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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregelung bei hoher Differenz der Eingangsspannung


Autor: Florian D. (fdsurfer)
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Hallo,

ich habe einen kleinen Generator, welcher zwischen 3V und 30V 
produziert. Das Ganze wird dann von einem Vollweggleichrichter aus 
Schottky-Dioden gleichgerichtet. Da ich einen µC damit betreiben will, 
brauche ich 2,5V. Mit einem Low-Dropout-Spannungsregler komme ich bei 
niedriger Spannung -> 3V gerade hin. Problem ist allerdings, das so ein 
Low-Dropout nicht allzuviel mehr Eingangsspannung verträgt. Der Strom 
bleibt immer im unteren mA-Bereich.

Jetzt meine Frage: wie kann ich die Spannung auf ca. 10 V begrenzen? 
Ich habe mir gedacht, vielleicht mit einem weiteren Low-Dropout Regler 
vornedrann. Aber wie reagiert der bei einer Spannung von unter z.B. 8V, 
lässt der dann überhaupt noch was durch?
Weitere möglichkeit wäre vielleicht, die Spannung mit einem 
selbstleitenden FET abzuregeln. Dazu stelle ich mir vor, ich stelle 
einen n-Kanal-FET in die +-Leitung vor den Regler und nehme eine Z-Diode 
(5,7V) und einen Widerstand (???10K) in Reihe direkt nach dem 
Gleichrichter. Den Punkt zwischen Diode und Widerstand schließe ich dann 
an den Gate vom FET an. Übersteigt die Spannung die Diodenspannung müste 
doch das Potential am Gate ab diesem Zeitpunkt steigen und damit 
abregeln! Hab das ganze mal als kleine Zeichnung drangehängt.
Mache ich da einen Denkfehler? Welcher FET-Typ ist ein selbstleitender 
MOSFET?
Oder hat wer eine bessere Idee?

Gruß
und Danke
Florian

Autor: fieser, klugscheissender Rahul (Gast)
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Schaltregler...

Autor: Steven Wetzel (steven)
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Hallo,

Schau dir mal den MC34063 an oder L5972 oder LT3493.

Steven

Autor: Florian D. (fdsurfer)
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Nee...
das wird leider nix. Die ganzen Step-up Step-Down-Converter haben sehr 
großen eigenverbrauch, das kann ich mir leider nicht leisen. Der MC34063 
ist für größere Ströme bis 1,5 A gedacht. Ich habe nur µA maximal ein 
bis zwei mA am Start. In den Bereichen sind die ganzen Converter wohl 
nicht geeignet...

Wie Schaltregler???? Die sind glaube ich auch nicht für den 
Arbeitsbereich geeignet. Für die ist unter 1 mA Leerlauf und das wollen 
die Schaltregler GARNICHT haben.

Autor: fieser, klugscheissender Rahul (Gast)
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Wenn du weißt, wieviel deine Schaltung wirklich braucht (so im 
Milliwatt-Bereich), kannst du auch eine Z-Diode mit Vorwiderstand 
nehmen.

Autor: Falk (Gast)
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Wie wärs damit? Ne Z-Diode parallel zum Spannungsregler begrenzt auf die 
max. zlässige Eingangspannung. Als Vorwiderstand wird dann eine 
Stromquelle benutzt, die auf den maximal benötigten Strom eingestellt 
ist (hier ein paar mA).

MFG
Falk

Autor: Jörg B. (manos)
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Wenn es so geringe Ströme sind, vielleicht reicht ja dann eine Z-Diode 
und ein Widerstand.

Edit: Prima, 3 Kluge - ein Gedanke :)

Autor: Falk (Gast)
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Naja, aber wenn die Eigangsspannug zwischen 3..30V schwanken kann, muss 
der Vorwiderstand bei 3V kleingenug sein, um die bim Start benötigten mA 
zu liefern. Bei 30V verheizt er dann ganz schön Strom. Die Stromquelle 
ist da adaptiv.

