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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregelung


Autor: Markus L. (Gast)
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Ich habe in meinem KFZ einen Computer laufen hinter einem 12Volt
Netzteil. Jetzt habe ich allerdings festgestellt, dass das Netzteil
zwar die gewünschten 5Volt und 3Volt (fürs ATX-Board) korrekt +-0,2Volt
zur Verfügung stellt, egal ob die Eingangsspannung 10Volt (Motor aus,
Batterie leicht entladen) oder 14,5Volt (Motor an, Lichtmaschine läuft)
sind, allerdings werden für die "12 Volt" einfach die
Eingangsspannung weitergegeben.
Der PC läuft wie ich getestet habe sowohl bei 12 Volt (Motor grade aus)
als auch bei 14,5 Volt (Motor an) allerdings brauchen ja auch nur
Festplatte und CD-Rom 12Volt im PC und daher habe ich ein wenig Angst
um eben diese beiden. Gibt es eine Möglichkeit ohne Wechsel des
Netzteiles die 12 Volt fest zu regeln plus-minus ein halbes Volt oder
so(zumindest die 14,5 auf 12 runterzuregeln, was bestimmt leichter ist
als 10 auf 12 volt hochzuregeln)?

Autor: IchUndNichtDu (Gast)
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Also eine Autobatterie mit 10 Volt ist tiefentladen
(Entlaseschlussspannung ist 10,8 Volt). Also um die Zu hohen Spannungen
herunterzuregeln gibt es nicht einen Regler oder so, denn diese
brauchen immer ein paar Volt mehr als das was rauskommt. Was aber
machbar wäre: Eine Zenerdiode mit 12V Zenerspannung und einen (kleinen)
Wiederstand in Reihe an die Batterie und den Saft für das Netzteil
zwischen Widerstand und Zenerdiode abgreifen und den anderen Anschluss
an Masse. Der Widerstand wird zwar schün heiss, denn der muss die ganze
überschüssige Energie verbraten

Autor: Markus L. (Gast)
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Wie würde diese Schaltung genau aussehen? Und was bräuchte ich bei 12
Volt gewünschter Spannung für Widerstände (Wieviel Watt/Widerstand)
wenn der PC maximal 80Watt zieht?

Autor: IchUndNichtDu (Gast)
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Hallo also das sieht so aus:

-----+----Batterie (14 v)---------------------+
     ¦                                        ¦
     ¦                                        ¦
    ---                                       ¦
    ¦ ¦                                       ¦
    ¦ ¦ R                                     ¦
    ---                                       ¦
     ¦                                        ¦
     ¦------------zum PC 12V              Netzteil
     ¦                                        ¦
    ---                                       ¦
    / \ D Zenerdiode (12V)                    ¦
    ---                                       ¦
     ¦                                        ¦
     ¦                                        ¦
-----+----Masse-------------------------------+

Schliesse das Netzteil ganz normal an und nur für CD-Rom und HD so 12V
ziehen. Das sind dann höchstens einige Watt, musst du mal messen, damit
man den Widerstand berechnen kann.

Autor: Jim (Gast)
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"Also um die Zu hohen Spannungen
herunterzuregeln gibt es nicht einen Regler oder so, denn diese
brauchen immer ein paar Volt mehr als das was rauskommt"

Das ist natürlich völliger Blödsinn. Natürlich bekommt man so etwas mit
einem Schaltregler hin. Wo soll denn das Problem sein?
Schau einfach mal auf die Homepages der diversen Herstellen (National,
Linear Tech., Maxim, etc.). Dort solltest Du diverse ICs sowie die
entsprechenden App-Notes finden.

Autor: IchUndNichtDu (Gast)
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Dann nenne mir doch nur einen Typen, der bei 12V Eingangsspannung noch
12V hinten rauskommen. Daran wäre ich auch echt interessiert!
Danke!

