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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 78L05 oder 7805


Autor: Ivan (Gast)
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Hallo,

ich möchte einen Mikrocontroller Attiny84 am KFZ betreiben.
Nun Frage ich mich, ob ich einen 78L05 (TO-92 Gehäuse) nehmen kann, da 
dieser doch deutlich kleiner baut.
Der µC liest ein paar Schalter im KFZ ein und steuert ein paar Ausgänge, 
also nichts dramatisches.
Beschaltung im KFZ ist mir klar mit Spule, Elko, 100nF Kondensatoren, 
etc.
Mir geht es nur darum, ob ein 78L05 ausreichen würde oder ob er zu heißt 
wird? Vom Strom müsste es ja reichen 0,1A.

: Verschoben durch Moderator
Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Aber es reicht nicht von der Verlustleistung.

Daher: 7805.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Ivan schrieb:

> Mir geht es nur darum, ob ein 78L05 ausreichen würde oder ob er zu heißt
> wird? Vom Strom müsste es ja reichen 0,1A.

0.1A * 7V (Verlustleistung) macht 0.7W an Wärme, die der 78L05 loswerden 
muss. Datenblatt nachsehen, ob der da noch mitmacht.

Autor: JojoS (Gast)
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Im KFZ hat man bei laufendem Motor oder vollem Akku eher 14,4 V, also 
sollte man für die Verlustleistung mit etwas Sicherheit eher 10V*0,1A=1W 
max. rechnen, das ist zuviel für den kleinen (0,75W). Also sollte sich 
der µC mit <70mA begnügen.

Autor: MaWin (Gast)
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Ausserdem sollte man im KFZ einen KFZ-festen Spannungsregler nehmen, und 
wenn man einen uC anschliesst vielleicht gleich noch einen mit 
Reset-Schaltung.

Also 
http://www.stmicroelectronic.com/stonline/products... 
oder L387 (gerade bei Pollin.de)

Siehe http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Er hat doch gar nicht geschrieben, dass seine Schaltung 100 mA ziehen
würde...  Er hat einen ATtiny84 da dran, der verbraucht selbst bei
20 MHz gerade mal 12 mA laut Datenblatt.  Wäre die Frage, was die
restliche Schaltung noch braucht (LEDs?).

Ich würde ihn übrigens in SO-8 oder besser noch SOT-89 nehmen, das
wäre dann nochmal kleiner als TO-92 und lässt sich ggf. besser mit
einer Cu-Fläche kühlen.

Autor: g4st (Gast)
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Ivan schrieb:
> Vom Strom müsste es ja reichen 0,1A.

Sollten umgerechnet 100mA sein ;)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>> Vom Strom müsste es ja reichen 0,1A.
Damit ist der 78L05 gemeint. Der kann bis zu 0,1A.
Ob die Schaltung soviel braucht, steht auf einem anderen Blatt...

Also: realen Strombedarf ermitteln, mit 10V multiplizieren und 
nachsehen, ob die Leistung verbraten werden kann. Evtl. kann ein 
Vorwiderstand oder eine Z-Diode noch einen Teil der Leistung übernehmen.

Autor: Ivan (Gast)
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Hallo,

danke für die Antworten. Nicht nur für die Fakten ansich, auch für die 
Hintergründe. Nun weiß ich nämlich, wie man darauf kommt.
In der Schaltung sind lediglich 2 LED's vom AVR gesteuert und ein 
Optokoppler (also nochmal eine LED). Ich denke, dass der 78L05 somit 
reicht, die LED's werden mit 1k Vorwiderstand beschaltet und ziehen 
daher auch nur sehr wenig Strom. Der Attiny84 läuft mit 8Mhz und somit 
laut Datenblatt nur ca. 5,7mA. Bleiben also noch ca. 94mA für die LED's 
und den Optokoppler, zumal die LED's nicht konstant leuchten.

Grundsätzlich bleibt für mich noch die Frage, wie ich den Gesamtstrom 
der Schaltung berechne?
Addiere ich einfach die einzelnen Ströme der Bauteile LED's, etc. 
zusammen oder misst man so etwas am besten?

Autor: A. K. (prx)
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Ivan schrieb:

> Addiere ich einfach die einzelnen Ströme der Bauteile LED's, etc.

Ebendies. Hier also 6mA für den AVR und jeweils ca 3mA pro LED. Plus 
unbekanntem Optokoppler, das können je nach Typ und Anwendung 1mA oder 
50mA sein.

Aber was du offenbar noch nicht verstanden hast: Bloss weil auf dem 
Regler "100mA" draufsteht kannst du ihn bei 15V rein nicht dennoch nicht 
mit 100mA belasten. Weil er dabei zu heiss wird.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Addiere ich einfach die einzelnen Ströme der Bauteile zusammen
Das ist praktisch der beste Ansatz...
> oder misst man so etwas am besten?
das ist der beste praktische Ansatz.

