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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 5V ca.3A im KFZ erzeugen


Autor: Joerg Klauke (c3b)
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Hi Leutz

Ich möchte gerne einen elektrisch ausfahrbaren Navibildschirm in meinem 
Auto realisieren. Dieser soll über einen uC und einen RC-Servo 
angesteuert werden.

Ich habe bereits einen uC im Auto und dieser bezieht seine 5V über einen 
7805. Funtz super. Allerdings ohne Schutzdiode, Eingangsspule, etc.

Nun habe ich viel gelesen und die Suche benutzt. Ich habe auch eine 
Menge gefunden, aber leider nicht für ca. 3A.

Momentan stehe ich auf dem Standpunkt, das ein LM2670-5.0 das richtige 
ist. Allerdings bin ich etwas überfragt, bezüglich der Eingangsdrossel. 
Sie soll ja 2xImax ausgelegt sein. Aber welche Induktivität (47uH?). 
Weiterhin soll eine Schutzdiode verbaut werden. PK6.. finde ich weder 
bei Reichelt noch bei Conrad.

Vielleicht hat ja schon einer von euch so etwas gebaut oder hat einen 
Link für mich. Ich würde mich freuen, wenn hier so etwas wie eine 
Schaltung bzw. eine Bestellliste entstehen würde. Es muß auch nicht 
zwingend der LM2670 sein. Bin für alles offen. Möchte es aber auch 
verstehen können.

Noch etwas. Die ca. 3A fließen nicht kontinuierlich. Wenn der Bildschirm 
aufgefahren ist, regelt der Servo nur noch die genaue Position. Da ich 
aber einen Servo mit viel Kraft brauche, steigt der Strom kurzzeitig an.

Gruß

c3b

Autor: R. Freitag (rfr)
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Linear technology bietet auch passende Regler an, und für deine Spule 
sind im Datenblatt 33 µH festgehalten.

Gruss

Robert

Autor: Ralph Fischer (Gast)
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Moin,

>Weiterhin soll eine Schutzdiode verbaut werden. PK6.. finde ich weder
>bei Reichelt noch bei Conrad.

Guck doch mal nach P6K...  :-)

Liebe Grüße aus der Wesermarsch

Ralph

Autor: Joerg Klauke (c3b)
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Hi Leutz

Danke für eure Antworten. Wie man unschwer erkennen kann, ist meine 
Schaltung aus dem Linear-Programm. Warum 33 uH? Kann man das berechnen 
oder gibt es sonst eine Erklärung? Und ja, ich habe nach P6K gesucht. Es 
gibt aber keine 18V. Und die 15V ist mir etwas zu knapp. 14,5V im KFZ 
ist ja keine Seltenheit. Also werde ich mal eine Liste beginnen und 
hoffen, das sie von euch bzw.von mir (wenn ich wieder etas schlauer bin) 
weitergeführt wird.

Bauteil         Typ       Wert          Artikelnummer
Step Down       LM2670-5  5V/3A         ???
D1              1N5400    50V/3A        Reichelt 1N5400
L1              ???       47uH/6A       ???
Cin             ???       66uF/16V      ???
CB              ???       0,01uF        ???
Cout            ???       300uF/16V     ???
D2              P6KE18A   18V           ???
D3              B320      20V/3A        Reichelt SB320?
L2              ???       22uH/6A       ???

Fragen:
Brauche ich eine Schutzdiode über den Step Down, wie beim 7805?
Wie ist die Bezeichnung der Spulen? 
(Ringkern,Luftspule,Festinduktivität)
Was nehme ich für Kondensatoren? (Tantal,Keramik,Folie)
Wo kann ich die Bauteile bestellen?

Gruß

c3b

Autor: gast (Gast)
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Elkos sind zu klein in der Spannung.
Warum eine Spule mir 6A, wenn der Wandler nur 3A kann ?
Elkos gibt es bei Reichelt und Spulen auch.
Schau mal unter mesc für die Spulen oder Misc.

Autor: gast (Gast)
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Nimm doch einen Festspannungsregler für 3A.
Gibt es doch genug. Oder 5A usw.....
Werden wie der 7805 angeschlossen.
Auf Kühlung achten !!!!!!