Autor: Jim (Gast)
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Die Arbeit musst Du Dir schon selber machen.
Da gibt es aber etliche. Bei mir läuft auch ein Schaltregler, der
verkraftet als Eingangsspannung 7-17 Volt und liefert mir 12V, 5V und
3,3V.
Wie geschrieben, auf den Herstellerseiten suchen. In Englisch heissen
die dann switching regulator. Google lässt grüssen...

Autor: Markus L. (Gast)
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Ich kann die Werte übermorgen nachsehen, ich denke es werden so 900mA
sein, aber natürlich nur maximal. Welchen Widerstand müsste man dann
verwenden? Funktionert die Schaltung auch bei geringeren Werten noch,
also bei genau 12 Volt oder 10,5 Volt?

@Jim: Genau so ein Baustein wäre ideal für mich, kannst du mir evtl
sagen wo du ihn herhast, wieviel Ampere er verkraftet und was er
gekostet hat?

Autor: Jim (Gast)
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Bei Reichelt gibt es etliche. Die neuesten Varianten leider nicht, aber
900mA machen die alle. Meiner liefert 3A.

Such mal unter:
http://www.national.com/
http://www.linear.com/
nach switching regulator.

Bei national gibt es sogar Software dafür, die berechnet Dir die
externe Beschaltung der jeweiligen Steinchen.
National hat auch die simple switcher, die nur sehr wenig externe
Beschaltung benötigen.

Autor: Jim (Gast)
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Ach ja, wenn Du den Switcher direkt an die Autobatterie hängst, solltest
Du zumindest noch eine Suppressor-Diode davorklemmen.

Autor: Mark de Jong (Gast)
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Hallo Alle,

Sieht mal bei www.richterfelix.de

Der hat ein kleines netzteil für das auto gemacht.

Grüße Mark,

Autor: Oliver (Gast)
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Hallo Markus,

ich bin eigentlich fest der Meinung, dass die Spannungsregler bereits
in deiner Hardware (CD-ROM / HD) integriert sind, da die 12V sowieso
noch konvertiert werden. Du solltest dir eher um eine Schutzbeschaltung
(Zener diode s.o.) Gedanken machen.

Gruß Oliver

Autor: Markus L. (Gast)
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Danke euch allen erstmal.

Es wär sicherlich klasse, wenn die HDs/CDRs schon Spannungsregler
verbaut hätten, würde ansich ja auch ne Menge Sinn machen, wenn man
sich überlegt, dass alte AT-Netzteile recht große Schwankungen hatten
und dann ja nicht die Festplatte nicht ständig schnell arbeiten kann...
wird sicher geregelt. Aber was tun mit der Schutzbeschaltung?

Das richterfelix.de-Netzteil scheidet aus, das hat ein Freund von mir
nachgebaut und hat Jahre gebraucht... ist mir auch zu Kompliziert mit
Spulen wickeln etc.

Was tut denn genau eine "Suppressor-Diode"? Bisher liefen bei mri im
Auto DVD-Rom und Festplatte auch sowohl unter 14 Volt als auch bei 11
Volt super, habe nur Angst vor langzeitschäden, die ich bei bereits
verbauten Spannugnsreglern bestimmt nicht haben müsste. Aber die
Spannungsspitzen sind jetzt mal das Problem. Kann ich diese mit
'IchUndNichtDu's Schaltung abfangen oder wie kann ich am Einfachsten
verhindern, dass irgendwelche Spanungen - sagen wir mal über 15 Volt -
meine Hardware schrotten?

Sorry für die vieleicht dämlichen Fragen, bin wie gesagt eher noch
Anfänger

Autor: Markus L. (Gast)
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Falls es noch von Interesse ist:

Die im Auto verbaute Festplatte ist eine Seagate Barracude ATA V 120GB
und zieht:
0,65A bei  5V (-> 3,25 Watt) und
0,37A bei 12V (-> 4,44 Watt), also zusammen maximal, bei voller
Leseleistung knapp 8 Watt, was recht wenig ist (Maxotr zieht gut das
doppelte).

