Servus miteinander.
Ich hab eine kurze Verständnisfrage.
Konkret geht es um eine klassische 5V-Spannungsversorgung aus 12V. Oft
genug passiert, aber leider keinen diesbezüglich wirklich passenden
Beitrag gefunden - soll auch nur ne kleine Frage sein.
Also, gegeben ist eine 12V-Versorgungsspannung (DC).
Dann kommt ein 5V-Längsregler (7805 oder 2940 oder wasauchimmer).
An der 5V-Leitung hängen im schlimmsten Falle 300mA. Ach ja -
Schaltregler soll vermieden werden.
Der Regler würde nun aber im schlimmsten Falle knapp über 2 W verbraten
- selbst bei TO220 heißt das mE Kühlkörperpflicht.
Genau das will ich aber vermeiden, sprich max. 1 W Pd am Regler.
Also gut, 2 Mögliuchkeiten, auf die mein kleines Hirn kommt:
1. mehrere Standarddioden (Uf etwa 0,7V) hintereinander in Reihe zum
Regler, die ein paar V verbraten. Um da ernsthaft was zu reißen, müssen
das dann aber schon etwa 6-7 Stück sein...
2. eine kleine Z-Diode 2,7 V in Sperrrichtung und eine normale Diode in
Durchlassrichtung. D.h. 3,3 V an den Dioden und nur noch 3,7 V am Regler
zu verbraten. Z-Diode und Regler knapp unter 1 Watt, Standarddiode
irgendwo bei 0,3 Watt. Mit 1,3 W Dioden soweit machbar, denk ich mir.
Zwecks Ifmin der Z-Diode noch n Widerstand mit um die 800 Ohm parallel
gegen Masse...
1N4007 ZD 2V7 __
| |
.----->|-----z<- -|7805|----.
| | |____| |
--- .-. | .-.
12V - 800R | | | | | R(last)
| | | | | |
| '-' | '-'
| | | |
| | |
| | | |
=== === === ===
GND GND GND GND
Macht Variante 2 Sinn oder gibt es da Komplikationen in irgendeinem
Lastfall des Reglers (Leerlauf o.ä.)? Denn das wäre die eleganteste
Lösung, finde ich...
Die Steilheit ist ja nicht so wild, wenn nur 50mA abgenommen werden,
dann verbrät der Regler ohnehin kaum Leistung, sodass die dort
anliegende Spannung auch etwas ansteigen kann.
Unabhängig von deinem Vorschlag:
Hast du irgendwelche Lasten, die du mit einem Vorwiderstand direkt an
12V anschliessen kannst? Z.B. Relais, LEDs, Motoren usw.
Die einfachste "Lösung" wäre wohl, wenn du dir zwei (oder mehr) gleiche
einstellbare Spannungsregler besorgst und sie in Serie schaltest.
Schlussendlich wirst du immer ca. 2W abführen müssen. Natürlich ist es
einfacher, wenn dies über mehrere Bauteile geschieht, die Erwärmung
deiner Schaltung bleibt aber mehr oder weiniger gleich.
Meine Meinung:
Du gewinnst nichts dabei. Die Spannungsdifferenz wird verheizt, ob das
jetzt im Spannungsregler allein oder im Regler und einer Diode passiert.
Folglich musst du auch die gleiche Wärmemenge pro Zeit abführen können.
Daher wirst du platzmäßig nicht besser werden.
Klar kann man das so machen. Ich sehe auch keine Probleme bei
irgendwelchen Lastfällen, außer du überschreitest deine 300mA deutlich
(Kurzsschluss).
Die 800Ω braucht man nicht, sie verursachen nur noch mehr
Verlustleistung. Einen Mindeststrom für die Z-Diode ist nicht
erforderlich. Wenn der Strom so klein ist, dass sie ihre 2.7V deutlich
unterschreitet, dann kann der 7805 die Verlustleistung locker.
Eine weitere Alternative wäre auch das Kaskadieren eines 9V und
5V-Reglers, letzteren ev. noch mit einer 1N4001 davor. Das hätte auch
den Vorteil, dass ein Kurzschluss dann die beiden in die thermische
Abschaltung führt, bei der Z-Diode wird die in dem Betriebsfall dann
kaputt gehen.
Ich muss allerdings zugeben, dass ich gerade kein Gefühl dafür habe, wo
die Grenze beim TO220 mit der Verlustleistung ohne Kühlung liegt. 1W ist
schon reichlich.
Warum den nicht auf eine Platine montieren und die Kupferfläche als
Kühlung verwenden?
Felix schrieb:> Ach ja - Schaltregler soll vermieden werden.
Aber SMD wäre ok? Das ist doch oft auch so ein Tabou.
Mal im ernst: Warum keinen Schaltregler? Hast du damit schlechte
Erfahrungen, traust du den Dingern nicht oder was hast du da für eine
Schaltung zu versorgen, die nur mit verlustetem Strom läuft?
HildeK schrieb:> Ich muss allerdings zugeben, dass ich gerade kein Gefühl dafür habe, wo> die Grenze beim TO220 mit der Verlustleistung ohne Kühlung liegt. 1W ist> schon reichlich.
1W geht bei Zimmertemperatur noch gut, anfassen sollte man ihn aber
nicht mehr...
Wird deine Schaltung in ein Metallgehäuse verbaut? Du könntest testen,
ob es als Kühlkörper ausreicht.
