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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 5V -> 3,3V mit zdiode stabilisieren?


Autor: Der Grosse (jonnyk)
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Hallo Leute.

Ich habe Folgendes Problem

Habe 5V eingangsspannung will aber am Ausgang 3,3V haben und Will es mit 
einer Z diode Stabilisieren wie kann ich es realisieren? Last ist 
unbekannt.


Ich habe folgende schaltung aufgebaut
                  R
+5 --------------|==|---------|---------
                              |
                         Z3,3 -
                              ^         U out
                              |
Masse-------------------------|----------



Damit habe ich am ausgang 3,3V aber wenn ich sie belaste dann bricht die 
Spannung zusammen und ich habe nur noch 1,8V am ausgang oder so.

Wie kann ich die sache auf 3,3V stabilisieren?

Wie berechne ich es und wie demensioniere ich das ganze?


Danke für eure Hilfe.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Saubere Lösung: Low Drop 3,3V Regler wie LT1117-3.3
Wenn die Last unbekannt ist wird dir nicht viel anderes übrigbleiben. 
Die Z- Dioden Lösung ist nur bei kleinen Lasten brauchbar.

Autor: Jochen Müller (taschenbuch)
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>> Last ist unbekannt.
>> Wie berechne ich es und wie demensioniere ich das ganze?

Das WIDERSPRICHT SICH!
Wie bitte willst Du etwas genau dimensionieren, wenn einer der 
wichtigsten Betriebsfaktoren unbekannt ist?

Jochen Müller

Autor: NochEinGast (Gast)
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Hallo,

eine Z-Dioden Stabilisierung mit einer Last ist immer etwas blöd, R muss 
konkret berechnet werden (mit und ohne Last). Sowas sollte man nur dann 
realisieren, wenn praktisch keine Last vorhanden ist, z.B. als Referenz 
für den Eingang eines OP o.ä.
Nimm lieber einen LE33CZ (z.B. von Segor) mit zwei 100nF davor und 
dahinter und fertig.

Jernd

Autor: Der Grosse (jonnyk)
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Ist auch keine Grosse Last. es ist ein Wandler LAN zu USB. denke nicht 
das es sehr viel strom braucht max 288 mA.

Würde die lösung mit zdiode auch vorziehen weil ich die Bauteile da 
habe. ist es möglich?

Autor: Jochen Müller (taschenbuch)
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Wenn Du noch einen simplen npn-Transistor in deiner Bastekiste (BC547 
o.Ä.) hast geht das so:
http://www.ferromel.de/tronic_470.htm

Jochen Müller

Autor: Jochen Müller (taschenbuch)
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Korrektur:
Für 288mA nimmst Du besser einen BC337, der BC547 kann zu wenig Strom.

Jochen Müller

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Der Grosse wrote:
> Ist auch keine Grosse Last. es ist ein Wandler LAN zu USB. denke nicht
> das es sehr viel strom braucht max 288 mA.
>
> Würde die lösung mit zdiode auch vorziehen weil ich die Bauteile da
> habe. ist es möglich?

nicht großß sollte glaub ich heißen ~1mA !!
288mA sind shcon ganz ordentlich

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Der Grosse wrote:
> Ist auch keine Grosse Last. es ist ein Wandler LAN zu USB. denke nicht
> das es sehr viel strom braucht max 288 mA.

Der Widerstand müsste dann 5,6 Ohm haben, und die Z-Diode muss 1W 
verkraften.
Aberdie Spannung bei der Z-Dioden Schaltung ist nicht besonders stabil, 
da Z-Dioden <5V eine recht flache Kennlinie haben.

Autor: Andreas K. (a-k)
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288mA und 1,7V = 0,5W. Geht zwar noch grad so eben, aber der Ärmste wird 
dabei verdammt heiss.

Autor: Udo (Gast)
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Hallo,

wenn die 3,3V nicht 100% stabilund genau sein müssen, könnte man auch 2 
1N4005 in Reihe schalten. 5V minus 2xUf von ca.0,7V = 3,6V
Wobei die Uf der Dioden in der Regel etwas höher sind.

Gruß
Udo

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Udo wrote:
> Wobei die Uf der Dioden in der Regel etwas höher sind.

Kommt auf den Strom an. Bei wenigen mA sind es oft nur 0,5V, bei hohen 
Strömen bis 1V.

Da die meisten ICs mit 3,3V +/-10 oder gar nur 5% spezifiziert sind, 
scheiden diese Bastellösungen aus.

Autor: Der Grosse (jonnyk)
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Ich habe jetzt mal Folgendes gerechnet und zwar habe ich an der last ja 
3,3 V und max 288mA

Dann kann ich ja sagen die last ist 12 ohm oder nicht.?
Oder kann man das nicht einfach mal so sagen?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Der Grosse wrote:
> Dann kann ich ja sagen die last ist 12 ohm oder nicht.?

Du kannst nur sagen, die Last hat >=12 Ohm, denn Imax=288mA.

Autor: yalu (Gast)
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Den Widerstand richtig ausgrechnet hat weiter oben schon Benedikt K.:
Die Eingangsspannung ist 5V, die Ausgangsspannung soll 3,3V sein, also
liegen am Widerstand 1,7V an. Legt man die Schaltung so aus, dass die
Z-Diode bei maximaler Last am Ausgang gerade anfängt zu sperren,
fließen 0,288 A durch den Widerstand, d.h. R = U/I = 1,7V / 0,288A =
5,9 Ohm. Bei unbelastetemn Ausgang fließen die 0,288A statt dessen
durch die Z-Diode, was in dieser eine Verlustleistung von P = 3,3V *
0,288A = 0,95W bewirkt. Die Z-Diode muss also ziemlich groß gewählt
werden.

Vergrößert man den Widerstand, wird der Spannungsabfall bei
Maximallast größer als 1,7 V. Damit sinkt die Ausgangsspannung unter
3,3V, was du nicht willst. Deswegen sollte man ihn etwas kleiner als
5,9 Ohm wählen, z.B. die genannten 5,6 Ohm. Wählt man ihn zu klein,
kann man der Schaltung zwar größere Ströme entlocken, ohne dass die
Spannung unter 3,3V sinkt, dafür wächst die Verlustleistung in der
Z-Diode in unbelastetem Zustand auf über 1W, was auch schlecht ist.

Die vernünftigere Lösung ist tatsächlich ein Längsregler, entweder als
IC oder diskret aus Z-Diode, Widerstand und Transistor. Der
Längsregler bzw. der Transistor muss maximal 1,7V*0,288 = 0,49W
verkraften. Die Z-Diode wird fast gar nicht belastet, und der
Diodenstrom ist praktisch konstant, so dass die Ausgangsspannung
deutlich stabiler als bei der reinen Z-Dioden-Lösung ist. Der
integrierte Längsregler ist natürlich noch einmal ein Stück genauer
als der Transistorregler.

> Würde die lösung mit zdiode auch vorziehen weil ich die Bauteile da
> habe.

Nebenbei: In meiner Bastelkiste liegen jede Menge 3,3-V-Regler, auch
jede Menge Transistoren unterschiedlicher Leistungklassen, aber keine
einzige Z-Diode mit mehr als 0,5W. Aber vielleicht bist du
Z-Dioden-mäßig etwas besser sortiert :)

Autor: Der Grosse (jonnyk)
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Danke schön leute Hat mir sehr viel gebracht funktioniert jetzt auch. 
und auch wieder was dazu gelernt...

Schöne Grüsse aus´m Sauerland

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