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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsregler 78L05 gegen Step-Down (BUCK) Wandler tauschen


Autor: Regler (Gast)
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Guten Abend,

ich habe ein kleines Problem mit dem Spannungsregler 78L05 (SO-8).
Der verbratet im Betrieb ca 1Watt. Und wird dadurch richtig heiß ca um 
die 85 - 100°C. Ich will diesen Spannungsregler gegen ein 
Spannungswandler Step-Down ersetzten.

Meine Daten:
Vin = 24V
Vout = 5V
Iout = max 50mA

Pmax = (Vin-Vout) x Iout
Pmax = 0.95Watt


Ich suche ein Step-Down Wandler mit folgenden Eigentschaften.

- kleinem Gehäuse z.B SOT-23, DFN oder max. SO-8.
- möglichst wenige externe Komponenten
- geringer Preis (inkl externe Komponenten)
- Vin = max 30V
- Vout = 5V
- Iout = max 50mA
- Das Gehäuse soll so wenig wie möglich Wärme abgeben :-)))

Was ich noch wissen wollte ist die Verlustleistung der Spannungswandler 
(Step-Down), sie werden aber nicht heiß wie die Spannungsregler, oder??


Wie werden die Verlustleistungen bei den Spannungswandlern 
ausgerechnet???

Gruß
Regler

Autor: A. K. (prx)
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Regler wrote:

> ich habe ein kleines Problem mit dem Spannungsregler 78L05 (SO-8).
> Der verbratet im Betrieb ca 1Watt.

Bei Rth=180 K/W komme ich da auf eine Betriebstemperatur von ca. 200°C. 
Richte dem Teil meinen Respekt aus. Damit wird sogar der grosse Bruder 
7805 in TO220 ausgesprochen heiss.

> Wie werden die Verlustleistungen bei den Spannungswandlern
> ausgerechnet???

Es geht sicherlich auch komplizierter, aber der einfache Weg geht ganz 
banal über den Wirkungsgrad. Der steht abhängig von Randbedingungen im 
Datasheet. Und bezieht sich aber auf alle Komponenten zusammen, nicht 
nur das IC.

Bei 5V/50mA brennt da nix an, versprochen.

Alternativen gibt es zu Tausenden, beispielsweise die recht 
andwenderfreundlichen LM2574 oder LM2594. Letzterer ist etwas teurer und 
aufgrund höherer Frequenz anspruchsvoller an Komponenten und Layout, 
braucht aber weniger Platz drumrum.

Autor: phil (Gast)
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hi

schau mal bei

http://www.recom-international.de/innoline.html

da gibts wohl dc/dc die man (fast?) 1:1 für n 78xx einsetzen kann



mfg phil

Autor: Regler (Gast)
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>http://www.recom-international.de/innoline.html
die sind ja viel zu groß... aber trotzdem danke

ich such was kleines, z.B. LTC3642 - High Efficiency, High Voltage 50mA

http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H...

kennt jemand diesen Baustein?

Autor: phil (Gast)
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in dem recom-teil ist die spule schon drinn...

das relativiert die größe sicherlich.

ausserdem dacht ich du willst in 78xx ersetzen...

wenn du net möglichst einfach n 78xx ersetzn willst dann kannst nat auch 
nach anderen schaltreglern suchen.


mfg phil

Autor: Regler (Gast)
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>das relativiert die größe sicherlich.
>ausserdem dacht ich du willst in 78xx ersetzen...
Ja aber von der Höhe (9mm) passt nicht, ich kann max 6mm gehen.



Das Problem ist, das der LTC3642 viel zu teuer ist ca 5 Euronen :((

Kenn jemand ähnliche Converter, aber eventual auch von anderen 
Herstellern?!
Muss klein und günstig sein :-)))))

Autor: Hannes Jaeger (pnuebergang)
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Wenn es billig sein soll nimm eine Gurke wie den MC34063A. Der kostet 
nur ein paar Cent. Für die paar Cent bekommt man richtig was - nämlich 
mit ein bisschen Pech richtig viel Arbeit daraus einen Wandler der was 
taugt zu bauen.

