, um ein Schwingen zu vermeiden. Da Du per Akku 
speist brauchst Du da nichts weiter Glätten.

Und denk an die 2 Volt Regeldifferenz vom 7805. (Akku <7V -> Output <5V)

Autor: Tobias K (Gast)
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Also ich mache sowas Standart mässig
3 vor dem Regler
 100µ 10µ 1 µ
und 4 oder 5 nach dem Regler
100µ 10µ 1µ 1µ 1µ
Die großen sind dazu da um langsame große Spannugsschwankungen auszu 
gleichen
und die kleinen zind für schnelle kleine Spannungsschwankungen.

Autor: v erwirrter (Gast)
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Und die Drossel in der größe eines 400VA-Trafo nicht vergessen...

Autor: Micro Atze (micoatze)
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Super Danke :)

und wie komme ich auf die 100nF? Gibt es eine Formel zur Berechnung weil 
ich doch mal Größere Spannungsquellen habe. Ich will ein bisschen 
idividuell bleiben.

Danke :)

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Sascha T. wrote:
> und wie komme ich auf die 100nF?

Die dienen dazu, den 7805 am Schwingen zu hindern und stammen aus dem 
Datenblatt des 7805

> ich doch mal Größere Spannungsquellen habe. Ich will ein bisschen
> idividuell bleiben.

Wenn du dran denkst, die Eingangsspannung zu erhöhen, indem du mehr 
Batterieen am Eingang benutzt, läufst du in ein anderes Problem: 
Verlustleistung.

Angenommen du hast 15V Eingangsspannung. Dann muss der 7805 ja 10V 
vernichten um am Ausgang 5V zu bekommen. Wie macht er das? Nun, er 
verbrutzelt die überschüssigen 10V in Form von Wärme.

P = U * I = 10 * 0.6 = 6 Watt

Und mit 6W Verlustleistung wird der 7805 schon ordentlich warm. Zum 
Vergleich. Jetzt hast du 7.2V. Macht 2.2V Überschuss. 2.2 * 0.6 = 1.32 
Watt Verlustleistung. Und wenn du das ausprobierst und die 600mA mal 
tatsächlich ziehst, wirst du feststellen, dass der 7805 schon 'erhöhte 
Temperatur hat'. Wenn dann die Verlustleistung auch noch auf das 
Viereinhalbfache ansteigt .... :-)

Autor: Micro Atze (micoatze)
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Mit dem Thema Verlustleistung habe ich mich schon auseinandergesetzt. 
Ich denke, ich muss noch beachten, dass sich die Spannung an den 
Batterien ja verringert beim laden. Gut, also im Datenblatt. Darauf 
hätte ich auch kommen können^^ ;) Also logischerweise: Würde der IC 
nicht zum Schwingen kömmen, dann werde keine benötigt. Kommt bestimmt in 
der Praxis nicht vor. Können galv. Spannungsquellen auch zum schwingen 
kommen?

Danke für die tolle Hilfe :)

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Tobias K wrote:
> Also ich mache sowas Standart mässig
STANDAR*D*!!! STANDAR*D*!!! STANDAR*D*!!! STANDAR*D*!!! STANDAR*D*!!!

> 3 vor dem Regler
>  100µ 10µ 1 µ
Jo, den ersten könnte man aber noch aufpeppen. Früher(tm) hieß es Pi mal 
Daumen etwa 1 Millifarad pro Ampère, bei Audio-Gedöhns gern auch das 
Zehnfache.

> und 4 oder 5 nach dem Regler
> 100µ 10µ 1µ 1µ 1µ
Davon würde ich ganz dringend abraten. So richtig viel kapazitiven 
Ballast am Ausgang findet son Linearregler nämlich unheimlich geil, da 
kommt der nämlich kaum nach mit dem Regeln. Vor schnelle ICs und so 
weiter kann man 100nF packen, dann isses aber auch gut, hinter den 
Regler selbst vielleicht 10µ laut Datenblatt, damits nicht schwingt.

Achso, Batterie und Linearregler ist meistens per se ne doofe Idee, da 
wärn Schaltregler eher angebracht, wenns denn von den Anforderungen 
passt.

Autor: Micro Atze (micoatze)
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Was genau macht ein Schlatregler und wieso denkst du, dass dies besser 
sei bzw welche Vorteile hat dieser?

lg Sascha

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Sascha T. wrote:

> hätte ich auch kommen können^^ ;) Also logischerweise: Würde der IC
> nicht zum Schwingen kömmen, dann werde keine benötigt. Kommt bestimmt
> in der Praxis nicht vor.

Bei mir wars eher so, dass mir noch kein 7805 ohne diese 100nF ins 
Schwingen gekommen ist. Ich mach sie aber trotzdem rein, nur beim 
schnellen Aufbau auf dem Steckbrett spar ich mir die Kondis manchmal.

> Können galv. Spannungsquellen auch zum schwingen
> kommen?

