Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Empfehlung Schaltregler


von René Z. (dens)


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Hallo alle miteinander,

ich suche eine Empfehlung für einen Schaltregler von euch an mich der 
folgendes erfüllt:

*Ausgangsspannung: entweder variabel oder fest 3V3
*Eingangsspannung: 4V5 bis circa 32V (wenn es sein muss auch weniger, 
aber mindestens 21V)
*Ausgangsstrom: Dauer ~300mA, Spitzen bis 1,5A
*Layoutplatz begrenzt, d.h. höhere Schaltfrequenz (>250kHz) von Vorteil 
da kleinere Spule, kleines Gehäuse ( Grösse = ]BGA|SO] maximal von der 
Fläche her ohne Beschaltung ~0,25cm²)
*erhältlich bei den üblichen Verdächtigen (Farnell, Digikey, ...)
*zwingend: Ein/Ausschalt-Eingang
*alles ausser Maxim, da böse Erfahrungen in Sachen Lieferzeit (bitte 
keine Diskussionen darüber, es gibt genügend andere Hersteller)
*gerne Bauteile intern (mindestens das schaltende Element, gerne auch 
die Diode)
*industrieller Temperaturbereich (-40°C bis 85°C, wenn mich nicht alles 
täuscht)

Gerne auch was feines Modernes, wenn die Lieferzeit stimmt, bitte keine 
alten Krücken á la MC schlag-mich-tot
Danke für eure Empfehlungen bezüglich Schaltregler mit denen ihr gute 
Erfahrungenn gemacht habt
Zu Nachfragen gerne bereit

René

von Wand (Gast)


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L4971 - hat zwar 8V Mindesteingangsspannung, hab ich aber sehr gute 
Erfahrungen mit gemacht, erhältlich bei Farnell oder Reichelt (Tipp: gut 
abblocken).

von Emma (Gast)


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von ich (Gast)


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von sgq34g5h (Gast)


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Emma schrieb:
> L5970D
> L5973D

Würde ich auch empfehlen.
Gibts glücklicherweise sogar bei Reichelt.

von Gregor B. (Gast)


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Microchip MCP16301

von Schlumpf (Gast)


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von René Z. (dens)


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Wand schrieb:
> 8V Mindesteingangsspannung
Tut mir leid, fällt raus da es auch mal 5V Vin sein können


Emma schrieb:
> L5970D
> L5973D
kein Enable-Eingang


Schlumpf schrieb:
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmr24220.pdf
> oder als 1A-Type:
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmr24210.pdf
René Z. schrieb:
> Grösse = ]BGA|SO] maximal
BGA ausgeschlossen


Gregor B. schrieb:
> Microchip MCP16301
Schaut interessant aus

von Schlumpf (Gast)


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René Z. schrieb:
>> Grösse = ]BGA|SO] maximal
> BGA ausgeschlossen

Ahh, das sollte "ausgeschlossen" heißen..
Ein einfacher deutscher Satz ist da manchmal hilfreicher als 
irgendwelche Symbolik. Dazu haben wir ja auch eine ganz gut 
funktionierende Sprache ;-)

von Schlumpf (Gast)


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René Z. schrieb:
> Emma schrieb:
>> L5970D
>> L5973D
> kein Enable-Eingang

Quatsch!
Laut Datanblatt:
INH
A logical signal (active high) disables the device. If INH not used the 
pin
must be grounded. When it is open an internal pull-up disable the
device.

von René Z. (dens)


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Schlumpf schrieb:
> Quatsch!
> Laut Datanblatt:
> INH
> A logical signal (active high) disables the device. If INH not used the
> pin must be grounded. When it is open an internal pull-up disable the
> device.

Gott bin ich blind , gefühlt wird aber die Spule zu gross (250kHz, 33µH, 
1A)

von Schlumpf (Gast)


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Was heißt "zu groß"?
Wie groß wäre denn für die Spule noch ok?

von René Z. (dens)


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Das war nur so ein Gefühl, da ich definierten Platz auf der Platine 
habe, da der ehemals vorhandene LDO ersetzt wird

von Schlumpf (Gast)


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schau dir mal SRU8043-330Y von Bourns an..

von René Z. (dens)


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Schlumpf schrieb:
> schau dir mal SRU8043-330Y von Bourns an..
Schaut gut aus mit (8mm)² ...

von sgq34g5h (Gast)


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Ist auch ein bischen die Frage nach EMV.