Autor: Regler (Gast)
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>Wenn es billig sein soll nimm eine Gurke wie den MC34063A.

also so billig will ich auch nicht...  1-2 Euro wollte ich schon 
ausgeben ;-)


>Alternativen gibt es zu Tausenden, beispielsweise die recht
>andwenderfreundlichen LM2574 oder LM2594.
LM2574 5.0V - er ist auch nicht schlecht.

Was ich aber nicht verstehe ist diese Angabe im Datenblatt:

7V £ VIN £ 40V, 0.1A £ ILOAD £ 0.5A = 4.800/4.750 V(Min)
                                    = 5.200/5.250 V(Max)

Was ist wenn ich nur mit 30-50mA belaste, was hab ich dann für eine 
Spannung Vout???

Gruß
Regler

Autor: BMK (Gast)
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Da gäbe es noch die 30ct pragmatische Lösung:

in Reihe 78L18 - 78L12 - 78L05 (je 10ct)
mit verteilter Verlustleistung 0,3W - 0,3W - 0,35W

Autor: Ich (Gast)
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Ein Schaltregler braucht je nach Ausführung einen gewissen 
Mindestlaststrom.
Im Datenblatt ist auch die Abhängigkeit des max. Laststromes von der 
Induktivität angegeben. Also Induktivität größer und alles verschiebt 
sich zu kleineren Strömen hin.

Autor: Regler (Gast)
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Ich bleibe beim LTC3642:
http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H...

Ich hab kein Platz auf meiner Platine nur ca. 1.5 CM^2,  die externe 
Beschaltung von LTC3642 ist einiges besser, als bei LM2594-5.0V.

Gibt die LTC3642 irgendwo billiger, als DIGI-Key:
http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.d...

Ich brauche max 25 Stück.

Gruß
Regler

Autor: Zwitscher (Gast)
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Autor: cromit (Gast)
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Hallo,
ich habe exakt die gleiche Problematik für 3.3V aus 24V und bei max. 
30mA.
Allerdings darf der Baustein inkl. Hühnerfutter drumrum auch nicht mehr 
kosten als 1,50EUR (besser 1EUR) bei Abnahmemenge von ca. 500Stück.
Großes Problem ist bei mir, dass Temperaturentwicklung sehr ungünstig 
ist.
Also sollte der Baustein auch nicht sehr warm werden (max. 40-50°).
Kühlung ist nicht möglich, da in geschlossenem kleinen Gehäuse.

Wäre interessant zu erfahren, welche Lösung Du nun gewählt hast für Dein 
Problem?

Gruß
 cromit

Autor: Max G. (l0wside) Benutzerseite
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Sanken SI-8033? Gibt´s bei Digikey, müsste in deinen Stückzahlen bei 
rund 1 EUR Modulkosten landen.

Falls du einen µC an Bord hast, kannst du auch damit den Schaltregler zu 
Fuß aufbauen. Wird vom Platzbedarf etwas größer werden, aber dafür 
billiger - du brauchst nur einen Linearregler für den µC (jedenfalls zum 
Starten), einen PMOS-FET in SOT23, eine Diode ebenfalls in SOT23, die 
Induktivität, zwei Kondensatoren und zwei Widerstände fürs 
Spannungsrücklesen.

Edit: es müsste auch ohne Linearregler gehen, wenn du für die 
Freilaufdiode eine Z-Diode einsetzt, der PMOS beim Start offen ist und 
der µC einigermaßen spannungstolerant ist. Dann regelt die Z-Diode im 
Hochlauf die Spannung auf einen Wert etwas oberhalb von 3,3V, 
anschließend übernimmt dann der Schaltregler.
Bei dieser Lösung muss der µC aber sehr schnell anfangen zu takten, 
sonst sterben Diode und PMOS um die Wette, weil du faktisch einen 
Kurzschluss baust.

