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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 78xx vs. 78Sxx


Autor: Max (Gast)
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Ich will an ca. 14 V einen 7805 betreiben. Bei ca. 0,2 A auch ohne 
Kühlkörper kein Problem. Das Teilchen wird aber warm bis heiß. Jetzt 
überlege ich, ob es sinnvoll ist, ggf. einen 78Sxx zu benutzen, da der 
ja 2A abkann und dann vielleicht auch weniger heiß wird oder das noch 
besser verkraftet. Die Mehrkosten betragen zwar 200% ;-) , aber ein 
Kühlkörper ist teurer und eigentlich ist kein Platz da.

Autor: unsichtbarer WM-Rahul (Gast)
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Die Wärmeentwicklung hängt ja von der Verlustleistung (in diesem Fall 
1,8W) und der Gehäusebauform ab.
Ein TO220 kann halt nur eine bestimmte Wärmemenge abgeben.
Ergo: Der S-Type kann vielleicht mehr Strom liefern, aber nicht mehr 
Leistung verbraten.

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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...schaun' wir doch einfach mal in's Datenblatt und rechnen ein wenig 
(wird IMHO ein wenig zu wenig gemacht hier):

Bei Fairchild steht da z.B.: Thermal Resistance Junction-Air (TO-220) 
RθJA = 65°C/W.

Bei 14V Eingangsspannung, 5V ausgangsspannung und 0,2A verheizst Du also 
9V*0,2A = 1,8 Watt. Mit obigem Thermischen Widerstand erwärmt sich der 
7805 ohne Kühlkörper also um 1,8*65 = 117°C gegenüber der 
Umgebungstemperatur. Ist zwar bis zu einer Umgebungstemperatur von 8°C 
noch erlaubt, aber kein Wunder, dass es heisse Finger gibt!

Andersrum: Mal angenommen, Deine Schaltung soll bis 50°C 
Umgebungstemperatur funktionieren, dann brauchst Du bei einem ebenfalls 
dem Datenblatt entnommenen Thermal Resistance Junction-Case (TO-220) 
RθJC  von 5°C/W und zulässiger Sperrschichttemperatur von 125°C also 
einen Kühlkörper mit einem Wärmewiderstand von kleiner gleich 
(125°C-50°C)/1,8W - 5°C/W = 36,67°C/W.

Autor: Johannes A. (Gast)
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@Stefan, genau: Trotz aller Hilfsmittel wie Taschenrechnern oder 
Windows-Standard-Zubehör ist Rechnen irgendwie aus der Mode gekommen :-|

@Max noch ein Tip: Wenn Du wirklich keinen Kühlkörper 
investieren/installieren kannst oder willst, geht vielleicht noch die 
zweistufige Regelung - erst ein 7809 und danach der 7805. Damit teilt 
sich die zu "vernichtende" Leistung auf zwei Bauteile auf (1W für den 
7809 und 0,8W für den 7805), womit zwei TO220er "froh und glücklich" 
sind.

Übrigens gibt es mit unzureichend gekühlten 78er Reglern noch eine ganz 
böse Falle: Die haben nämlich einen eingebauten Übertemperaturschutz, 
der bei Chiptemperaturen irgendwo zwischen 120 und 150°C zuschlägt, mit 
der Folge, dass bei einem thermisch überstrapazierten 7805 auch mal nur 
4,5V oder gar schwankende Spannungen zwischen 4 und 5V herauskommen... 
Die Folge sind dann echt faszinierende Fehler, die richtig un-nett zu 
finden sind.

Gruß Johannes

Autor: jÜrgen (Gast)
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Das ist eine reine Bügeleisenschaltung...

Besser du verwendest einen DC/DC Wandler! Ist zwar teurer aber du hast 
keine Probleme mit Kühlung o.ä.

Wenn es "nur" zum basteln ist, dann bleib beim Bügeleisen, aber benutz 
zumindest einen kleinen Kühlkörper, Kühlblech, Platine selbst (falls 
nicht zu heiß).

Autor: Johannes A. (Gast)
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jÜrgen, na klar ist das ne Bügeleisenschaltung.

Aber schlag doch mal jemandem, dem ein Kühlkörper schon zu teuer ist, 
etwas anderes vor ;-)

Autor: jÜrgen (Gast)
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das ist dann immer eine preisfrage ^^

aber ein kleines blech wird hoffentlich nicht das problem sein...

