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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsteiler für 3.3V Chip in 5V Schaltung?


Autor: W. Bayer (Gast)
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Hallo,

ich habe eine Platine mit 5V Versorgungsspannung und möchte darin einen 
3.3V Chip einsetzen. Grundsätzlich sehe ich die Möglichkeit, einen 
Spannungsregler zu verwenden (eher ungern, da teurer besonders wenn ich 
die Platine öfter mache) oder einen Spannungsteiler zu verwenden:

Ich habe mir aus der Formel für den belasteten Spannungsteiler folgende 
Gleichung hergeleitet (mit Hilfe von Maxima...):

      Uv R2 U
[U2 = -----------------------]
      (Iv R1 + Uv) R2 + Uv R1

Statt Rv (Verbraucher, also der Chip) habe ich Uv und Iv eingesetzt. Das 
garstige ist nämlich nun, dass sich die Stromaufnahme ziemlich stark 
ändert (100uA bis 65mA). Der Chip darf laut Blättle mit 2,9 bis 3,3 V 
betrieben werden.

Folgende Werte vorausgesetzt:
Uv=3.3,R2=48[Ohm],U=5[V],Iv=0.0001[A],R1=25[Ohm];

bekomme ich an U2 die gewünschte Spannung von etwa 3,3V

Ändert sich die Stromaufnahme auf Iv=0.065[A], dann aber nur noch etwa 
2,5V was für den Chip zu wenig sein dürfte.

Ich bin leider weder Mathematiker noch Elektroniker, sondern mehr 
Softwaremensch, daher wäre ich über Hinweise zu Denkfehlern, 
Alternativen usw. sehr dankbar...

Grüsse
Werner

Autor: A.K. (Gast)
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Häufig verwendet bei 3,3V-Dataflash in 5V-Schaltung: LED zwischen 5V und 
3.3V-Baustein. Da muss allerdings dessen Stromlimit bedacht werden.

Das mit dem Spannungsteiler solltest du gleich wieder vergessen. So arg 
viel kostet ein LM2950 nun auch wieder nicht.

Autor: Simon Huwyler (simi)
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Ui, das kommt nicht gut. Grundsätzlich wäre es mal noch sinnvoll zu 
erfahren, was der 3.3V-Chip denn so machen soll. Dann könnte man 
EVENTUELL herausfinden, dass es als "Chnorz" noch so irgendwie geht.

Aber was Du machen könntest, wäre, hinter den Spannungsteiler 'nen 
Spannungsfolger zu schalten. Kosten eines OpAmps, also 50Cent.

Autor: Gast (Gast)
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Hi,

oben beschriebene Maßnahmen funktionieren sicher gut, betrachte aber 
auch die Umgebungstemperaturen des späteren Einsatzgebietes deiner 
Applikation. Je nach Umgebung kannst Du auf so einfache Methoden nicht 
zurückgreifen, dann wird u.U. ein Spg.Regler auch kostenmäßig wieder 
attraktiv. D.h. prüfe ob bei angestrebter Max.-Temperatur noch alles im 
grünen Bereich ist !!!

Autor: Jörg B. (manos)
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Vielleicht könnte das ja mit einer Z-Diode für 0,03 Euro besser 
funktionieren als mit einem reinen Spannungsteiler.

Autor: Lothar (Gast)
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Ich würde wohl doch eher die 25 Cent für einen LLD1117DT33TR - 3,3 
V-/800 mA - DPAK, oder LT1117-3.3 - 3,3 V-/800 mA - SOT223. Pollin 
machts möglich und Du sparst Dir die Experimente und heizende 
Vorwiderstände.
Grüsse Lothar

Autor: W. Bayer (Gast)
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Hallo,

vielen Dank für die vielen Hinweise!

also grundsätzlich geht es um einen GPS Chip (3,3V) der mit einem AVR 
(5V) verbunden werden soll. Die 5V brauche ich auch noch für etwas 
anderes, also ist es keine Alternative einen AVR für weniger Spannung zu 
verwenden.

Da das Gerät an einer Batterie hängen soll, wäre es schön den Verbrauch 
klein zu halten. Billig sollte es auch sein (ich tue mal so als würde 
ich zwei Dutzend bauen), daher wollte ich anfangs keinen Spannungsregler 
verwenden, wenn das Teil aber nur 25cent kostet, überlege ich da 
nochmal, ich dachte der kostet mich mind. 1 Euro.
Das mit der Z-Diode hätte auch seinen Reiz, aber ich denke, wenn der 
Chip idle ist, wird da zuviel Strom verschleudert. Das mit Opamps etc 
macht die Sache insgesamt für mich eher schwerer, auch nicht direkt 
günstiger.

Ich denke mal für die Versorgung entweder doch der Spannungsregler oder 
die krasse Z-Diode.

Jetzt soll der AVR noch mit dem Chip kommunizieren (rx/tx), da habe ich 
ja wieder das Problem. Kann ich an dieser Stelle jetzt den einfachen 
Spannungsteiler verwenden (5->3,3) bzw. einen Transistor in 
Gegenrichtung?