Max

Autor: bingo (Gast)
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Autor: A. F. (cromit)
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Hallo,

danke für die Tipps.
Den Sanka hab ich mir angeschaut und könnte interessant sein.
Meine weiteren Favoriten sind momentan:
LM2840:
http://de.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instrumen...
Würde bei 500Stück ca. 1EUR kosten plus Hühnerfutter drumrum.
Dank 500kHz wäre die Spule auch recht klein.

Billig-Lösung MC34063 (<20cent bei 500 Stück!?):
http://de.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instrumen...

Hat jemand mit der "Billig-Lösung" erfahrung?
Würd ja echt nix kosten das Teil.
Aber für den Preis kann das ja fast nichts vernünftiges sein.

Danke für Eure Unterstützung.

Gruß
 cromit

Autor: A. K. (prx)
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Andreas Friedlein schrieb:
> Hat jemand mit der "Billig-Lösung" erfahrung?

Alter schlägt Schönheit, wenn es nach dem Preis geht. Der MC34063 
ist ein uralter Geselle, den es von etlichen Herstellern gibt, mit 
schlechterem Wirkungsgrad, grösserem Ripple und niedrigerer 
Betriebsfrequenz also grösserer Spule. Aber einsetzbar ist er schon, 
wenn man keine gehobenen Ansprüche hat.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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cromit schrieb:
> ich habe exakt die gleiche Problematik
Dann schreib bitte einen neuen Thread und verlinke den alten Thread, 
wenn er relevant ist. Ich habe jetzt (wieder mal) den ganzen alten Rotz 
durchgelesen, um nach 2/3 festzustellen, dass da was ganz Anderes 
nachkommt...

> Wäre interessant zu erfahren, welche Lösung Du nun gewählt hast für Dein
> Problem?
Die Antwort wirst du nach 4 Jahren von einem nicht angemeldeten 
Benutzer kaum mehr bekommen...

Andreas Friedlein schrieb:
> LM2840:
> http://de.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instrumen...
> Würde bei 500Stück ca. 1EUR kosten plus Hühnerfutter
Obacht: die Spule ist preislich kein Hühnerfutter wie ein Widerstand...

Autor: A. F. (cromit)
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Danke A.K.
Naja, leider ist eine stabile Spannung in meinem Anwendungsfall sehr
wichtig, da es um eine induktive Messvorrichtung geht,
die im µm-Bereich Dicken erkennen soll.
Zudem sitzt halt eben ein µC drauf, der einen Schaltausgang ansteuert
bzw. Meßdaten auswertet und ggf. per RS232 weitersendet.
Damit scheidet der MC34063 sicher aus.
Werden wir halt doch 1EUR-1,20EUR in die Hand nehmen müssen
für die Spannungsversorgung.
Ich denke mit dem LM2840 machen wir nichts falsch.

Den MCP16301 (Tipp von bingo) hab ich gerade noch angeschaut.
Der scheint ja auch noch in Frage zu kommen.

Autor: A. K. (prx)
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Andreas Friedlein schrieb im Beitrag #3165902:
> Naja, leider ist eine stabile Spannung in meinem Anwendungsfall sehr
> wichtig, da es um eine induktive Messvorrichtung geht,

Da sich der produzierte Frequenzmix schlechter wegfiltern lässt als bei 
einem Festfrequenzregler ist der MC in empfindlichen Messschaltungen 
nicht unbedingt sinnvoll.

> Zudem sitzt halt eben ein µC drauf, der einen Schaltausgang ansteuert
> bzw. Meßdaten auswertet und ggf. per RS232 weitersendet.

Dem wäre das egal. µCs sind nicht so pingelig.

Autor: A. F. (cromit)
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Prima, danke für Deine hilfreichen Tipps.
Dann werden wir mal den LM2840 angehen.

Entschuldigung Lothar.
Nächstes mal werde ich gleich einen neuen Thread aufmachen.
War mein erster Beitrag hier.

Autor: Lothar S. (loeti)
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Du wirst keinen käuflichen Schaltregler finden der bei 24V 
Eingangsspannung nur 50mA sauber ausregeln kann.