Autor: Matthias S. (da_user)
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Du im Forum von car-pc.info mal den User "cermy" fragen, der bietet 
solche Netzteile an, sogar zu nen vernünftigen Preis. Evtl. verrät er 
dir auch, was er da so verbastelt.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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die impulsströme bei getakteten wandlern liegen naturgemäß höher als der 
konstante ausgangsstrom. eine 3A spule in einem sauber abgestimmten(!!) 
3A step-down-wandler mag noch funktionieren (empfehlen würde ich es 
trotzdem nicht!), aber bei einem 3A step-up fängt die nach sehr kurzer 
zeit das rauchen an.

festspannungsregler könnte auch gehen. wenn es nur eine sehr kurzzeitige 
belastung ist (und dies sichergestellt werden kann) braucht man auch 
keinen allzu großen kühler weil sich der aufbau "nach der arbeit" einige 
zeit wieder abkühlen kann. sind halt 21W verlustleistung, so viel wie 
eine bremslicht-lampe zieht. bei 14V wenn der motor läuft sogar 27W. 
wirklich schön ist das nicht, ich würd den step-down bauen. der kann die 
3A dann auch dauerlast wenn's sein muß.

eine schutzdiode wie beim 7805 brauchst du eigentlich nicht. man kann 
das machen, dann aber vom ausgang direkt auf den eingang und nicht nur 
über den IC. habe ich aber noch nirgendwo gesehen.

als L1 funktioniert jede entstörspule die die stromtragfähigkeit hat.

für L2 brauchst du eine speicherdrossel, das sind meistens kleine 
ringkerne (würde ich für 3A dauer jedenfalls nehmen) mit 20-30 windungen 
draht drauf.

für die beiden Cs unbedingt low-ESR typen nehmen sonst werden die dinger 
warm und leben nicht lange. außerdem hast du dann einen stärkeren ripple 
auf der ausgangsspannung. die spannungsfestigkeit des Cin sollte 25V 
betragen, nicht darunter. 16V gehen zwar prinzipiell auch, das 
KFZ-bordnetz ist aber eine recht raue umgebung und daher würd ich zur 
sicherheit 25V typen nehmen. ausgangsseitig geht alles ab 6,3V aufwärts. 
wenn du vom platz her kannst würd ich die beiden Cs noch etwas 
vergrößern, das kann bei 3A nicht schaden. also beide um 1000µF wenns 
nach mir geht. parallel dazu kann man auch noch je einen 0.1µF 
folienkondensator verbauen um hochfrequente anteile von den spannungen 
zu bekommen, mit denen die elkos nicht so gut klarkommen.

D3 muß unbedingt eine schnelle schottky-diode sein. 3A sind knapp aber 
okay wenn die diode höhere spitzenströme um 5A (und 3A dauer) kann.

Autor: Michael (Gast)
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>eine schutzdiode wie beim 7805 brauchst du eigentlich nicht. man kann
>das machen, dann aber vom ausgang direkt auf den eingang und nicht nur
>über den IC. habe ich aber noch nirgendwo gesehen.

Eine Schutzdiode wie beim 7805 ist nicht nur "eigentlich nicht nötig" 
sondern sie ist nicht nötig. Der Grund hierfür ist im internen Aufbau 
begründet.
In einem 7805 liegen einige Bauteile, die eine Verpolung gar nicht mögen 
zwischen Eingang und Ausgang. Steigt die Spannung hoch genug kann 
genügen Strom fliesen und die Bauteile gehen über den Jordan. 
Transistoren werden nicht mehr wie geplant betrieben, es kommt im Innern 
des Festpannungsreglers zu Stromflüssen die nie geplant waren und dann 
auch noch zu hoch, Bauteile sterben den Hitzetod.
In einem Schaltregler hat man i.d.R. zwischen Eingang und Ausgang die 
D-S-Strecke eines FETs (Prinzip eines Step-Up mal anschauen, der 
Schaltregler sitzt da, wo der Schalter ist, er ist quasi Schalter und 
Taktgenerator in einem). Und der ist die Polung ziemlich wurscht, die 
geht nur kaputt wenn der Strom an sich zu hoch wird. Mal ganz davon 
abgesehen, dass die Bulk-Diode ja schon als Quasi-Schutzdiode drinnen 
steckt.

Autor: Joerg Klauke (c3b)
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Hi Leutz

Danke für die Antworten. Ich hab mich mal durchgearbeitet und bin zu 
folgendem Ergebniss gekommen.