Geschirmte Spulen sind meistens größer, als ungeschirmte.

1,5A peak current. Ist halt die Frage, wie Du das definierst.
Sonst könnte man auch sowas wie L6926 nehmen.

von Peter (Gast)


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3V3 aus 32V:
Da hast aber bei einfachen Schaltreglern ein sehr ungünstiges 
Tastverhältnis von 10:1, was sich in einem schlechten Wirkungsgrad 
niederschlägt.

von René Z. (dens)


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sgq34g5h schrieb:
> Ist auch ein bischen die Frage nach EMV.
>
> Geschirmte Spulen sind meistens größer, als ungeschirmte.
Is klar, sonst isses Grütze mitm EMV-Test


sgq34g5h schrieb:
> 1,5A peak current. Ist halt die Frage, wie Du das definierst.
> Sonst könnte man auch sowas wie L6926 nehmen.
Es kann Takte geben, bei denen mit einer Taktflanke circa ein Ampere 
gebraucht wird um entsprechende Flanken zu erreichen

Peter schrieb:
> 3V3 aus 32V:
> Da hast aber bei einfachen Schaltreglern ein sehr ungünstiges
> Tastverhältnis von 10:1, was sich in einem schlechten Wirkungsgrad
> niederschlägt.
Mögliche Nennbetriebs(eingangs)spannungen wären 5V, 12V, 18V oder eben 
24V
(Die 32V waren absolutes Maximum, das nicht ausgenutzt wird, da 
Sicherheitsreserve)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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René Z. schrieb:
>> Geschirmte Spulen sind meistens größer, als ungeschirmte.
> Is klar, sonst isses Grütze mitm EMV-Test
Ja nee, is klar.
Meine Schaltregler kommen auch ohne geschirmte Spulen durch die 
Störstrahlprüfung. Sowohl leitungsgebunden wie auch im Freifeld. Was 
mache ich anders?

> (Die 32V waren absolutes Maximum, das nicht ausgenutzt wird, da
> Sicherheitsreserve)
Wenn du erst mal Spezifikationen setzt, die jenseits von gut+böse sind, 
und dann ein astromomisches Desgin oder nutzlose Vorschläge bekommst, 
dann besserst du einfach bei der Spec nach? Das nenne ich 
"Salamitaktik".

> Es kann Takte geben, bei denen mit einer Taktflanke circa ein Ampere
> gebraucht wird um entsprechende Flanken zu erreichen
Zahlen? Werte? Daten? Fakten?
Was für "Takte" denn überhaupt. Lokale schnelle Ströme werden von 
Blockkondensatoren bereitgestellt, nicht vom Schaltregler.

von sgq34g5h (Gast)


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"Ja nee, is klar.
Meine Schaltregler kommen auch ohne geschirmte Spulen durch die
Störstrahlprüfung. Sowohl leitungsgebunden wie auch im Freifeld. Was
mache ich anders?"

Nichts. Es hängt vom Aufbau des Gerätes und vielen anderen Faktoren ab,
aber hauptsächlich wird es an unterschiedlichen Grenzwerten liegen,
die einzuhalten sind.

von Schlumpf (Gast)


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René Z. schrieb:
> Mögliche Nennbetriebs(eingangs)spannungen wären 5V, 12V, 18V oder eben
> 24V
> (Die 32V waren absolutes Maximum, das nicht ausgenutzt wird, da
> Sicherheitsreserve)

ja was denn nun?

René Z. schrieb:
> Is klar, sonst isses Grütze mitm EMV-Test
Quatsch.. ein anständiges Design kommt auch ohne geschirmte Spulen 
locker durch die EMV-Prüfung.

René Z. schrieb:
> Es kann Takte geben, bei denen mit einer Taktflanke circa ein Ampere
> gebraucht wird um entsprechende Flanken zu erreichen

Vorhin waren es noch 1,5A...