Autor: Sonic (Gast)
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Seit wann gibt's denn eine 7809? Ich kenne nur den 7808, bei dem wird's 
aber schon wegen der 3V Abstand zum 5V-Regler kritisch, da es bei 
Bauteiltoleranzen deutlich druntergehen kann.
Ich würde entweder den 7812 nehmen oder den 7808 mit Dioden in der 
Masseleitung 1.4V höhersetzen. Falls kein Platz für Kühlkörper ist 
bleibt nur ein DC/DC-Wandler, der muss nicht soviel verbraten.

Autor: JojoS (Gast)
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ich habe vor kurzem diesen Schaltregler gekauft:
http://shop.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&d...
ich mache zwar ungern Werbung für diesen Verein, aber diese Regler sind 
schnuckelig klein und rel. günstig da man ja keinen Kühlkörper braucht. 
Die SMD Teile sind schon komplett eingelötet, es müssen nur noch 3 Elkos 
auf die Platine gelötet werden. Als Schaltregler ist ein MC34063 drauf.

Autor: crazy horse (Gast)
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Autor: KKW-Fan (Gast)
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7809 ?! Klar gibt es die. Hab selbst ne Sammlung davon...

Autor: Sonic (Gast)
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Wo gibt's die denn? Hab' ich auch schon öfter gesucht.
Ach ja, was heißt denn das KKW in deinem Nick? Kernkraftwerk? Wäre 
sympatisch, ich arbeite in einem!

Autor: Johannes A. (Gast)
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Also irgendwie raff ich es nicht. Da sagt Max von vornherein, dass ihm 
ein Kühli zu teuer ist - was im Verhältnis ja auch stimmt - und auch 
nicht wirklich passt, und dann kommt Ihr immer noch mit dem um Klassen 
teureren DC/DC-Wandler...

@Sonic

Kuck doch mal bei reichelt und Co und denk einfach mal nach. Der 7809 
wird für Millionen von Fixed-9V-Steckernetzteilen gebraucht, wogegen 
Dein 7808 eher das Mauerblümchen ist - und freu Dich, dass Du es schon 
länger blühen gesehen hast als andere :-)

Autor: Sonic (Gast)
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Hab' nachgedacht und recherchiert: den 7809 gibt's seit ca. 4 Jahren. 
Bei Reichelt seit ca. 11 Monaten. Soviel zum Thema Mauerblümchen.
Den 7808 gibt's seit ca. 18 Jahren.

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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...und irgendwie hilft diese ganze 7808/09 Diskussion dem lieben Max 
auch nicht weiter.

Also: an den Kosten kann's ja nicht liegen, denn er wäre ja bereit einen 
teureren (Linear-)Regler einzusetzen (hilft bloss nichts). Also ist wohl 
der Platz das Problem. Da hilft dann auch ein Schaltregler nix, denn IC 
plus Spule plus drumrum sind sicher nicht kleiner als ein TO-220 
hinzubekommen.

Da krankt's wohl am Gesamtkonzept...

Geh'n wir mal nach ausserhalb des beengten Gehäuses:
Müssen denn die 14V wirklich sein? Soll das Teil in's Auto (dann rechne 
mal mit etwas mehr als 14V zuzüglicher netter Überraschungen wie 
Load-Dump etc.)? Oder kommen die von einem Steckernetzteil? Dann besorg' 
Dir für'n Eurofuffzich eins mit etwas weniger Ausgangsspannung.

Erzähl mal mehr von Deinem Projekt...


(Hmmm, jetzt wo grad' so darüber nachdenke fällt mir auf, dass ich die 
Teile aus der 78xx-Serie schon seit mindestens 10 Jahre in keinem Design 
mehr eingesetzt habe. Die min. 3V Spannungsabfall mit der zugehörigen 
Verlustleistung waren mir schon immer ein Dorn im Auge (der Ami hätte 
jetzt PITA geschrieben :-)))

Autor: Johannes A. (Gast)
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Stefan hat es wieder hervorragend auf den Punkt gebracht. Danke.

@Sonic trotzdem noch: Ich weiß Deine Quellen nicht, aber meine kennen 
den 7809 schon seit 18 und mehr Jahren...