MfG
Falk

Autor: fieser, klugscheissender Rahul (Gast)
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Könnte man die Z-Diode nicht mit einer Konstantstrom-Quelle á la JFET 
ansteuern? Die würde aber eine höhere Eingangsspannung als 3V benötigen.

Autor: Florian D. (fdsurfer)
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Wenn ich einfach ein Z-Diode parallel an den Spannungsregler anschließe, 
zieht die die Spannung runter, soweit passts, aber dann belaste ich den 
Generator, das mus doch eigendlich nicht sein, oder? Bisher hat noch 
keiner bezug auf meinen Schaltungsvorschlag genommen. Was haltet ihr 
denn von dem?

Autor: fieser, klugscheissender Rahul (Gast)
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>Was haltet ihr denn von dem?

Wenn du die Schaltung mit dem FET optimierst, kannst du dir auch den LDO 
sparen.

Autor: Steven Wetzel (steven)
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Florian Degler wrote:
> Nee...
> das wird leider nix. Die ganzen Step-up Step-Down-Converter haben sehr
> großen eigenverbrauch, das kann ich mir leider nicht leisen.

Wenn der Strom nur 1mA beträgt, dann reicht das Verheizen mit einer 
Z-Diode und Längstransistor völlig aus.

> Wie Schaltregler???? Die sind glaube ich auch nicht für den
> Arbeitsbereich geeignet. Für die ist unter 1 mA Leerlauf und das wollen

Viele Schaltregler schalten einfach ab, da die Effizienz dramatisch in 
die Knie geht.

Autor: Steven Wetzel (steven)
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Florian Degler wrote:

> keiner bezug auf meinen Schaltungsvorschlag genommen. Was haltet ihr
> denn von dem?


Überhaupt nichts. Dich stört es, dass ein Schaltregler zu hohen 
Eigenverbrauch hat, verwendest aber einen LDO mit zehnmal höherem 
Eigenverbrauch.

Was für ein Typ ist der LDO? Die meisten streiken einfach bei solch 
geringen Strömen, sprich, die Regelung funktioniert nicht.

Nimm ne Z-Diode oder meinetwegen eine Referenzspannungsquelle, einen 
Längstransistor und eine Puffer-C.

Oder gleich Batterien oder Akkus, die du über den Generator auflädst.

Autor: Florian D. (fdsurfer)
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Der LDO ist der tps79730. Der ist für genau die Anwendung mit µCs 
entwickelt.

Autor: Steven Wetzel (steven)
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Hallo,
> Der LDO ist der tps79730. Der ist für genau die Anwendung mit µCs
> entwickelt.

Ja, vor allem mit dem Bezug auf den Ausgangsstrom bis runter auf 0.

Was ich noch außer acht gelassen habe ist, dass die Z-Diode am 
Längsregler mit Transistor auch um die 5-10mA benötigt.

Autor: Florian D. (fdsurfer)
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Ja, das ist je nach Spannung richtig. Ist aber denke ich dennoch besser, 
als wenn ich den Spannungsregler direkt mit einer Z-Diode schützen 
würde. Wenn ich den Widerstand an der Z-Diode auf 100K erhöhe sind es 
auch gleich nur noch 0,5-1mA, geht dann eben etwas länger bis die 
Gatekapazität entladen ist

Autor: Steven Wetzel (steven)
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Hallo,

> würde. Wenn ich den Widerstand an der Z-Diode auf 100K erhöhe sind es
> auch gleich nur noch 0,5-1mA, geht dann eben etwas länger bis die
> Gatekapazität entladen ist

Es geht darum, dass die Z-Diode einen Mindeststrom benötigt. Die 
bekannte BZX84 ist z.B. spezifiziert bei einem Strom von 5mA. Bei zu 
geringem Strom kommt es nicht zum Durchbruch.

Autor: Florian D. (fdsurfer)
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Hi,

irgendwie versthe ich das nicht ganz. Wenn der Zweig, indem die Z-Diode 
liegt, so hochohmig wird, das weniger als 5mA fließen würden steigt die 
Spannung an dem zwischenpunkt nicht an???

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