Ähm. Es ist der Regelkreis im 7805, der ins Schwingen kommt.
Bitte jetzt nicht nachmachen, sondern nur in Gedanken durchgehen:
Mach mal bei deinem Auto den Fahrersitz lose, so dass er in seiner 
Schiene rollen kann. Dann steigst du aufs Gas und machst das Bein steif. 
Durchs Gasgeben beschleunigt zwar die Karrosserie aber nicht der Sitz. 
Der rollt in seiner Schiene nach hinten und zieht den Fuss vom Gas. 
Dadurch wird die Karrosserie wieder langsamer, der Sitz rollt nach vorne 
und drückt wieder mehr aufs Gas -> Karre wird wieder schneller, etc.
Sowas ist mit Schwingungen gemeint. Der komplette Regelkreis kommt ins 
Schwingen. Die Ausgangsspannung ist nicht konstant 5V, sondern pendelt 
um die 5V herum.

Autor: Micro Atze (micoatze)
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Gut erklärt ;)
Das kann ich mir gut vorstellen.
Jetzt hat mich haku auf diese Schaltregler neugierig gemacht.
Vielleicht ist es ja eine bessere Alternative, weiß nur noch nicht 
warum^^

lg Sascha

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Sascha T. wrote:
> Was genau macht ein Schlatregler und wieso denkst du,

Stell dir einen Akku vor.
An dem hängt ein Verbraucher, der 5V haben will und ihn leersaugen will.

Und dann hast du noch 12V zur Verfügung. Damit lädst du den Akku erst 
mal auf. Aber der Akku braucht natürlich seine Zeit um 12V zu erreichen, 
und fieserweise klemmst du deine 12V ab, wenn der Akku gerade so 5V 
erreicht hat. Jetzt kommt der Verbraucher und zutzelt aus dem Akku raus. 
Die Spannung sinkt auf 4.9V. Da kommst du wieder zum Zug und klemmst die 
12V wieder an den Akku -> die Akkuspannung steigt wieder, bei 5V am Akku 
klemmst du die 12V wieder ab.

Kurz gesagt: In schneller Folge klemmst du deine 12V immer wieder an den 
Akku um ihn auf 5V zu halten. Wie lange du die 12V angeklemmt lassen 
musst bestimmts du, indem du die Akkuspannung überwachst, die absinkt, 
wenn der Verbraucher am Akku lutscht.

> dass dies besser
> sei bzw welche Vorteile hat dieser?

Denk nach, was bei so einem Schema wohl an Verlustleistung anfallen 
wird.

Autor: Micro Atze (micoatze)
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ehrlich gesagt habe ich das jetzt nicht verstanden. Was macht denn der 
schaltregeler nu genau? also ich habe einen akku auf der einen seite mit 
7,6´2 Volt und einen anderen (handy-)Akku, der auf 5V aufgeladen werden 
will. wo ist da der Vrteil des Schaltregelers?

Sorry für die Nachfrage

lg Sascha

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>  100µ 10µ 1 µ
> und 4 oder 5 nach dem Regler
> 100µ 10µ 1µ 1µ 1µ
Viel hilft viel   :-o
EPCOS, AVX und Panasonic... freuen sich  ;-)

Den 100uF nach dem Regler solltest du aber etwas absetzen, denn dann 
könnte der wieder ins Schwingen kommen. Allerdings vermisse ich hier die 
Kondensatoren für den höheren Frequenzbereich, schreib da lieber noch 
ein paar 100nF Kerkos dazu.

Autor: Z8 (Gast)
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>Autor: PillePAlle (Gast)
>Datum: 22.04.2009 16:00

>ohne t kein c :-)

>Da es akkus sind, reicht bestimmt je ein Keramikkondensator von 100nF an
>Ein- und Ausgang .Siehe Datenblatt des 7805.

Yes Sir.  ! Z8

Autor: David (Gast)
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>>Also ich mache sowas Standart mässig
>>3 vor dem Regler
>> 100µ 10µ 1 µ
>>und 4 oder 5 nach dem Regler
>>100µ 10µ 1µ 1µ 1µ

na ich mach da zusätzlich vor und nach dem regler jeweils noch ein 100n, 
10n, 1n und 100p daran, um die schwingungen von sämtlichen frequenzen zu 
auszugleichen...
ausserdem hat es sich bewährt, den 100u durch 5x22u zu ersetzen, die 5 
zusätzlichen u helfen bei ganz bösen schwingungen...

aber bitte nur epcos verwenden, von denen hab ich aktien... lach

eine andere möglichkeit wäre es, sich an datenblatt zu halten...

Autor: Holger T. (holgert)
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@Sascha,

der Akku aus Karl Heinz Bucheggers Beispiel hat mit deinem Akku (7,2V) 
nichts zu tun. Er hat nur das Prinzip des Schlatreglers erklärt. Dein 
7,2V Akku entspräche seiner Eingangsspannung von 12V. Sein "Akku" ist in 
Wirklichkeit ein Kondensator.

Fazit: Den Schaltregler hängst du genauso zwischen deinen Akku und die 
5V  benötigende Schaltung, nur wird durch ihn nicht unnötig viel Energie 
in Wärme umgesetzt.