Autor: Max (Gast)
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Wow Wow Wow.
Simple Frage und dann so ein Ansturm.

Also um den ersten Wind aus den Segeln zu nehmen. Die 0,2 A waren eine 
Schätzung. ("ca."). Vielleicht sind es auch nur 100 mA - vollkommen egal 
für die Frage. Es ging mir nicht um Fragen, wie es ist heiß und ich 
vebrate Leistung und die Umwelt und der Öko-Gau, sondern um ein 
Verständnis. Es ist kein Platz da. Also was soll das gezetere mit 
größerem Gehäuse.
Würden alle Techniker so argumentieren würden wir noch immer keine 
Laptops haben und unsere Wohnung passend zur IBM 305 suchen. Von wegen 
Bügeleisen: schon mal die Hand an eine PC CPU gelegt? Und wer kauft 
deswegen 'nen passiv gekühlten 486er?
Ich hatte ins Datenblatt geschaut und bin aus den Diagrammen eben nicht 
schlüssig geworden. Ich dachte halt, daß ein Regler, der 2 A abkann bei 
weniger Last quasi "stabiler" läuft, als einer mit 1 A, da er dann nicht 
so im Grenzbereich arbeitet, immerhin müssen die internen Bauteile ja 
größer dimensioniert sein - dachte ich. Im PC verbaut man ja auch 
überdimensionierte Netzteile, da diese weniger Kühlung benötigen und 
nicht so nah an die maximale Leistung herngefahren werden, wie die 
betagten 150 W Teile, die noch gar nicht so alt sind. Es kann von mir 
aus auch ein 2940 Low Drop Regler sein, aber das spielt alles keine 
Rolle. Und wieso wird daran gezweifelt, daß ich weiß, was ich will. Es 
sind 14 V und ich habe kein Steckernezteil und ich will bestimmt aus 
Platzgründen auch keinen Schaltregler aufbauen. Und dann bestimmt auch 
keine zwei 78xx. Und wo habe ich geschrieben, daß Geld eine Rolle 
spielt? Oder versteht man heute Smilies nur noch, wenn sie bunt sind?

Autor: snowman (Gast)
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ich glaube, der will gar keine hilfe...

Autor: Tassilo Böhr (big_t)
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und falls doch:
http://www.recom-international.de/schaltregler_R-78xx.html

Ich weiß allerdings nicht, wo's die überall gibt.

Tassilo

Autor: Martin Kohler (mkohler)
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LowDrop oder ähnliches hilft dir schlicht nicht.
Wenn du Linear regelst hast du einfach die Spannungsdifferenz x Strom 
als Verlustleistung.

Autor: Michael U. (Gast)
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Hallo,

ohne jetzt auf Deinen langen Text weiter einzugehen:

die Wärmeabgabe bei einem Längsregler ist einfache Physik.
Ich will jetzt auch nicht auf die Frage 0,9W oder 1,8W eingehen, weil 
das eigentlich nicht viel ändert.
Mein Quarz-Thermostat vor x Jahren hat knapp 1W im allerdings isolierten 
Gehäuse gebraucht, um ca. 25cm3 auf 60 Grad zu halten. Gemittelte 
Leistungsaufnahme bei Raumtemperatur lag bei ca. 0,3W.

Wenn Du sowas alles berücksichtigt hast, kannst Du das eben auch so 
bauen. Die Lebensdauer der Geschichte wird sich eben entsprechend 
verringern, die Ausfallwahrscheinlichkeit entsprechend ansteigen.
Wenn das alles nicht weiter stört -> ok

Die Nuzungsbedingungen kennst Du, die Umgebungsbedingungen auch.

Was bleibt wurde schon ganz am Anfang geschrieben: die Wärme entsteht 
mit einem Längsregler. Wie Du die im Griff hast, ist ein konstruktives 
Problem.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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snowman wrote:
> ich glaube, der will gar keine hilfe...

...scheint mir auch so.

Na dann noch viel Spass mit der Elektronik und dem Forum...

Autor: Karl heinz Buchegger (kbucheg)
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> Die 0,2 A waren eine Schätzung. ("ca."). Vielleicht sind es auch nur
> 100 mA - vollkommen egal für die Frage.