Schöne Grüße & danke
Werner

Autor: Obelix (Gast)
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>Jetzt soll der AVR noch mit dem Chip kommunizieren (rx/tx), da habe ich
>ja wieder das Problem. Kann ich an dieser Stelle jetzt den einfachen
>Spannungsteiler verwenden (5->3,3) bzw. einen Transistor in
>Gegenrichtung?

Fast jeder zweite Thread hier dreht sich darum. Such einfach mal.

Autor: A.K. (Gast)
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Ein Parallelregler ist bei Batterieversorgung aus dem Rennen. Damit die 
klassische Z-Diode, aber genauso dein bizarrer Spannungsteiler.

Wenn eine LED den Strom nicht verdaut (bei Impulslast 65mA vertretbar, 
bei Dauer nicht), dann nimm 3 Dioden 1N400x in Reihe zwischen 5V und 
VCC, die nehmen ca. 2V weg, bleiben 3V. Zusätzlicher Stromverbrauch 
Null, weniger als ein Regler.

Autor: A.K. (Gast)
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Apropos Batterie: Viele Spannungsregler gönnen sich 5mA Dauerstrom, die 
sparsameren sind deutlich teurer.

Autor: W. Bayer (Gast)
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Hallo,
das mit den Dioden klingt irgendwie schön. Wie kann ich denn berechnen 
welche/wie viele Dioden ich brauche? Hängt der Spannungsabfall mit der 
Schwellspannung der Diode zusammen bzw. ist der dann Strom-unabhängig?

Könnte ich eigentlich auch eine Z-Diode mit 1,7V Durchbruchspannung 
davorschalten oder ist das Unsinn (wenn ja, warum?)?

nochmals dank & Gruß
Werner

Autor: A.K. (Gast)
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> Z-Diode mit 1,7V Durchbruchspannung

Aber sicher. Wenn du eine findest...

Autor: W. Bayer (Gast)
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Äh ja: MMSZ4678T1G
Hat zwar 1.8V, aber das wird's nicht rausreißen. Ist das dann die 
sinnvollste Methode?

ciao
Werner

Autor: A.K. (Gast)
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Dioden - ob Z oder normal, beinhalten in diesem Zusammenhang das Risiko, 
dass das 3,3V-Teil entweder bei 100µA Überspannung kriegt, oder bei 65mA 
Unterspannung. Egal wie - ich kenne keine Dioden, die in diesem 
Strom/Spannungsbereich über den ganzen Betriebsbereich garantiert 
hinreichend stabil sind. Das Datasheet von ebendieser Z-Diode ist da 
recht anschaulich (in den Diagrammen).

Wenn das 3,3V-Teil schweineteuer ist, nimm einen Spannungsregler mit 
niedrigem Eigenverbrauch. Die gibt es, aber kosten etwas mehr als die 
üblichen Regler.

Wenn dir das zu teuer ist, dann kann das GPS-Teil seinerseits wohl nicht 
allzu teuer sein. Dann nimm entweder die Z-Diode, 3x 1N4148 oder eine 
LED.

Autor: A.K. (Gast)
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Langer Rede kurzer Sinn: Nimm die betreffende(n) Diode(n), ein paar 
passende Widerstände, ein Messgerät und probier aus was dabei rauskommt.

Autor: holger (Gast)
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@ A.K.
Nun ermutige ihn doch nicht auch noch dazu
Dioden als Spannungsregler zu verwenden ;)

Ich versuche es mal deutlicher:
Dioden als Spannungsregler sind bäh, pfui,
runter vom Tisch.

Autor: A.K. (Gast)
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@holger: Im Prinzip hast du ja recht, nur ist die LED als "Regler" für 
Dataflashes beinahe schon Standard ;-)

Autor: A.K. (Gast)
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Optimal: Typen wie MAX667,MAX882. Fliess fast kein Ruhestrom. Aber mit 
um die 4 Euro nicht ganz billig.

Kompromiss: LP2950. Ruhestrom 100µA, kostet dafür nur 40 Cent.

Autor: holger (Gast)
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>Im Prinzip hast du ja recht, nur ist die LED als "Regler" für
>Dataflashes beinahe schon Standard ;-)

Bei mir nicht ! Da sitzt ein ordentlicher Spannungsregler
drin.

Nun gut wenn die ganzen Newbies keine Kohle haben sollen
sie doch Dioden nehmen. Digitalkamera bereit halten !
Ich will auch sehen wenns brennt ;)

Autor: W. Bayer (Gast)
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Hallo,

alles klar, dann werde ich erstmal sehen was das Meßgerät spricht. Wenn 
mich das dann ermutigt mach ich das mit Z-Diode, ansonsten werde ich den 
goldenen Spannungsregler holen :-)

Vielen Dank für die lehrreichen Tipps, hat mir sehr geholfen!
Werner

Autor: snowman (Gast)
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bei 20 cents differenz zwischen dioden und sp-regler für ein 
GPS-modul...? hallo?!

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