Das verbaute DVD-Rom ist ein Pioneer DVD 105SZ (16xDVD 40xCD) und
zieht:
0,80A bei  5V (->  4,0 Watt) und
1,30A bei 12V (-> 15,6 Watt), was ja mit knapp 20Watt insgesamt schon
deutlich mehr ist, auch wenn diese Leistung nur von Nöten ist, wenn die
CD/DVD grade anläuft. Beim drehen/lesen/ruhezustand braucht es laut
meinem Mulitmeter deutlich weniger.

Autor: Oliver (Gast)
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Also eine Suppressor-Diode ist ein Bauteil, dass Spannungsspitzen ab
einer gewissen Höhe verhindern soll. Dieses Bauteil hat eine
Durchbruchspannung. Liegt eine höhere Spannung als die
Durchbruchspannung dort an, so ändert sich der Widerstand der Diode
(ganz grob gesagt). Dieser wird sehr niederohmig. Der durch die
Spannungsspitze verursachte Strom fließt also vollständig über die
Diode ab und schützt somit das Bauteil. Die Durchbruchspannung sollte
also um die 12V liegen, wenn du die Beschaltung wie oben wählst. Du
kannst den Widerstand aber noch sparen, wenn du eine etwas höhere
Durchbruchspannung von "ich sag' mal so" 15V - 20V wählst. Dann wird
aber nicht zusätzlich Energie durch den Vorwiderstand verbraten.
Immerhin müsste der gesamte Festplattenstrom durch den Vorwiderstand
fließen.
Die etwas höhere Durchbruchspannung müsste deine Elektronik im Störfall
allerdings verkraften können.

Gruß Oliver

Autor: Steffen (Gast)
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Vergesst die Variante mit Z-Diode und Widerstand. So etwas funktioniert
nur bei geringen Strömen aber nicht um stabile 12V bei über 1A zu
erreichen.

Die einzigste Variante heisst Schaltregler!

Eine 15V Z-Diode zum Abfangen von Überspannungsspitzen ist OK.

Die 12V Versorgung bei der Platte und dem DVD-Laufwerk wird für die
Motoren gebraucht. Je nach Modell kann es sein, das 14V nichts
ausmachen. Steht aber im Datenblatt 12V +/- 5% oder so, dann kann es
schon sein, dass das eine oder andere Modell irgendwann aussteigt.

Steffen

Autor: Markus L. (Gast)
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Also ich schließe die Suppressor-Diode mit 15 Volt Durchbruchspannung
einfach vor der Festplatte vom +12Volt Eingang auf die Masse an und
fertig?
Haste vieleicht eine Artikelbezeichnung für eine passende Diode? Ich
finde da zwischen all den Dioden bei Reichelt/Conrad nicht ganz durch.

Was geschieht denn wenn die Spannung über 15 Volt geht? bekommt die
Festplatte dann trotzdem 15 Volt oder bekommt sie dann garkeinen Strom
für dei Zeit, bís er wieder normal ist?

Autor: Markus L. (Gast)
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Habe grade beim Kundendienst von Seagate und Pioneer nachgefragt:

Seagate: "Bei 12V, könnte es einen Schwankung von + - 10% überleben.
Bei 5V nur + - 5%.  Die 14,2V ist sehr gefährlich!"

Pioneer: "die  Spannungen  müssen  stabilisiert  sein  5 und 12
Volt."

Also muss eine Stabilisierung her.
Was bietet sich an in diesem Falle? Ein Schaltregler heißt es, aber was
für einer? Er muss (Daten siehe oben) gut 1,7Ampere aushalten,
meinetwegen können es auch 2 Regler sein, einer 0,4A und einer 1,3A.
Hat wer damit erfahrung und kann mir einen empfehlen?

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