Grosser Irrtum. Es ist eben nicht egal.
In die Formel für die Verlustleistung geht nun mal
der Strom mit ein. Doppelter Strom == doppelte Verlustleistung.
Grundsätzlich ist es uns doch völlig Schnuppe wieviel
Verlustleistung deine Bastelarbeit (nicht abwertend gemeint)
hat. Nur, diese Verlustleistung wird halt in Form von
Wärme abgegeben. Und genau dort liegt dein Problem.

Von 14 Volt auf 5 Volt, macht 9V Differenz.
Bei 0.2 Ampere macht das 1.8 Watt -> Der 7805 heizt ganz schön
Bei 0.1 Ampere macht das 0.9 Watt -> Der 7805 wird auch noch
                                     warm, aber nicht so warm.

Es macht also sehr wohl einen Unterschied, wieviel Strom der
liefern muss.
Und es ist völlig Wurscht ob der 78xx05 nun 1 Ampere oder
2 Ampere abkann. Du bist noch nicht mal in der Nähe dieser
Grenzen. Nur die Physik kann ein 78S05 auch nicht austricksen.
Wenn die Temperatur fürs Silizium zu hoch wird, dann wird sie
zu hoch. Egal wieviel Strom da jetzt rinnt.

> Also was soll das gezetere mit größerem Gehäuse.
> Würden alle Techniker so argumentieren würden wir noch immer
> keine Laptops haben

Die Techniker haben aber vorher ein bischen gerechnet und
gemessen, bevor sie das Zeugs in die kleinen Gehäuse gequetscht
haben.

Autor: Marko B. (glagnar)
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Mach doch einfach eine große Massefläche auf die Platine und schraube 
(oder noch besser löte) den 7805 da drauf. Für 2W sollte das locker 
reichen.

Autor: Karl heinz Buchegger (kbucheg)
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> Im PC verbaut man ja auch überdimensionierte Netzteile,
> da diese weniger Kühlung benötigen und nicht so nah an
> die maximale Leistung herngefahren werden, wie die
> betagten 150 W Teile,

1) Werden in PC's schon lange keine linear geregelten Netzteile
   verbaut (wurden da überhaupt mal welche verbaut?). Das
   ist eine völlig andere Welt

2) baut man dort größere Netzteile ein, um Reserven bei
   Rechnererweiterungen zu haben.

> Es kann von mir aus auch ein 2940 Low Drop Regler sein

Der hilft dir auch nicht aus dem Dilemma.
Fakt ist nun mal, dass 9Volt Differenz irgendwo hin muessen.
Ein Linearregler wie der 7805 regelt nun mal nur die Spannung.
Der Strom der hinten raus kommt, muss vorne rein fliessen.
Der einzige Unterschied: vorne liegen 14 Volt an, hinten
kommen 5 Volt raus.
Anders ausgedrückt: Vorne gehen 14*0.2 = 2.8 Watt rein, hinten
kommen nur noch 5*0.2 = 1Watt raus. Die Differenz von 1.8
Watt muss irgendwo hin.
Solange du bei einem Linearregler bleibst wird das auch immer
so sein. Völlig Wurscht welchen du nimmst.

> Und wieso wird daran gezweifelt, daß ich weiß, was ich will. Es
> sind 14 V und ich habe kein Steckernezteil und ich will bestimmt
> aus Platzgründen auch keinen Schaltregler aufbauen.

Es gibt nur diese 3 Möglichkeiten

* Die 14 Volt am Eingang absenken
* Dafür sorgen, dass der Regler mit der Verlustleistung klarkommt.
  Ja. Das bedeutet erhöhen der Kühlung, wie auch immer das konkret
  aussehen mag: Kühlkörper, Lüfter, Löcher im Gehäuse
* Von einem Linearregler auf eine andere Technologie wechseln.

Mehr Möglichkeiten gibt es nicht. Auch du wirst die Physik nicht
austricksen können.

Autor: A.K. (Gast)
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"wurden da überhaupt mal welche verbaut?"

In PCs nicht. Jedenfalls nicht ab Werk. Anno AT war mir mal das Netzteil 
abgeraucht. Allerdings hatte ich noch ein anderes externes rumliegen - 
ehedem von einer Nixdorf-Kiste, 5V/35A 12V/8A oder so, rund 400W linear. 
Hat wunderbar funktioniert, hab ich auch einige Zeit verwendet. War nur 
nicht grad flüsterleise ;-).