Bauteil         Typ               Wert         Artikelnummer
Step Down       LM2676-5          5V/3A        Segor LM 2576T-5.0
D1              1N5400            50V/3A       Reichelt 1N5400
L1              Ringkerndrossel   47uH/6A      Segor RKD 47uH/5A
Cin             low ESR           1000uF/25V   Reichelt RAD FC 1000/25
CB              ???               0,01uF       ???
Cout            low ESR           1000uF/25V   Reichelt RAD FC 1000/25
D2              Schutzdiode       15,3V        Segor P6KE18A
D3              Schottky Diode    30V/5A       Reichelt SB 560
L2              Ringkerndrossel   33uH/5A      Segor ESD 33uH/5A
Cinpeak         ImpulsC           10nF         Reichelt FKP-1-2000 10N
Coutpeak        ImpulsC           10nF         Reichelt FKP-1-2000 10N

Jetzt bleibt mir nur noch der CB. Was ist das für ein Kondensator? Auch 
Folie? Irgendwie kann ich es im Datenblatt nicht erkennen.

Außerdem veruche ich mal Kontakt mit cermy aufzunehmen. Man muß ja das 
Rad nicht neu erfinden.

Gruß

c3b

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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CB kannst nehmen was gerade zur hand ist, folie oder keramik, nur keinen 
elko.

Autor: Joerg Klauke (c3b)
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Hi Leutz

Also sieht meine Bestellliste wie folgt aus:

Bauteil         Typ               Wert         Artikelnummer
Step Down       LM2676-5          5V/3A        Segor LM 2576T-5.0
D1              1N5400            50V/3A       Reichelt 1N5400
L1              Ringkerndrossel   47uH/6A      Segor RKD 47uH/5A
Cin             low ESR           1000uF/25V   Reichelt RAD FC 1000/25
CB              ImpulsC           0,01uF       Reichelt FKP-1-2000 10N
Cout            low ESR           1000uF/25V   Reichelt RAD FC 1000/25
D2              Schutzdiode       15,3V        Segor P6KE18A
D3              Schottky Diode    30V/5A       Reichelt SB 560
L2              Ringkerndrossel   33uH/5A      Segor ESD 33uH/5A
Cinpeak         ImpulsC           10nF         Reichelt FKP-1-2000 10N
Coutpeak        ImpulsC           10nF         Reichelt FKP-1-2000 10N

Sind die Ringkerndrosseln die richtigen?
Brauche ich einen Kühlkörper?

Gruß

c3b

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Bist du FKP Kondensator-Fetischist? Einfache X7R oder X5R 
Keramikkondensatoren reichen absolut und sind viel günstiger.

Wegen dem Kühlkörper musst du mal die entsprechende Passage im 
Datenblatt lesen, wo du die gesamte Verlustleistung ausrechnen kannst.

Und warum bestellst du teilweise bei Segor? Alle Teile bekommt man bei 
Reichelt.

Autor: Joerg Klauke (c3b)
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Hi Simon

Nee, bin kein Fetischist. Hab nur gedacht, dann bestelle ich nur eine 
Sorte. Mit dem "gibt es alles bei Reichelt" must du mir mal helfen. 
Entweder ich bin blind (blöd) oder ich stehe auf der Leitung. Währe 
super nett, wenn du mir helfen könntest alles bei Reichelt zu bestellen. 
Ist mir natürlich auch lieber.

Danke.

c3b

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Hi,

LM2576-5: "LM 2576 T5,0"
Ringkerne: "L-PISR 33µ"
Schutzdiode: "1,5KE 18A" oder "1,5KE 18CA"
10nF C: "X7R-2,5 10N"

Autor: Joerg Klauke (c3b)
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Hi Leutz

Also aktualliesiert sieht meine Bestellliste wie folgt aus:

Bauteil         Typ               Wert         Artikelnummer
Step Down       LM2676-5          5V/3A        Reichelt LM 2576-5,0
D1              1N5400            50V/3A       Reichelt 1N5400
L1              Ringkerndrossel   47uH/6A      Segor RKD 47uH/5A
Cin             low ESR           1000uF/25V   Reichelt RAD FC 1000/25
CB              ImpulsC           0,01uF       Reichelt X7R-2,5 10N
Cout            low ESR           1000uF/25V   Reichelt RAD FC 1000/25
D2              Schutzdiode       18  V        Reichelt 1,5KE 18A
D3              Schottky Diode    30V/5A       Reichelt SB 560
L2              Ringkerndrossel   33uH/5A      Reichelt L-PISR 33µH/5,6A
Cinpeak         ImpulsC           10nF         Reichelt X7R-2,5 10N
Coutpeak        ImpulsC           10nF         Reichelt X7R-2,5 10N