Wenn du nominal 300 mA benötigst und nur für Flankenwechsel 
irgendwelcher Digitalbausteine mal für ein paar ns 1A, dann leg das 
Design für Imax = 500mA aus und die Stromspitzen "holen" sich die ICs 
dann aus den kleinen Kerkos, die du mit Sicherheit zuhauf auf deiner 
Platte verteilen wirst :-)

Ich meine, wenn du dein Design mit doppelt und dreifachen Sicherheiten 
und "Hosenscheißer-Reserven" auslegst, dann wird das natürlich immer 
größer und teuerer.

von Emma (Gast)


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René Z. schrieb:
> Emma schrieb:
>> L5970D
>> L5973D
> kein Enable-Eingang

Heißt nur anders:

Pin 3 (INH):
 A logical signal (active high) disables the device. If INH not used the
 pin  must be grounded. When it is open an internal pull-up disable the
 device.

von René Z. (dens)


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Lothar Miller schrieb:
> René Z. schrieb:
>>> Geschirmte Spulen sind meistens größer, als ungeschirmte.
>> Is klar, sonst isses Grütze mitm EMV-Test
> Ja nee, is klar.
> Meine Schaltregler kommen auch ohne geschirmte Spulen durch die
> Störstrahlprüfung. Sowohl leitungsgebunden wie auch im Freifeld. Was
> mache ich anders?
Mir ist schon klar, dass 85% am Layout liegen aber die 15% die von den 
Bauteilen kommen (u.a. Spule) können auch ausschlaggebend sein, obwohl 
der Pfad mitm Kurzschluss (schimpft sich glaub ich Recovery-Pfad oder so 
ähnlich) noch so klein und der Lade- und der Entladepfad noch so 
richtungsgleich und kongruent sein, da strahlt die Spule halt einfach zu 
viel ab.


Lothar Miller schrieb:
>> (Die 32V waren absolutes Maximum, das nicht ausgenutzt wird, da
>> Sicherheitsreserve)
> Wenn du erst mal Spezifikationen setzt, die jenseits von gut+böse sind,
> und dann ein astromomisches Desgin oder nutzlose Vorschläge bekommst,
> dann besserst du einfach bei der Spec nach? Das nenne ich
> "Salamitaktik".
René Z. schrieb:
> Mögliche Nennbetriebs(eingangs)spannungen wären 5V, 12V, 18V oder eben
> 24V
> (Die 32V waren absolutes Maximum, das nicht ausgenutzt wird, da
> Sicherheitsreserve)
24V die komplett unreguliert daher kommen, also auch mal auf 30V 
raufschnellen können


Lothar Miller schrieb:
> Zahlen? Werte? Daten? Fakten?
> Was für "Takte" denn überhaupt. Lokale schnelle Ströme werden von
> Blockkondensatoren bereitgestellt, nicht vom Schaltregler.
Takte war vielleicht nicht die treffende Formulierung,
es kann Momente ~3,5ms in denen zusätzlich zu den 200 bis 350mA die 
dauernd benötigt werden 1,2A gebraucht werden um einen entsprechenden 
Leistungssprung eines HF-Schaltkreises zu erzeugen, damit die 
Burst-Flanken sauber werden. Die nur am Anfang von Kondensatoren 
bereitgestellt werden können.


sgq34g5h schrieb:
> aber hauptsächlich wird es an unterschiedlichen Grenzwerten liegen,
> die einzuhalten sind.
EN 60601-1-2, also die strengen Medizinischen, deshalb investier' ich 
beispielsweise die paar Quadratmillimeter für eine geschirmte Spule

von Schlumpf (Gast)


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Also fassen wir zusammen:
Da 3,5ms zu lange sind, als dass man sie sinnvoll aus Kondensatoren 
"füttern" könnte, sollte der Regler imstande sein, diesen Strom zu 
liefern.
Da es dem Regler aber wurscht ist, ob er den kurz liefert, oder länger 
(abgesehen von der Erwärmung), würde ich die Schaltung dann auch 
entsprechend auf 1,5A Nennstrom auslegen.
Geschirmte Spule ist gewünscht, also kommt sie rein :-)
Und ich bin mir sicher, dass es da auch ne Spule mit weniger als 33uH 
tut.
Sagt mir mein Bauchgefühl :-)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Schlumpf schrieb:
> Da 3,5ms zu lange sind, als dass man sie sinnvoll aus Kondensatoren
> "füttern" könnte
Aber 3,5ms könn(t)en bei 3,3V doch schon mit einem relativ kleinen Elko 
gut gepuffert werden. Oder welche Info fehlt mir da jetzt schon wieder? 
Richtig, das da:
René Z. schrieb:
>> es kann Momente ~3,5ms in denen zusätzlich zu den 200 bis 350mA die
>> dauernd benötigt werden 1,2A gebraucht werden
Wie oft treten diese Momente auf?