Gruß
HolgerT

Autor: Planer (Gast)
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Hallo Sascha,

eigentlich wollte ich ja selbst ne Frage ins Forum schreiben aber 
erstmal ne Antwort an für Deine Frage. Also die Erklärung von Karl heinz 
Buchegger fand ich schon nicht schlecht, nur meinte er mit dem "AKKU" 
nich Deinen Handyakku sondern der wäre in seinem Beispiel der 
Verbraucher. Sein "AKKU" ist in der Praxis meist eine Spule (oder ein 
Kondensator verbessert mich wenns falsch ist)die, die Energie für eine 
kurze Zeit speichern, je nachdem einige ms.
Der Energiespeicher wird auch Zwischenkreis genannt. Das Prinzip hat er 
ja schon erklärt wie es technisch umgesetzt wird kannst du hier lesen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Schaltregler

es gibt dann noch Abwärts und Aufwärts Regler du brauchst dann einen 
Abwärtsregler das ist auch der den er erklärt hat.

http://de.wikipedia.org/wiki/Abwärtswandler

hoffe es hat dir geholfen.

Autor: Planer (Gast)
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Fetzt ja unabhängig fast die gleiche Wortwahl in der Erklärung ;-)

Autor: Frank B. (frankman)
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Tobias K wrote:
> Also ich mache sowas Standart mässig
> 3 vor dem Regler
>  100µ 10µ 1 µ
> und 4 oder 5 nach dem Regler
> 100µ 10µ 1µ 1µ 1µ
> Die großen sind dazu da um langsame große Spannugsschwankungen auszu
> gleichen
> und die kleinen zind für schnelle kleine Spannungsschwankungen.

So ein Bullshit, bei Akkus!
Es würden 2 x 100nF reichen!

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Beim Schaltregler isses meistens eine Spule, der Kondensator wär viel zu 
träge.
Und die viel zu vielen Mikrofarad am Ausgang des Linearreglers sind 
immer noch Mist.

Autor: Micro Atze (micoatze)
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Ihr sprecht euch super ab. hehe ;)

Erstmmal danke für die Tollen Antworten/Hilfen und Anregungen. Werde 
mich mal für den Schaltregler entscheiden wenn er weniger 
Verlustleistung hat. Ist auch wichtig weil mein Strom ja auch begrenzt 
ist. Ein Schaltregler braucht dnn auch wieder vor und hinter ihm einen 
Kondensator (wieder im Datenbaltt zu finden?) ?

lg Sascha

Autor: Fralla (Gast)
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Der Kondensator oder Spule wird nicht Zwischenkreis genannt. 
Zwischenkreise werden eingesetzt wenn verschiedene Wandler-Topologien 
gekoppelt werden sollen, zb PFC->Zwischenkreis->DC/DC
Der Zwischenkreis kann als Spannungszwischenkreis (Kondensator) oder 
Stromzwischenkreis(Induktivität) ausgeführt sein.

MFG

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Frank B. wrote:
> Tobias K wrote:
>> Also ich mache sowas Standart mässig
>> 3 vor dem Regler
>>  100µ 10µ 1 µ
>> und 4 oder 5 nach dem Regler
>> 100µ 10µ 1µ 1µ 1µ
>> Die großen sind dazu da um langsame große Spannugsschwankungen auszu
>> gleichen
>> und die kleinen zind für schnelle kleine Spannungsschwankungen.
>
> So ein Bullshit, bei Akkus!
> Es würden 2 x 100nF reichen!

Jup. Und wurde ja auch schon gesagt: Unmittelbar hinter dem Regler 
kommen nur genau die Kondensatoren, die im Datenblatt vorgeschlagen 
werden, nicht mehr und auch nicht weniger. Gründe siehe haku's Post 
oben.

Autor: Fralla (Gast)
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>Ein Schaltregler braucht dnn auch wieder vor und hinter ihm einen
>Kondensator (wieder im Datenbaltt zu finden?) ?

Ja, nur hat der Kondenstor eine andere Auswirkung, mit sein er größe 
wird dirket die Welligkeit der Ausgangsspannung bestimmt. 
Dimmensionierungshinweise gibts meist im Datenblatt.

Autor: Micro Atze (micoatze)
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Super, habt mich alle ein großes stück weitergebracht. Klasseforum. 
Respekt. Wenn ich auf mein Nächstes Problem stoße melde ich mich wieder 
:) Spätedtens dann wenn es im Solarzellen geht. Wird ein Projekt was ich 
nach und nach ausbauen will :)

VIELEN DANK AN ALLE!!!

lg Sascha :)

Autor: Planer (Gast)
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Erstmal Danke für die Verbesserung, Fralla, genau so meinte ich das mit 
dem Zwischenkreis. ;-)

Und Dir Sascha viel Spaß bei Deinen Projekt. Solarzellen: da dann auch 
den Innenwiderstand berücksichtigen. Oder besser die Last an den Zellen, 
der Innenwiderstand ist ja fest nur wird da in Abhängikeit von der Last 
mehr oder weniger "verheizt". Aber das ist schon wieder ein anderes 
Theman....
Schönen Abend noch ich geh erstmal in die Kneipe ;-)

Autor: Micro Atze (micoatze)
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Guten Durst!

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