Ist ja echt super. Vielen Dank. Jetzt habe ich nur noch Probleme mit der 
47uH Spule. Die von Reichelt hat nur 4,6A. Irgendwo habe ich gelesen man 
sollte die Eingangsdrossel 2xImax auslegen. Stimmt das oder reichen auch 
1,5xImax? Ach ja, hat jemand einen guten Tipp, wie ich die SMD auf mein 
Breadboard oder meine Lochrasterplatine bekomme? Hab mich bis jetzt noch 
nicht so richtig an SMD herangetraut. Ist ganz schön klein.

Gruß

c3b

Autor: Manuel B. (j-manuel)
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Hallo Joerg,

Falls für Dich Platine entwickeln nicht in Frage kommt, dann gibts
bei Reichelt folgende SMD Platine (Artikel-Nr.: RE 435LF -> 9,50,- 
Euro).

Wenn du Bauteile aus SMD auf dein Breadboard testen möchtest, dann musst 
Du die SMD Platine bestücken (Löten) und Stiftkontakte bzw. Kabel 
anbringen die die Verbindungen zum Breadboard Realisieren.

PS:
Schön feine Lötspize verwenden !

Falls Du noch kein passender Lötkolben besitzt dann besorge Dir den 
MULTITIP 910BD von ERSA, günstiger als eine Lötstation, handlich und bei 
Auslieferung schon Feine Spitze dabei.


Gruß

Manuel

Autor: Manuel B. (j-manuel)
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Ach was ich vergessen habe,
besorge dir noch ein paar billige SMD Bauteile zum Probelöten, da beim 
ersten mal doch das eine oder andere schief gehen kann.

Gruss
Manuel

Autor: BMK (Gast)
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Reichelt hat übrigens gute Ringkerne für den Zweck.
z.B. ein T94-18 mit 35 Windungen 1 mm CuL bewickelt
ergibt eine hochwertige Speicherdrossel mit ca 50µH
und 20mOhm DC-Widerstand, also halb soviel wie die
von Segor und geringen magnetischen Verlusten.

Autor: Joerg Klauke (c3b)
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Ja, die Idee mit dem selber wickeln ist mir auch schon gekommen. Hab 
auch schon mal beim durchstöber des www irgendwo eine Seite dazu 
gefunden gehabt. Mal schaun ob ich die wieder finde.

Gruß

c3b

Autor: Lou Cyfer (lou)
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warum so kompliziert?

Wenn du dich lieber um cooler schaltungen kümmern möchtest, dann 
verwende dieses fertiggerät: "KFZ-KLEINGERÄTEADAPTER SMP-40" beim blauen 
C.
Gibt es mit 2-,3-,5000 mA
Die schaltung an sich ist sehr kompakt (switcher).

Damit betreibe ich schon >2 Jahre einen 
uC+(linux)mediaplayer+2.5"harddisk (TFT läuft direkt an 12V) in meinem 
auto. beim zünden bricht die bordspannung auf ca.8-9V ein. Das regelt 
der wandler sauber weg; der mediaplayer läuft kontinuierlich durch :)

Saubere sache das.

und so ganz am rande: nur weil man für einen "anlauf" (z.b. für den 
ersten großen servo-schritt) mal kurz mehr strom benötigt, braucht man 
nicht unbedingt gleich einen großen regler.
=> alternative 1: viel cap;
=> alternative 2: andere ansteuerung (kleinere schritte, größere pausen)

cu,
lou

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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kaufen kann jeder! selbst ist der mann.

Autor: Joerg Klauke (c3b)
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Hi Leutz

Teile sind bestellt und ich werde in den nächsten Tagen die Schaltung 
aufbauen und ausgiebig testen.

Weiterhin habe ich bei ELV Step Down Regler als Bausätze gefunden. Da 
sind sogar Schaltpläne mit dabei.

Weitere Infos folgen.

Gruß

c3b

Autor: Joerg Klauke (c3b)
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Hi Leutz

Ich habe die Schaltung einmal auf meinem Breadboard aufgebaut und muss 
sagen, funzt super. Bei einem Strom von 2,5A habe ich schonb getestet. 
Der LM wird zwar ganz schön heiß, aber er verrichtet seine Arbeit.

Weiteres folgt.

Gruß

ich

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