Suche sehr sparsamen Spannungswandler 12V auf 5V

Fuer die paar µA eines Sleepmode reicht ein Vorwiderstand.

Der Jammer ist, dass gerade bei sehr kleinen Strömen der Wirkungsgrad 
der Wandler sehr schlecht ist.

Welcher Stromverbrauch ist im Sleepmodus vorhanden?
Welche Spannungstoleranzen sind zulässig?
Wie sieht die Spannungsquelle aus? Primärzellen? Akkus, welche 
Technologie?

Joachim B. schrieb:
> RTC mit Alarmausgang DS3231

Der muss natürlich mitversorgt werden.

Wenn der Regler keinen Strom verbraten soll, schalte ihn doch ab. Den 
Controller kannst du im deepsleep lange aus einem supercap oder normalen 
Kondensator versorgen lassen. Bei unterschreiten einer Mindestspannung 
musst du halt kurz wieder einschalten und nachladen.

Gerhard K. schrieb:
> Die Spannungsquelle ist ein Gel-Akku (PV-Anlage).

Welche Kapazität hat der Akku und wie groß ist die Selbstentladung?

> Kann uns jemand einen Tipp geben?

LTC3642

50mA, 12uA

Olaf

Gerhard K. schrieb:
> Es geht nicht um das Wachwerden, sondern nur um den Spannungswandler,
> der möglichst sparsam sein sollte.

Ganz so abwegig ist die Frage nicht, denn wenn nur  der Strom des 
schlafenden Prozessors zu berücksichtigen ist, dann reicht vielleicht 
ein Vorwiderstand ( 
Beitrag "Re: Suche sehr sparsamen Spannungswandler 12V auf 5V" ) aus.

Ist aber z.B. ein Bewegungsmelder, der den Prozessor aufwecken soll, im 
Spiel, dann kann der gesamte Strom beträchtlich größer sein und den 
Lösungsansatz erheblich beeinflussen.

Gerhard K. schrieb:
> Der Akku hat eine Kapazitüt von 50AH.

Dann dürfte die Selbstentladung in der Größenordnung von 20mA liegen. Ob 
der Wandler dann 1mA oder 10µA für sich selbst benötigt, ist unter 
diesen Umständen ziemlich egal.

... schrieb:
> Fuer die paar µA eines Sleepmode reicht ein Vorwiderstand.
Troll weiter.

Gerhard K. schrieb:
> Spannungswandler von 12V auf 5V (max. 20mA).
> Er soll einen Mikrokontroller im Sleepmode mit Strom versorgen.

Was nun, 20mA oder Sleep? Wie lange ist der µC wach / wie lange schläft 
er?

Wenn der µC überwiegend schläft, interessiert der Ruhestrom des 
Spannungsreglers. Da wird es schwierig, die paar µA eines 
MCP1703-Längsreglers zu unterbieten. Ein Wandler ist nur sinnvoll, wenn 
lange Lastphasen zu viel Verlustleistung erzeugen.

Gerhard K. schrieb:
> Der Akku hat eine Kapazitüt von 50AH.

50Ah haben erheblich Selbstentladung, das muß man seine Elektronik nicht 
auf das letzte µA ausknautschen. Wenn Dein Gebilde im Mittel 100µA 
verbraucht, sind das mal 8760 Stunden über das Jahr unter 2% Deiner 
Akkukapazität.

Wolfgang schrieb:
> Dann dürfte die Selbstentladung in der Größenordnung von 20mA liegen.

Das ist wohl deutlich zu hoch gegriffen, damit wären die Akkus schon 
nach einem Vierteljahr fast leer.

Manfred schrieb:
> Was nun, 20mA oder Sleep? Wie lange ist der µC wach / wie lange schläft
> er?

Vermutlich soll der µC auch im Wachzustand darüber versorgt werden 
können, ohne die Stromversorgung dafür umklemmen zu müssen.

> Das ist wohl deutlich zu hoch gegriffen, damit wären die Akkus schon
> nach einem Vierteljahr fast leer.

Darum schrieb ich "Größenordnung".
Hast du bessere Daten über die Selbstentladung eines Gel-Akkus?

Gerhard K. schrieb:
> Die Spannungsquelle ist ein Gel-Akku (PV-Anlage).

Harald A. schrieb:
> MCP1703

könnte knapp werden wenn der Akku gerade gewechselt wird und das 
Solarpanel die Leerlaufspannung liefert.

mein Vorschlag wäre XC6216:

https://www.digikey.com/product-detail/en/torex-semiconductor-ltd/XC6216D502PR-G/893-1169-1-ND/2815614

Gruß Anja

> Er soll einen Mikrokontroller im Sleepmode mit Strom versorgen.

