Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannung runtertransformieren


von Tomas H. (pic_einsteiger)


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Ich benötige für meine Schaltung bis zu 4A-5A bei 3,3V.
Eine Spannung von 24V(mit Max. 30A) wird mir von meinen Netzteil bereit 
gestellt.
Nun stehe ich vor dem Problem die Spannung runterter zu transformieren.

Mein erster Gedanke war es einfach einen Festspannungsregler (wie ich es 
sonst immer) zu verwenden, jedoch bin ich mir nicht mehr sicher ob ein 
derartiger Spannungsabfall bei so hoher Stromstärke sinnvoll möglich 
ist.

Alternativ könnte ich auch einen Step-Down-Wandler aufbauen.

Meint ihr, das ein Festspannungsregler da noch ausreicht? (Zb der LM 
1084 IT3,3 von 
Reichelt([url]http://www.reichelt.de/ICs-LM-LS-/LM-1084-IT3-3/index.html?;ACTION=3;LA=5;GROUP=A215;GROUPID=2912;ARTICLE=39421;START=0;SORT=user;OFFSET=500;SID=11TnpFFX8AAAIAADruHfAa58896d1e914c832700aacb7704e25c5[/url]))
Wenn nein, wie würdet ihr es machen? Mit einem Step-Down-Wandler? Oder 
vielleicht einen Step-Down-Wandler für die grobe runterregelung und 
danch einen stincknormalen Festspannungsregler?
Welche Induktivität und Kapazität bräuchte ich dann für den 
Step-Down-Wandler?
Im Internet habe ich bis jetzt noch keine Formeln gefunden. Ich weiß 
lediglich wie man den Spannungsabfall bei gegebenen On-Off-Verhältnis 
berechnet.

Ich stehe momentan noch völlig im Dunkeln wie ich sowas am besten 
angehe.
Ich bin also für jeden Tipp dankbar. ;-)

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Hast du schon mal über den Einsatz eines fertigen DC/DC Wandlers 
nachgedacht?

von Andreas K. (derandi)


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von ... (Gast)


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Tomas H. schrieb:
> Nun stehe ich vor dem Problem die Spannung runterter zu transformieren.

Ein Transformator funktioniert grundsätzlich nur mit Wechselspannung. 
Die Beschreibung hört sich aber eher nach Gleichspannung an.
Wegen der Höhe der Eingangsspannung und des Stromes würde mit einem 
Linearregler erhebliche Verlustleistung entstehen, so dass eigentlich 
nur ein Schaltregler sinnvoll ist.

von designer (Gast)


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Andreas K. schrieb:
> Wie wärs mit zwei von den Schätzchen hier:
> http://www.reichelt.de/index.html?ARTICLE=89775

Für 4-5A müßte man dem noch deutlich unter die Arme greife

von TestX .. (xaos)


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@TO
was für anforderungen hast du an die 3.3V, wenn es für messsignale etc 
ist solltest du mit einem step-down auf 3.5V runter und dann mit einem 
LDO auf 3.3V.
sollte es allerdings für eine digitalschaltung sein (mcu und so weiter) 
reicht ein normaler step-down regler. schau einfach bei TI, Analog, 
Maxim etc. in der parametrischen suche nach was deine anforderungen 
erfüllt!

von MaWin (Gast)


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Vergiss (lineare) Festspannungsregler, nimm einen Step-Down-Wandler, und 
zwar gleich den richtigen, z.B. LM2678-3.3 mit den Bauteilen die dir die 
Software bei National ausrechnet, oder ähnlich.

von Tomas H. (pic_einsteiger)


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Erstmal dankie für die Antworten. :-)

Magnus Müller schrieb:
> Hast du schon mal über den Einsatz eines fertigen DC/DC Wandlers
> nachgedacht?
Nein, allerding denke ich das ich für DC-DC Wandler schon sehr tief in 
die Tasche greifen müsste.
Bei Reichelt gibt es auch keine Wandler für mehr als 3W. Ich bräuchte 
aber 16W(≈3,3V * 5A).



Andreas K. schrieb:
> Wie wärs mit zwei von den Schätzchen hier:
> http://www.reichelt.de/ICs-NE-SA-/P-3596-L-3-3/ind...
Wo ist der nennenswerte Vorteil gegenüber meinen oben gezeigten 
Spannungsregler?
Kann man eigentlich Spannungsregler bedenkenlos parallel schalten um die 
maximale Stromstärke zu erhöhen?