Beide Wege führen zum Ziel.   ;-)

Autor: Ivan (Gast)
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A. K. schrieb:
> Aber was du offenbar noch nicht verstanden hast: Bloss weil auf dem
>
> Regler "100mA" draufsteht kannst du ihn bei 15V rein nicht dennoch nicht
>
> mit 100mA belasten. Weil er dabei zu heiss wird.

Doch das habe ich - denke ich - verstanden.
Angenommen ich habe 14,4V KFZ-Boardspannung und regle auf 5V herunter, 
Sind also 14,4V-5V = 9,4V über den Regler zu verbraten.
Da die Leistung P=U*I ist, stelle ich um nach I --> I = P/U. P ist im 
Datenblatt mit max. 0,75W angegeben und 9,4V werden verbraten --> 
0,75W/9,4V = 79,79mA.
Dies wäre demnach die absolute Grenze, die meine Schaltung haben dürfte.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Dies wäre demnach die absolute Grenze, die meine Schaltung haben dürfte.
Bei optimaler Kühlung und einer Umgebungstemperatur von üblicherweise 
20°C.

Autor: A. K. (prx)
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... und guter Kühlung über die Beinchen. Eine andere Rechnung macht weit 
früher schlapp, denn in den NS-üblichen Fussnoten steht ein R(th)ja von 
230K/W drin für TO-92, was bei max. 40°C Umgebung (im Auto) grad mal für 
die Hälfte reicht.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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A. K. schrieb:

> denn in den NS-üblichen Fussnoten steht ein R(th)ja von
> 230K/W drin für TO-92

Nö, nicht für TO-92, sondern für das Micro-SMD.  Für TO-92 geben sie
lieber gleich gar nichts an.  Die Konkurrenz von Fairchild gibt auch
nur in einer Fußnote an "Power dissipation < 0.75 W".  Andernorts
finde ich für TO-92 Angaben von ca. 180 K/W, was einigermaßen zu
den 0,75 W passen würde.

Für SO-8 finde ich bei NXP die Angabe 158 K/W Rthja und 43 K/W für
Rthjc.  SOT-89 käme besser weg, Diodes.com gibt hier 125 K/W für
Rthja und 10 K/W Rthjc an.  Damit könnte man eine SOT-89-Variante
also zumindest recht effektiv mit einer Cu-Fläche kühlen.

Autor: A. K. (prx)
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Jörg Wunsch schrieb:

> Nö, nicht für TO-92, sondern für das Micro-SMD.  Für TO-92 geben sie
> lieber gleich gar nichts an.

Aber sicher doch: "Z Package: θJC = 60 °C/W, = θJA = 230 °C/W".
Wie ich schon sagte, sowas steht bei NS meist im Kleingedruckten, hier 
in Fussnote 5.

Autor: Ivan (Gast)
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Der Optokoppler ist ein CNY17-3.
Welche Angabe aus dem Datenblatt ist mein Strom? I_f = 60mA?
http://www.bg-electronics.de/datenblaetter/Optokop...

Autor: A. K. (prx)
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Das hängt nun davon ab, was für einen Strom du am Ausgang benötigst. Der 
CNY17-3 hat ein CTR von min. 100%, d.h. der Strom durch die LED muss 
mindestens dem am Ausgang entsprechen, evtl. deutlich mehr um gut 
durchzusteuern, je nach Anwendung. Die 60mA sind das zulässige Maximum.

Autor: Ivan (Gast)
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Der Ausgang geht an den Pin des µC, um dort einen Pegelwechsel zu 
erkennen von high nach low. Der Optokoppler schaltet Masse durch und 
zieht den Portpin auf low. Externer Pullup 10k gegen +5V Vcc am Pin.

Autor: A. K. (prx)
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Dann hängst du an die LED des Kopplers auch wieder 1K für ~4mA und bist 
insgesamt einschliesslich Eigenverbrauch des Reglers bei grob 20mA. Kein 
Problem.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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ST gibt fuers TO92 Gehaeuse ein Rth-amb von 200Grad/W an. Maximale 
Sperrsichttemperatur ist 125 Grad

Wenn man im Sommer von Innentemperatur von rund 60..70 Grad im Auto 
ausgeht sieht die Rechnung schon etwas anders aus.

(125 Grad - 70 Grad) / 200Grad/W = 0.275W
0.275W / 9.4V = 30mA

mehr wuerde ich ihn nicht zumuten im Auto.

Besser doch einen im T0220 Gehauese nehmen.


Gruss Helmi

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Helmut Lenzen schrieb:
> Besser doch einen im T0220 Gehauese nehmen.

Aber auch der braucht einen Kühlkörper, oder oben ein Stück
Kupferfläche.  Da kannst du dann auch wieder den 78L05 im SOT-89
nehmen, denn mit den 10 K/W hängt bei dem die mögliche Verlust-
leistung im Wesentlichen auch nur von der Kühlfläche ab.