von Schlumpf (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Aber 3,5ms könn(t)en bei 3,3V doch schon mit einem relativ kleinen Elko
> gut gepuffert werden. Oder welche Info fehlt mir da jetzt schon wieder?

Und dann fehlt noch ne Info:
Wie weit darf die Spannung dann einbrechen?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Schlumpf schrieb:
> Und dann fehlt noch ne Info:
> Wie weit darf die Spannung dann einbrechen?
Ich wäre beim Berechnen des Elkos einfach mal von -10% ausgegangen... 
;-)

von Schlumpf (Gast)


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Annahme:
maximal zulässiger Spannungseinbruch = 0,3V (d.h. 3,0V Betriebsspannung)

Dann muss der Kondensator C=2E/(3.3V^2- 3V^2) groß sein.
E = die in 3,5ms entnommene Energie.

Nehmen wir einen linearen Verlauf der Spannnung an, dann ergibt sich 
eine mittlere Spannung von 3,15V in den 3,5ms

mit E = U*I*t ergibt sich E = 3,15V * 0,5A * 3,5ms
E = 5,5mJ

das in die o.g Gleichung einsetzen und es kommt die Kleinigkeit von 
6000uF raus..

Ich hoff, ich hab mich nicht verrechnet, oder einen Denkfehler drin

von sgq34g5h (Gast)


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"Quatsch.. ein anständiges Design kommt auch ohne geschirmte Spulen
locker durch die EMV-Prüfung."

-> Das mag vielleicht für Konsumer-Geräte (á la Fernseher) gelten.
Deine pauschale Aussage möchte ich nicht bestätigen.


"EN 60601-1-2, also die strengen Medizinischen, deshalb investier' ich
beispielsweise die paar Quadratmillimeter für eine geschirmte Spule."

-> Da tust Du gut dran hier nicht zu sparen.

von Schlumpf (Gast)


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sgq34g5h schrieb:
> -> Das mag vielleicht für Konsumer-Geräte (á la Fernseher) gelten.
> Deine pauschale Aussage möchte ich nicht bestätigen.

Sagen wir´s mal so: Ich komme nicht aus der Medizintechik, aber aus 
einer Branche, die auch deutlich schärfere Anforderungen als die 
Consumer-Welt hat, da auch hier direkt Menschenleben an der Elektronik 
"hängen".

Und wenn mal ein Design von mir zu sehr gestrahlt hat, dann lag es, 
zumindest in den letzten 15 Jahren, noch nie an einer nicht geschirmten 
Spule.

Aber da hat vielleicht einfach jeder andere Erfahrungen gemacht.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Schlumpf schrieb:
> (d.h. 3,0V Betriebsspannung)
Man könnte noch die "normale" Versorgung auf 3,5V anheben, dann hat man 
"mehr Luft nach unten"...  ;-)

von René Z. (dens)


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Schlumpf schrieb:
> Also fassen wir zusammen:
> Da 3,5ms zu lange sind, als dass man sie sinnvoll aus Kondensatoren
> "füttern" könnte, sollte der Regler imstande sein, diesen Strom zu
> liefern.
> Da es dem Regler aber wurscht ist, ob er den kurz liefert, oder länger
> (abgesehen von der Erwärmung), würde ich die Schaltung dann auch
> entsprechend auf 1,5A Nennstrom auslegen.
> Geschirmte Spule ist gewünscht, also kommt sie rein :-)
> Und ich bin mir sicher, dass es da auch ne Spule mit weniger als 33uH
> tut.
> Sagt mir mein Bauchgefühl :-)
Danke das trifft es!