... schrieb:
> Tomas H. schrieb:
>
>> Nun stehe ich vor dem Problem die Spannung runterter zu transformieren.
> Ein Transformator funktioniert grundsätzlich nur mit Wechselspannung.
> Die Beschreibung hört sich aber eher nach Gleichspannung an.
> Wegen der Höhe der Eingangsspannung und des Stromes würde mit einem
> Linearregler erhebliche Verlustleistung entstehen, so dass eigentlich
> nur ein Schaltregler sinnvoll ist.
Ich würde halt einfach einen Rechteckoszillator dahinter hängen. Denn 
kann man ja ganz einfach mit einem 555, ein paar OPs oder einen kleinen 
Pic(12F, 10F) aufbauen.
Ich würde jetzt spontan vermuten das sich die Verluste in Grenzen halten 
würden.
Diesbezüglich fand ich die Seite recht aufschlussreich:
http://sprut.de/electronic/switch/schalt.html

Andi D. schrieb:
> Was für Anforderungen hast du an die 3.3V, wenn es für Messsignale etc
> ist solltest du mit einem Step-Down auf 3.5V runter und dann mit einem
> LDO auf 3.3V.
> Sollte es allerdings für eine Digitalschaltung sein (mcu und so weiter)
> reicht ein normaler Step-Down Regler. schau einfach bei TI, Analog,
> Maxim etc. in der parametrischen Suche nach was deine Anforderungen
> erfüllt!
Die Spannung ist für Gleichstromaktoren. Der benötigte Pic und die vier 
zusätzlichen Digital-ICs bekommen eine eigene Spannungsquelle. Verbunden 
werden die beiden Schaltbereiche dann mit ein paar ULN2803 und 
Transistoren wie dem BD244.


MaWin schrieb:
> Vergiss (lineare) Festspannungsregler, nimm einen Step-Down-Wandler, und
> zwar gleich den richtigen, z.B. LM2678-3.3 mit den Bauteilen die dir die
> Software bei National ausrechnet, oder ähnlich.
Der Wandler sieht ganz brauchbar aus.
Schau ich mir gleich genauer an. :-)

von Dietrich L. (dietrichl)


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Tomas H. schrieb:
> mit ein paar ULN2803

Du kennst den Spannungsabfall beim ULN2803? Da geht von 3,3V schon 
einiges weg...

Gruß Dietrich

von Tomas H. (pic_einsteiger)


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Der Spannungsabfall beträt meines Wissens 0,8V.
Ich weiß das 2,5V(=3,3V-0,8V) nicht ideal sind, aber fertige Regler gibt 
es nur für 3,3V sowie für 5V und nichts dazwischen.
Trozt des Spannungsabfalls von 0,8V dürften die 4,2V von den 5V ein 
bisschen zu viel sein.
Lieber Vorsicht als Nachsicht. ;-)

von Tom (Gast)


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von Michael (Gast)


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Tomas H. schrieb:
> Der Spannungsabfall beträt meines Wissens 0,8V.

Mit MOSFETs könntest du einen wesentlich geringeren Spannungsabfall 
erreichen.

von Tomas H. (pic_einsteiger)


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Das würde schon wegen der Versandkosten mehr als 22€ kosten.
Bei Reichelt muss ich sowieso einiges Bestellen, da ist es besser da 
alles zu kaufen.
Bei Reichelt gibt es den LM2678-ADJ und alle notwendigen Kondensatoren 
und Spulen. (Kosten insgesamt ca 10€)
Soll ich für den LM2678 eigentlich eine Ringkernspule nehmen? (zb: 
http://www.reichelt.de/Funkentstoerdrosseln-Ringkern/TLC-10A-10-/index.html?;ACTION=3;LA=5;GROUP=B515;GROUPID=3182;ARTICLE=105596;START=0;SORT=user;OFFSET=500;SID=11TnpFFX8AAAIAADruHfAa58896d1e914c832700aacb7704e25c5)

von Harald W. (wilhelms)


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Tomas H. schrieb:

> Soll ich für den LM2678 eigentlich eine Ringkernspule nehmen? (zb:
> 
http://www.reichelt.de/Funkentstoerdrosseln-Ringkern/TLC-10A-10-/index.html?;ACTION=3;LA=5;GROUP=B515;GROUPID=3182;ARTICLE=105596;START=0;SORT=user;OFFSET=500;SID=11TnpFFX8AAAIAADruHfAa58896d1e914c832700aacb7704e25c5)

Wenn Du möglichst viel Energie im Kern vernichten willst, kannst
Du Funkentstördrosseln nehmen. Genau für diesen Zweck wurden die
nämlich mal gebaut...
Gruss
Harald

von Tomas H. (pic_einsteiger)