Tante Gugel bringt mir die AN-994 von International Rectifier zu
Tage, die sich mit diesem Thema befasst:

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-994.pdf

Die gehen zwar von 150 °C Grenztemperatur aus, aber für 125 °C
muss man halt alles um 25 K verschieben, d. h. man benutzt in
den Diagrammen den Punkt für Ta = 100 °C.  Selbst mit dem nur
leicht vergrößerten SMD-Footprint (gleiche Fläche wie normales
SMD-Bauteil) und dem Kupfer auf der Rückseite schafft es dort
ein SO-8 auf 0,6 W und ein SOT-223 auf 0,4 W, die sie abführen
können.  (SOT-89 ist nicht dabei, müsste aber mit SOT-223 einiger-
maßen vergleichbar sein.)  Damit ist man für die nun ausgerechneten
20 mA gut im grünen Bereich.  Man kann ja noch ein wenig Kupfer
herum spendieren, dann wird die Temperatur etwas niederiger.

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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A. K. schrieb:
> Dann hängst du an die LED des Kopplers auch wieder 1K für ~4mA und bist
> insgesamt einschliesslich Eigenverbrauch des Reglers bei grob 20mA. Kein
> Problem.

Ähm, wenn der Ausgang des Optokopplers am Pin des µC hängt, dann wird 
die LED wohl eher nicht aus dem gleichen Spannungsregler wie der 
Controller versorgt. Sonst könnte man sich den Koppler auch sparen ;-)

Über den Ausgang des Optokopplers fliesst der Strom aus dem 10k-Pullup, 
also maximal ca. 0,5mA. Plus noch ein bisschen Leckstrom aus dem 
Controller.

Andreas

Autor: Jens G. (jensig)
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@ Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite

>Helmut Lenzen schrieb:
>> Besser doch einen im T0220 Gehauese nehmen.

>Aber auch der braucht einen Kühlkörper, oder oben ein Stück
>Kupferfläche.  Da kannst du dann auch wieder den 78L05 im SOT-89
>nehmen, denn mit den 10 K/W hängt bei dem die mögliche Verlust-
>leistung im Wesentlichen auch nur von der Kühlfläche ab.

Da brauchste aber schon ordentlich Kupferfläche, um 10K/W zu erreichen.
TO220 macht aber deutlich über 1W ohne weitere Kühlmaßnahmen (so Pi mal 
Daumen sind 2W das absolute Maximum ohne extra Kühlung und 25°C 
Umgebung). Wäre also für mich auch erste Wahl mit genügend Reserven

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Jens G. schrieb:
> Da brauchste aber schon ordentlich Kupferfläche, um 10K/W zu erreichen.

Da hast du was flasch verstanden.  Die 10 K/W waren das Rthjc eines
SOT-89.  Der ist im Vergleich zum Rthja aller dieser kleinen
Kühlkörper so gering, dass man rein mit der Cu-Fläche entscheiden
kann, wie hoch die mögliche Gesamtverlustleistung ist.

> TO220 macht aber deutlich über 1W ohne weitere Kühlmaßnahmen

Dürfte sich aber troztdem kaum was mit einem SO-8 und einer Cu-Fläche
vergleichbarer Größe wie der TO-220 nehmen, wie du der genannten AN-994
entnehmen kannst.

Autor: König Erl (Gast)
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Der 78L05 macht im SOIC8-Gehäuse und einer guten Kupferfläche bis zu 
0,625W zunichte. Das steht zwar im Datenblatt meistens nicht drin, kann 
aber aus den Angaben anderer Linearregler dieser Bauform entnommen 
werden. Ich persönlich würde hier etwas Angstschweiß einbauen und nur 
0,5W verbraten. Mit LowCurrent-LEDs und einer sonst sprasamen 
Beschaltung (evt. Fets statt Transen und Relais an 12V sowie auslesen 
mit einer sparsamen Z-Diode) sollte da was gehen. Gibts den 7805 nicht 
noch im D-PAK?

Bitte auch nciht die TVS-Diode, Sicherung und Schattky am Eingang des 
78L05 vergessen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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König Erl schrieb:
> Gibts den 7805 nicht
> noch im D-PAK?

Ja, da heißt er dann 78M05, wenn ich mich nicht täusche.

Autor: Jens G. (jensig)
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@  Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite

>Jens G. schrieb:
>> Da brauchste aber schon ordentlich Kupferfläche, um 10K/W zu erreichen.

>Da hast du was flasch verstanden.  Die 10 K/W waren das Rthjc eines

Jo - habe ich auch schon gemerkt ... Egal - TO220 ist auch gut für 
diesen Zweck ;-)

Die M Typen haben übrigens nichts mit dem Gehäuse zu tun - die gibt's 
in allen Varianten für ein bißchen mehr Leistung. Das M bedeutet eher 
sowas wie "M"edium Strom (0,5A).

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Jens G. schrieb:
> Die M Typen haben übrigens nichts mit dem Gehäuse zu tun - die gibt's
> in allen Varianten für ein bißchen mehr Leistung. Das M bedeutet eher
> sowas wie "M"edium Strom (0,5A).

Allerdings bekommst du die nicht ueberall zu kaufen (Rei.. und so)
Die sind dafuer gemacht um auch einen Regler zu haben der nicht bei 1A 
schluss macht sonder halt schon bei 0.5A.

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