> Troll weiter.

Bitte sehr:

Ein simpler Vorwiderstand ist an Effizienz kaum zu toppen.
Von irgendwelchen Sensoren steht da nichts.

An einem 50 Ah Akku ist allergroesste Sparsamkeit im Normalfall
auch ueberhaupt nicht noetig.
Da sind eher Themen wie Robustheit relevant.
Falls z.B. der Akku mal abgeklemmt wird und die Schaltung
wesentlich mehr Spannung am Eingang verkraften muss.

Wenn ich mir aehnliche Probleme bei SNTs der Unterhaltungselektronik
ansehe: Ganz ueberwiegend gehen bescheiden konstruierte
Anlaufschaltungen kaputt, wo genau so "hochoptimierte"
ICs zum Einsatz kamen/kommen. Der Praktiker laechelt dann mal
und zieht einen Widerstand von der (12 V-)Netzteilbuchse zur
Anlaufschiene... Und schon geht die Kiste wieder.

Gerhard K. schrieb:
> Kann uns jemand einen Tipp geben?

HT7150, oder ein ähnlicher uA-Linearregler, denn bei uA Strom über 99.9% 
der Zeit spielt es keine Rolle, ob in den kurzen Momenten der 20mA der 
Wirkungsgrad maue 40% hat, sondern nur eine Rolle, dass der 
Eigenstrombedarf möglicht niedrig ist (na gut, Nanoampere müssen nicht 
sein, das wäre viel weniger als die Akku-Selbstentladung).

Anja schrieb:
> könnte knapp werden wenn der Akku gerade gewechselt wird und das
> Solarpanel die Leerlaufspannung liefert.

Was war jetzt an dem LTC3642 mit seinen maximal 45V am Eingang so 
schlecht?
Ein Solarpanel für einen 12V-Akku sollte im Leerlauf nicht wesentlich 
über 20V liegen und ein LDO muss bei mehr als 5V Spannungsreserve nicht 
sein.

Manfred schrieb:
>> Dann dürfte die Selbstentladung in der Größenordnung von 20mA liegen.

> Das ist wohl deutlich zu hoch gegriffen, damit wären die Akkus schon
> nach einem Vierteljahr fast leer.

Bei gebrauchten KFZ Starter Akkus ist das gar nicht mal so unüblich.

Ein guter LDO kann in einigen Fällen die Beste Lösung für sowas sein.

Dieser Typ hier wäre für solche Anwendungen gedacht:
Ti, TPS709:
http://www.ti.com/product/TPS709#

Der braucht <1µA im Leerlauf.
Jetzt könnte man einwenden, dass man nicht spart, wenn man 7V verbrennt, 
aber Schaltregler benötigen meist viel höhere Leerlaufstromaufnahmen. 
Bei sehr kleinen Strömen kann ein Linearregler daher trotzdem günstiger 
sein.

Natürlich kommt es jetzt drauf an, ob außerhalb des Sleep-Modus der 
Linearregler die Abwärme verkraften kann. Das wäre dann 
seltbstverständlich noch genauer zu betrachten. Jedenfalls kann er 150mA 
liefern, und für kurze Zeit (beispielsweise wenige ms, für kurze 
Aktivität des µC) geht das auch von 12V weg.

Es gibt daher fuer den Automotivbereich Spannungsregler, die daher 
beides kombiniert als Innenleben haben. Dh der Schaltregler wird 
automatisch ab- und zugeschaltet.

MCP1703 von Microchip?

Der MCP1703 verträgt nur 16V, das wäre mir im KFZ zu knapp.

Mal ein paar Beispiele, was ein Gerät im Bordnetz aushalten muss:

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23
Impuls 2a: +25/50/75/100V, Anstiegszeit 1us, Dauer 50us, Innenwiderstand 
2 Ohm,
0.2-5 Sekunden
jump start/starting aid: 32V für 60sec, charging: 17V für 60min
(Nicht enthalten sind 57V/10s)

Load dump: ISO 7637-2, Puls 5a oder 5b, max. 400mS, max. 87V (bei Fzg.
ohne zentralem Load Dump Schutz, i.A. 42V bei Fahrzeugen mit zentralem
Load dump Schutz (Standard ausser Toyota)

Beitrag "Das KFZ-Bordnetz"