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Michael schrieb:
> Mit MOSFETs könntest du einen wesentlich geringeren Spannungsabfall
> erreichen.
Es ist aber wesentlich mehr Aufwand und auch teurer 16 Mosfets statt 
zwei ULN 2803 aufzulöten.
Der Platzbedarf steigt auch enorm an.
Außerdem habe ich noch ein paar unbenuzte ULN2803 rumliegen, die 
dringend verbaut werden müssen. ;-)

Harald Wilhelms schrieb:
> Wenn Du möglichst viel Energie im Kern vernichten willst, kannst
> Du Funkentstördrosseln nehmen. Genau für diesen Zweck wurden die
> nämlich mal gebaut...
Ich will die Energie ja nicht vernichten sondern möglichst effizient 
runterregeln.

von Harald W. (wilhelms)


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Tomas H. schrieb:

> Harald Wilhelms schrieb:
>> Wenn Du möglichst viel Energie im Kern vernichten willst, kannst
>> Du Funkentstördrosseln nehmen. Genau für diesen Zweck wurden die
>> nämlich mal gebaut...
> Ich will die Energie ja nicht vernichten sondern möglichst effizient
> runterregeln.

Dann solltest Du Dir andere Drosseln suchen.
Gruss
Harald

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Tomas H. schrieb:
> Der Spannungsabfall beträt meines Wissens 0,8V.

Eher 1.3V...1.6V bei 100mA...300mA, ist ein Darlington.

von Ulrich (Gast)


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Was sind das für Aktoren.  Wenn das so etwas wie Hubmagneten sind, kann 
man die Induktivität der Aktoren ggf. auch gleich für die Regelung 
nutzen. Das geht vielleicht nicht gleich von 24 V, aber ggf. von z.B. 6 
oder 9 V aus. Das würde die Auslegung des Schaltreglers schon deutlich 
vereinfachen, denn dann würde so ein fertiger 3 A Typ reichen und die 
Drossel kann auch kleiner werden.

von Tomas H. (pic_einsteiger)


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Durch den ULN2803 fließen maximal 200mA.
Das ist aber eine Spitzenspannung die im normal Betrieb eher selten 
erreicht wird.

Wenn jemand einen alternativen besseren Typen kennt der preislich in 
Ordung und am besten auch bei Reichelt zu bekommen ist, bitte melden. 
:~)



Bei den Aktoren handelt es sich überwiegend um spezielle hochleistungs 
LEDs.

Die empfohlene Betriebsspannung liegt bei 3-4V.

Harald Wilhelms schrieb:
> solltest Du Dir andere Drosseln suchen.
Welche wären denn zu empfehlen?
(Wäre gut, wenn es die auch bei Reichelt gäbe...)

von Harald W. (wilhelms)


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Tomas H. schrieb:

> Bei den Aktoren handelt es sich überwiegend um spezielle hochleistungs
> LEDs.
>
> Die empfohlene Betriebsspannung liegt bei 3-4V.

Interessant, das die wichtigsten Infos immer erst sehr spät kommen.
Für LEDs brauchst Du einen Schaltwandler mit Stromausgang, und nicht
mit Spannungsausgang. Schaltungsbeschreibungen findet man unter
LED-Treiber. Typischerweise schaltet man da mehrere LEDs in Reihe.
Du kannst auch jeweils 6 in Reihe geschaltete LEDs plus Vorwiderstand
direkt an 24V betreiben.
Gruss
Harald

von Tomas H. (pic_einsteiger)


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Das dumme ist nur das ich die LEDs alle einzeln an und aus gemacht 
werden müssen und das Kathoden aller LEDs miteinnander fest verbunden 
sind.

Wenn ich den Strom nun Konstant halte, werden beim Abschalten einiger 
LEDs die verbliebenen LEDs zu viel Strom abkommen (≙ Bumm!) und 
andersherum (≙ Dunkelheit).

Eine Überhitzung durch die Mitkopplung der Stromstärke stuffe ich als 
unproblematisch ein.

Außerdem überwacht der Microcontroller ständig den Stromfluss und kann 
die LEDs per PWM jederzeit ein wenig drosseln.

von mischa (Gast)


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Tomas H. schrieb:
> Eine Überhitzung durch die Mitkopplung der Stromstärke stuffe ich als
> unproblematisch ein.
>
> Außerdem überwacht der Microcontroller ständig den Stromfluss und kann
> die LEDs per PWM jederzeit ein wenig drosseln.

Bei LEDs hast du immer eine Abhängigkeit der Farbetemperatur (Farbe) von 
dem momentanen Strom. Diese per PWM "dimmen" zu wollen, funktioniert 
nicht bei farbkritischen Anwendungen. Dafür wäre eine direkte 
Stromregelung je LED-Zweig nötig.