Mein Tip: Nehm' einfach einen 7805 und wenn der immer noch zu heiß wird 
einen kleinen Kühlkörper.
http://www.pollin.de/shop/dt/Mjc5OTY1OTk-/Baueleme...

Grüße Löti

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Warum keinen Buck-Regler mit etwas mehr Ausgangsspannung und dahinter 
einen guten Linearregler, damit der nicht kochen muß.
Der 7805 ist ja schon sehr alt, sieh mal nach einen 78M05AFTA oder so...

Autor: ...-. (Gast)
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> Du wirst keinen käuflichen Schaltregler finden der bei 24V
> Eingangsspannung nur 50mA sauber ausregeln kann.

Beim MCP16301 wäre ich mir da nicht so sicher. Ausprobieren!

Autor: Lothar S. (loeti)
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> Der 7805 ist ja schon sehr alt, sieh mal nach einen 78M05AFTA oder so...

Wie alt der 7805 is' ist für die Funktion unerheblich, das Design ist 
optimal, auch wenn's von '73 is'.
Und wenn's nix mehr zu verbessen gibt dann ändern gute Entwickler auch 
nix mehr.
Der "M" is' auch nix Neues nur...

Normalerweise, wenn man einen "L" Regler an zu hoher Spannung betreibt, 
setzt man einfach einen passenden 1/2W Kohlewiderstand (oder auch 2 in 
Reihe) davor, puffert nochmal mit einen guten 10uF Elko zwischen und gut 
is'.

> Warum keinen Buck-Regler mit etwas mehr Ausgangsspannung und dahinter
> einen guten Linearregler, damit der nicht kochen muß.

Was bitte seid den Ihr alles für Entwickler?
Einen extra Regler um bei 50mA vor einen Spannungregler mit der 
Spannung in einen für den "L" erträglichen Bereich zu kommen.
Dein Chef in der Entwicklungsabteilung wenn ich wäre, Deine Probezeit 
wäre beendet. Um es mal sehr deutlich zu sagen.

Grüße Löti

Autor: Lothar S. (loeti)
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> Beim MCP16301 wäre ich mir da nicht so sicher. Ausprobieren!

Das ist kein fertiger 78XX kompatibler "Dreibein" als Ersatz.

Außerdem ein 78LXX kostet 25Cent ein 1W Widerstand 16Cent und ein 
10uF/35V 4Cent = 45Cent einzeln.

Und jetzt kommst Du...

Grüße Löti

Autor: Jörn (Gast)
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Ich werf mal noch den MAX17501 in den Raum. Kommt preislich nicht an den 
LM2840 dran, ist aber dafür ein synchroner Buck der auch noch mit 60V am 
Eingang zurecht kommt.

Gruß Jörn

Autor: 224u (Gast)
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> Und jetzt kommst Du...

Dann liest mal den Post des TE! Er will keinen Heizofen, sondern einen 
Regler ohne Wärmeverluste! Dein R produziert Wärme, da kann er auch 
gleich einen 7805 ohne L nehmen. Ohne Step-Down geht da nix, und 50mA 
sind m.E. mit einem Step-down machbar. Wie ...-. schon schrieb: 
ausprobieren.

Autor: Lothar S. (loeti)
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> Dann liest mal den Post des TE!

Das ist vom 15.03.2009!

Ich antworte auf die Frage von cromit vom 15.05.2013:

"Hallo,
ich habe exakt die gleiche Problematik für 3.3V aus 24V und bei max.
30mA.
Allerdings darf der Baustein inkl. Hühnerfutter drumrum auch nicht mehr
kosten als 1,50EUR (besser 1EUR)..."

Hier gilt: 24V - 6,5V (Mindestspannung für Regler) = 17,5V.

17,5V x 30mA = 0,525W

Wo willst Du da mit einen Schaltregler noch viel sparen??? Der hat auch 
Ruhestrom, Schaltverluste... ! Und unter 1€ Produktionskosten???