Ich finde das Projekt zwar schwachsinnig, aber schon mal überlegt
einfach einen Widerstand vor den Regler zu hängen? Den dimensionierst du
so, dass er bei Maximallast die hälfte der Heizleistung abnimmt und wenn
ich mich nicht verdenke, dann hast du damit schon erreicht was du
willst...
Oder du schaltes vor den 5V regler noch einen 3,3V Regler, wobei dessen
GND, dann die 5V vom 5V regler sind...
Oder du nimmst einfach einen der zig tausend super funktionierenden und
sau günstigen Schaltregler und bist mal nicht ganz so verbohrt auf
Linearregler.
Übrigends gibt es auch fertige Schaltregler die Pinkompatibel zu den
7805 sind... nennen sich glaube ich 78E05 oder 78R05 oder so ähnlich.
Gibts bis 2A soweit ich mich erinnere...
Klar, die Leistung muss so oder so verbraten werden. Aber sie würde eben
verteilt, was es für mich einfacher macht, da keine Kühlkörper, die
massig Platz brauchen, verbaut werden.
Schaltregler deshalb nicht, da die Beschaltung ja doch wesentlich
Bauteilintensiver ist als ein Längsregler. Das wollte ich vermeiden,
auch wenns bei dem "Verteilkonzept" wahrscheinlich ähnlich viele
Bauteile werden.
Außerdem sind Schaltregler meiner Erfahrung nach sehr Störstark, was die
Versorgungsspannung angeht.
Für die, die es interessiert und bzgl. des Postings von HildeK etc:
Das ganze hängt an einem Trafo und wird nach Gleichrichtung und grober
Siebung bereits mit einem 2940 auf 12V geregelt, an dem dann Relais
hängen. Die 5V sind lediglich für den Ansteuer-Controller und ein paar
LED vorgesehen. 300mA werden wohl nie erreicht, aber ich dimensioniere
lieber zu groß als zu klein. Realistisch werdens wahrscheinlich um
150mA.
Also wenn das mit der Z-Diode in Serie keine Schwierigkeiten gibt, werde
ich es vermutlich so machen...
Danke euch allen für die tollen Tipps!!!
Ok, schei*** drauf.
Die Platine wird so umgebaut, dass beide Regler auf einer Seite stehen
und an den Geräte-KK angeschraubt werden... Tabs beide auf
GND-Potential, sollte kein Problem sein.
Danke!
HildeK schrieb:> eine geeignete Glühlampe könnte man auch verwenden ...
Dabei sollte man berücksichtigen, das normale Glühlampen wegen ihres
schlechten Wirkungsgrades nicht so toll sind ;-(
Felix schrieb:> Schaltregler deshalb nicht, da die Beschaltung ja doch wesentlich> Bauteilintensiver ist als ein Längsregler.
Nicht wenn man fertige Module nimmt, wie die RECOM Regler, die kaum
grösser sind als ein 7805. Allerdings sind sie teurer.
T.E. schrieb:> Dabei sollte man berücksichtigen, das normale Glühlampen wegen ihres> schlechten Wirkungsgrades nicht so toll sind ;-(
Wieso? Ein Wirkungsgrad von 95% bei der Umwandlung von Elektrizität
in Wärme ist doch gar nicht so schlecht. :-)
Gruss
Harald
Als man solche Regler noch diskret aufgebaut hat fand man in Geräten in
denen die MINDESTlast bekannt war öfters Lastwiderstände parallel zum
Stellglied... ob ein 78xx das insbesondere vom Anlaufverhalten her
verträgt ist eine andere Nummer...
Durch das Verteilen der Wärme auf mehrere Bauteile erreichst Du doch
keinen Vorteil!
Ob Du nun die Wärme über die Oberfläche eine Alu-Blech ableitest, oder
dazu die Oberfläche andere Bauteile verwendest - läuft doch auf's
Gleiche hinaus. Die Fläche brauchst Du so oder so.
Oder meinst Du, eine Diode würde bei gleicher Leistung weniger Warn, als
ein ALU Kühlkörper (oder eine Kupferfläche). Das kann ja nur klappen,
wenn die Oberfläche der Diode größer ikst, als die des Kühlkörpers. Dann
muss die Diode schon rechts groß sein, bestimmt größer als ein
Kühlkörper.
> Schaltregler deshalb nicht, da die Beschaltung ja doch wesentlich> Bauteilintensiver ist als ein Längsregler.
Ein 7805 benötigt zwei Kondensatoren. Du hattest Vorgeschlagen, noch
einen Widerstand und eine fette Z-Diode dazu zu geben.
Ein LM2575 braucht zwei Kondensatoren, eine Diode und eine Spule. Also
genau die gleiche Anzahl von Bauteilen. Passende Spulen gibt es in der
Größe eines halben Zuckerwürfels. Im gegenzug brauchst Du keine
Kühlkörper oder Kühlflächen.
Etwas teurer, dafür aber definitiv mit weniger Bauteilen ist der
folgende Regler, er benötigt keine Kondensatoren drumherum und ist zum
7805 Pinkompatibel. Abmessung entsprechen etwa einem Zuckerwürfel:
http://www.reichelt.de/Wandler-Module-DC-DC/TSR-1-2450/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=116850;GROUPID=4956;artnr=TSR+1-2450;SID=12UP08UH8AAAIAAGzIbi07b9b0c8f5baa7b0d312ba74b6696b8ac
Dir ist aber schon klar, daß wenn du 3V vor dem Regler verheizt du
mindestens 11V Eingangspannung brauchst damit die 5V am Ausgang stabil
bleiben!
Das heisst bei Starten des Autos wird dann deine 5V einbrechen.