Dafür würde ich Dir eher einen echten LED-Treiber empfehlen.

Ansonsten bleib bei deinem Konzept.

von Tomas H. (pic_einsteiger)


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Alle LEDs haben die selbe Farbe, weshalb das unproblematisch ist.

mischa schrieb:
> Dafür würde ich Dir eher einen echten LED-Treiber empfehlen.
Welche LED-Treiber würden sich da anbieten?
Es sollte klar sein das ich nicht sechzen LED-Treiber einzeln anlöten 
will, die ein heiden Geld kosten und nur in SMD erhältlich sind...

von mischa (Gast)


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Tomas H. schrieb:
> Alle LEDs haben die selbe Farbe, weshalb das unproblematisch ist.

Die LEDs streuen in der Farbe je nach Stromfluss. Gerade bei 
gleichfarbigen LEDs kann mann die Unterschiede der Farbtemperatur gut 
sehen.
Und bei niedrigen Versorgungsspannungen mit niedrigem Vorwiderstand 
führen Unterschiede der Schwellenspannungen schnell zu deutlich 
unterschiedlichen Strömen.

>Es sollte klar sein das ich nicht sechzen LED-Treiber einzeln anlöten will, die 
ein heiden Geld kosten und nur in SMD erhältlich sind...
Das war mir bisher nicht so klar.
Wo wir gerade bei Salami-Tacktik sind.
.Welche Farbe haben deine LEDs denn?
.Welcher Strom fließt durch eine?
.Sind alle gleichzeitig an?

von Tomas H. (pic_einsteiger)


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mischa schrieb:
> Tomas H. schrieb:
>> Alle LEDs haben die selbe Farbe, weshalb das unproblematisch ist.
>
> Die LEDs streuen in der Farbe je nach Stromfluss. Gerade bei
> gleichfarbigen LEDs kann mann die Unterschiede der Farbtemperatur gut
> sehen.
> Und bei niedrigen Versorgungsspannungen mit niedrigem Vorwiderstand
> führen Unterschiede der Schwellenspannungen schnell zu deutlich
> unterschiedlichen Strömen.
Ich habe bereits oben geschrieben, das ich das als unproblematisch 
erachte.
Weil zum einen die Leds PWM nachgesteuert werden und zum anderen, nie 
eine LED längere Zeit durchgehend an sein wird. (Außer bei einem Defekt 
vielleicht...)
Außerdem betreibe ich die LEDs nicht an der Leistungsgrenze die bei ca. 
150mA-200mA liegt.

> .Welche Farbe haben deine LEDs denn?
Blau
> .Welcher Strom fließt durch eine?
maximal 100mA (Habe ich oben schon geschrieben)
> .Sind alle gleichzeitig an?
Ja, allerdings nur für einen kurzen Zeitraum.

von Harald W. (wilhelms)


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Tomas H. schrieb:

> Ich habe bereits oben geschrieben, das ich das als unproblematisch
> erachte.

Du willst die LEDs also an einer konstanten Spannung betreiben?
Na dann wünsche ich fröhliches Wechseln.

> Weil zum einen die Leds PWM nachgesteuert werden und zum anderen, nie
> eine LED längere Zeit durchgehend an sein wird.

Du kannst mit PWM keine Stromsteuerung ersetzen.

> (Außer bei einem Defekt vielleicht...)

...der wohl häufger passieren wird, als Dir lieb ist...
Gruss
Harald

von Tomas H. (pic_einsteiger)


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Ich habe eben etwas von dem LED-Treibern tlc5940 und tlc5922 gelesen, 
wobei mir Ersterer besser gefällt, da er in Dip verfügbar ist, Pwm 
bereits eingebaut hat und die Outputs sinnvoller ausgeführt sind.

Was haltet ihr von dem Bausteinen?
Damit könnte ich den ULN und das Schieberegister davor unnötig machen 
und mir die NAND-PWM Regelung sparen...

Weiß hier im Forum auch gleich jemand was über die Ansteuerung?
Im Datenblatt konnte ich nur "Serial Data Interface" lesen...

Datenblatt habe ich von hier (DigiKey):
TLC5940: 
http://search.digikey.com/de/de/products/TLC5940NT/296-17732-5-ND/716896
TLC5922: 
http://search.digikey.com/de/de/products/TLC5922DAP/296-15843-5-ND/600297

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Tomas H. schrieb:
> Weiß hier im Forum auch gleich jemand was über die Ansteuerung?
> Im Datenblatt konnte ich nur "Serial Data Interface" lesen...

Das kommt davon, wenn man nur die erste Seite überfliegt und die 
restlichen 31 Seiten beharrlich ignoriert.

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