Grüße Löti

Autor: A. F. (cromit)
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Also meine Frage richtete sich schon sehr genau an den Original-Thread.
Und wenn schon meinen Beitrag zitieren, dann bitte vollständig:

cromit schrieb:
> Also sollte der Baustein auch nicht sehr warm werden (max. 40-50°).
> Kühlung ist nicht möglich, da in geschlossenem kleinen Gehäuse.

Naja Löti, Deine Bemerkung finde ich sehr unqualifiziert:
Lothar S. schrieb:
> Dein Chef in der Entwicklungsabteilung wenn ich wäre, Deine Probezeit
> wäre beendet. Um es mal sehr deutlich zu sagen.

Letztlich hat Deine Lösung mit Vorwiderstand + Linearregler auch nur die 
Spannungsdifferenz verheizt, bevor Du einen Linearregler einsetzen 
willst.
Wo verhindere ich da bitte das Hitzeproblem?
Und wenn man hier keine Frage stellen darf bezüglich Elektrotechnik,
die ja sogar berechtigt zu Diskussionen anregt (siehe oben),
dann weiß ich auch nicht?

Also vielen Dank nochmal an die Ideen von Euch allen.
Hat mir einiges weitergeholfen.
Und mein Problem entspricht eben doch sehr genau dem Original-Thread von 
2009.

Am Ende steht nun hauptsächlich die Frage,
wie viel "Müll" (Frequenzen) ein Schaltregler auf der 
Spannungsversorgung übrig lässt und damit das anschließende empfindliche 
Messverfahren stört, dass ich noch zu lösen habe?
Ich werde es einfach in den nächsten Tagen ausprobieren.
Gerne berichte ich dann über das Ergebnis (auch Effizienz der 
Schaltregler).

Danke und Gruß
cromit

Autor: Lothar S. (loeti)
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> cromit schrieb:
>> Also sollte der Baustein auch nicht sehr warm werden (max. 40-50°).
>> Kühlung ist nicht möglich, da in geschlossenem kleinen Gehäuse.

Du verlangst hier eine max. Oberflächentemperatur keine max. 
Verlustleistung.
Wenn Du, wie von mir vorgeschlagen, die Verlustleistung auf zwei 
überdimmensionierte Widerstände und den Spannungsregler aufteilst kannst 
Du diese Anforderung ohne Probleme erfüllen.

> Naja Löti, Deine Bemerkung finde ich sehr unqualifiziert:
> Lothar S. schrieb:
>> Dein Chef in der Entwicklungsabteilung wenn ich wäre, Deine Probezeit
>> wäre beendet. Um es mal sehr deutlich zu sagen.

Ein Entwickler der ein Problem unnötig teuer löst verschwendet 
Hundertausende... . Und große Chancen in der Abteilung hat der nicht.

> Letztlich hat Deine Lösung mit Vorwiderstand + Linearregler auch nur die
> Spannungsdifferenz verheizt, bevor Du einen Linearregler einsetzen
> willst.

Hallo?!? Ich setze keinen Linearregler vor einen Linearregler sondern 
nur zwei großzügig dimmensionierte Widerstände und einen kleinen Elko.

> Wo verhindere ich da bitte das Hitzeproblem?

Indem Du die Verlustleistung auf drei Wärmequellen verteilst!

> Und wenn man hier keine Frage stellen darf bezüglich Elektrotechnik,
> die ja sogar berechtigt zu Diskussionen anregt (siehe oben),
> dann weiß ich auch nicht?

Du darfst die Frage ja stellen, es geht nur um unzureichende Antworten, 
die die Vorgaben nicht einhalten.

Löti

Autor: bingo (Gast)
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Wenn es (auch) um Platz geht, habe ich noch sehr interessante Bausteine 
gefunden MCP1252 bzw. MCP1253 von Microchip. Das sind 
buck-boost-Konverter als Chargepump, brauch also nur einen (kleineren) 
Kondensator statt einer Induktivität.

http://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.as...

Autor: bingo (Gast)
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Oh scheisse: Input Voltage zu niedrig ... vergesst es also

Autor: Davis (Gast)
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Bingo!

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