Schlumpf schrieb:
> [...]
> das in die o.g Gleichung einsetzen und es kommt die Kleinigkeit von
> 6000uF raus..
>
> Ich hoff, ich hab mich nicht verrechnet, oder einen Denkfehler drin
Ich komm mit meinen Werten (7,5% Einbruch) auf circa 10 000µF
Wird platzmässig ziemlich zu knapp...


Lothar Miller schrieb:
> René Z. schrieb:
>>> es kann Momente ~3,5ms in denen zusätzlich zu den 200 bis 350mA die
>>> dauernd benötigt werden 1,2A gebraucht werden
> Wie oft treten diese Momente auf?
grob alle 10 bis 20ms

sgq34g5h schrieb:
> "Quatsch.. ein anständiges Design kommt auch ohne geschirmte Spulen
> locker durch die EMV-Prüfung."
>
> -> Das mag vielleicht für Konsumer-Geräte (á la Fernseher) gelten.
> Deine pauschale Aussage möchte ich nicht bestätigen.
>
>
> "EN 60601-1-2, also die strengen Medizinischen, deshalb investier' ich
> beispielsweise die paar Quadratmillimeter für eine geschirmte Spule."
>
> -> Da tust Du gut dran hier nicht zu sparen.
Genau danke!

Lothar Miller schrieb:
> Schlumpf schrieb:
>> (d.h. 3,0V Betriebsspannung)
> Man könnte noch die "normale" Versorgung auf 3,5V anheben, dann hat man
> "mehr Luft nach unten"...  ;-)
Nope, Vmax des Modulators 3,45V; Vmin normal 3,15V; Vmin bei der 
Modulation 3,05V

von Falk B. (falk)


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@  Schlumpf (Gast)

>Annahme:
>maximal zulässiger Spannungseinbruch = 0,3V (d.h. 3,0V Betriebsspannung)

Kann man einfacher rechnen.

C = I x t / U = 1,5A x 3,5ms / 0,3V = 17,5mF

Aua. Oder Super-Caps (keine Gold Caps!) Oder ein Mini-Akku?

>mit E = U*I*t ergibt sich E = 3,15V * 0,5A * 3,5ms
>E = 5,5mJ

Warum 0,5A. Sind es nicht 1,5A?

>das in die o.g Gleichung einsetzen und es kommt die Kleinigkeit von
>6000uF raus..

knapp das Dreifache.

>Ich hoff, ich hab mich nicht verrechnet, oder einen Denkfehler drin

Passt schon, nur etwas umständlich.

von Schlumpf (Gast)


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@Falk

Setze mal meine zweite Gleichung in die erst ein und Vereinfachte... 
dann steht deine Gleichung da.
Ich hatte halt keine Formelsammlung bei der Hand und es über die 
Energieerhaltung hergeleitet.
Getreu dem Motto,was man nicht auswendig weiß, muss man sich halt 
herleiten.

Warum nur 0,5A?
Weil der Fragesteller schrieb, dass bei Spitzenlast kurzzeitig dieser 
Strom ZUSÄTZLICH zum Nominalstrom fließen soll. Die Grundlast wird also 
immer aus dem Regler bedient und somit auchim im Überlastfall aus dem 
Regler nachgeschoben, so dass eben nur die Überlast am Kondensator 
'zieht'.

von Thomas (Gast)


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TPS54231

STEP-DOWN SWIFT KONV 2A 8-SOIC
Primäreingangsspannung: 28V
Anzahl der Ausgangskanäle: 1
Spannung, Ausgang: 3.3V
Strom, Ausgang: 2A
Spannung Regulator ICgehäusestil: SOIC
Pin, Anzahl der: 8
Betriebstemperaturbereich: -40°C bis +150°C
SVHC: No SVHC (18-Jun-2012)
Anschlussart: SMD
Frequenz: 570kHz
Funktions-Nr.: 54231
Gehäusetyp: SOIC
Maximale Adjustable Output Spannung: 25V
Minimale Einstellbare Ausgangsspannung: 800mV
Spannung, Ausgangs- max.: 25V
Spannung, Eingangs- max.: 28V
Spannung, Versorgung max.: 28V
Spannung, Versorgung min.: 3.5V
Spannungsregulierungsarten: Step Down (Buck)
Strom, Ausgangs- max.: 2A

von René Z. (dens)


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Thomas schrieb:
> TPS54231

Hört sich gut an...

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