Wenn's nicht so sauschwer wäre, liesse sich das vielleicht sogar noch an 
einen Gamer vertickern, zum Imponieren auf der LAN-Party.

Autor: Heiko (Gast)
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Noch eins: WIMRE hat der 78S05 einen erkennbar höheren Ruhestrom als der 
7805. Dürfte an der Verlustleistung nichts nennenswertes ändern - ist 
aber evtl. anderweitig von Interesse...

MfG, Heiko

...der immer noch einen genauso einfach verwendbaren 5V-Spannungsregler 
wie den 7805 sucht, nur möglichst mit weniger Ruhestrom - denn 5mA 
Ruhestromaufnahme lässt sich mit einem 7805 kaum mehr senken :(

Autor: JojoS (Gast)
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@Max:
die Frage liess mehrere Interpretationen zu, warum wunderst du dich da 
über viele Antworten? Wasch mir den Buckel, aber mach nicht nass? Eine 
komische Rückmeldung war das...
Ich habe mal ein Netzteil gebaut für eine Prozessorversorgung: Möglichst 
dicken Trafo und dann einen 78H05 dahinter, der kann sogar 5A ab. Und 
davon noch 2 Stück parallel mit dicken Kühlkörpern. Die wurden aber so 
heiss das man Zigaretten daran anzünden konnte... Das war länger her, so 
lange wie als es noch mc und elrad gab und das Board war ein Eurocom II 
von Eltec. Und seitdem weiss ich ich: Längsregler ist Längsregler und 
die heizen. Also: Schaltregler oder PITA wie StWi schrieb.
In einer der letzten Elektronik Praxis war ein Schaltregler neuerer 
Bauart beschrieben: Schaltfrequenz rauf und Platz durch Hybridtechnik 
runter. Ich schätze ein paar Jahren kriegt man komplette Schaltreger in 
kleinen TO ähnlichen Gehäusen. Handys, MP3 Player und neue Verordnungen 
für effizienten Umgang mit Energie machen da Druck, Hobbybastler sind da 
zwar aussen vor aber trotzdem geht die Entwicklung dahin.
Wenn du nicht solange warten willst dann musst du wohl am Stromverbrauch 
oder am Konzept feilen.
Und ansonsten: Foren sind zum diskutieren da, nicht weil ICH JETZT eine 
Frage habe die ICH SOFORT und ohne Kompromisse beantwortet haben will. 
Und da nenne mir mal jemand ein besserres Forum als dieses hier.

Autor: Marko B. (glagnar)
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Heiko: der MIC2940 braucht 240uA. Achtung, auch wenn die Nummern gleich 
sind, der LM2940 zieht 10mA Ruhestrom.

Autor: Mattias (Gast)
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Hallo Leute,
es gibt die 78xx alle als Schaltregler, Pin kompatiebel und auch im 
TO220.
Der sollte doch das Problem lösen.

Mattias

Autor: Mattias (Gast)
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tschuldigung, kompatibel wird wohl ohne ie geschrieben....

Mattias

Autor: Johannes A. (Gast)
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@Mattias

Sag doch mal nen Typ oder einen Link, wo ich kucken kann, wie weit das 
wirklich stimmt.

Danke.

Johannes

Autor: Heiko (Gast)
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Marko:

Danke, wegen der gleichen Nummern bin ich immer beim LM2940 gelandet 
(den gibts ja bei Reichelt) und habe mich gewundert, was an 10mA typ. 
Ruhestrom so niedrig sein soll :)

Also jetzt noch eine Bezugsquelle für den MIC2940 suchen... RS liefert 
ja nicht an Privatpersonen, oder?

MfG, Heiko

Autor: crazy horse (Gast)
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habe ich genügend da. Wer braucht:
jsgps@gmx.de

Autor: Raimond (Gast)
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>Also jetzt noch eine Bezugsquelle für den MIC2940 suchen... RS liefert
ja nicht an Privatpersonen, oder?

wer sagt das? Wenn Du RSOnline meinst, dort habe ich auch schon mal 
bestellt und es wurde auch geliefert.

mfG
Raimond

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