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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregler nach LiPo-Akku


Autor: Julian Kapitel (julian32)
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Hallo,

zunächst muss ich sagen, dass ich ganz neu bin und aber sicherlich jetzt 
immer wieder mal Fragen haben werde. Ich habe mich einem 
Forschungsprojekt angenommen, dass viel mit Messtechnik zu tun hat. Aber 
nun zur Sache:

Ich habe vor aus einem 4-zelligen LiPo-Akku (4000mAh) mehrere 
elektrische Geräte in einem fliegenden Versuchträger zu betreiben. Es 
gibt also leider keine Möglichkeit ein Labornetzteil zu nehmen.

zum einen ein Motherboard eines Laptops 12V
weiter, mehrere Mess-Sensoren zum Messen von pysikalischen Drücken mit 
je 4,9V
mehrere Operationsverstärker
zwei Hitzdrahtbrückenschaltungen
und ein weiteres Motherboard (Messchaltung für Hitzdrahtmessmethode)

Meine Frage nun, was für ein Typ von Schaltung sollte ich nun wählen um 
eine wirklich qualitativ hochwertige Spannung den oben genannten 
elektrischen Schaltungen (Geräte) zur Vefügung stellen zu können unter 
Verwendung eines Akkus wie oben beschrieben.

Danbke für Eure Hilfe, Julian

Autor: Floh (Gast)
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Julian Kapitel schrieb:
> Meine Frage nun, was für ein Typ von Schaltung sollte ich nun wählen um
> eine wirklich qualitativ hochwertige Spannung den oben genannten
> elektrischen Schaltungen (Geräte) zur Vefügung stellen zu können unter
> Verwendung eines Akkus wie oben beschrieben.

Die Frage wirst du selbst beantworten müssen, da du keine Daten wie 
Nennspannung, Stromverbrauch... deiner Geräte angegeben hast.
:-)

Autor: PicoPSU (Gast)
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Google mal nach "PicoPSU".
Das sind so kleine Schaltnetzteil-Module, um PC-Mainboards aus 12V o.Ä. 
zu betreiben.
Gibts auch mit Weitbereichseingang, der für deinen 4S-LiPo-Pack passen 
würde.

Autor: Julian Kapitel (julian32)
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Es ist eben so, dass ich ja neben dem Laptop-Motherboard noch zusätzlich 
andere Geräte mit Spannungs versorgen muss (siehe Liste). Mir schwebt 
eine kompakte, zentrale hochwertige Spannungsversorgung für alle Geräte 
aus dem einem Akku vor.

Ok, Danke für die Info dass noch Daten fehlen, dann man ich das doch 
mal...

also zunächst zum Akku: LiPo, 4 zellig, 14,8V, 4000mAh, max. 
Entladestrom 8A zugelassen

zum Laptop: Das ist kein ganzer Laptop sondern nur das Motherboard mit 
dem Prozessor, einer 2,5''-Festplatte, einer AD-Messkarte an einem 
USB-Port. Keine Grafikkarte, kein Laufwerk, kein Bildschirm, keine 
Tastatur oder Maus. Kann jetzt aber nicht sagen, was da an Strom 
reinläuft. Benötigt werden hier 12V.

Die Sensoren: benötigte Spannung 4,9V. Es sind 5 Sensoren. Stromaufnahme 
pro Sensor ca. 10mA

Operationsverstärker: 2 Stück, Spannung 4,9V , Stromaufnahme=??

Hitzdrahtbrücken: 2 Stück, Spannung 4,9V , Stromaufnahme=??

weiteres Motherboard (Mess-Schaltung): U=12,6V, I_max=??

Mir wäre wichtig was denn genau für eine Schaltung genommen werden muss 
um ein Optimum für die Spannung zu bekommen. Die Stromaufnahmen würde 
ich dann noch genau recherchieren...

Autor: Floh (Gast)
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Lässt sich dein zweites Mainboard nicht wegrationalisieren? (durch das 
erste?)
Ansonsten kommts eben drauf an:
Linearregler: geringer Strombedarf, Restenergie wird "verheizt", 
sauberer Pegel
Stepdown: für hohen Strombedarf, da meist effizienter, 
ripple/hf-Störungen möglich
:-)

Autor: Kirk (Gast)
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Einen LM2576T-ADJ für 4,9V (gibts 1000e beispiele im Forum und google)
Beide Mainboards kannst du bestimmt mit je einem M3-ATX 6-24V DC/DC 
betreiben..

sind alles Schaltregler also ~85% Wirkungsgrad je nach Last...

Autor: Julian Kapitel (julian32)
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Zunächst vielen Dank. Also das zweite motherborad lässt sich nicht 
wegrationalisieren: Grund ist der, dass das erste wirklich als Laptop 
läuft. Das zweite von mir als Motherborad bezeichnete, ist irgendein 
spzielles messtechnische Board, hat mit einem Motherboard denk ich 
nichst gemeinsam. Ist ne Spezialanfrtigung aus einem Ingenieurbüro und 
die haben es eben als MiniCTA-Motherboard bezeichnet.

Zitat:"Einen LM2576T-ADJ für 4,9V (gibts 1000e beispiele im Forum und 
google)"

Nun eine Frage zu einem wohl für euch so klaren Fall. Gibt es nicht eine 
ganz spezielle dafür geeigente Schaltung. Im www fallen mir zunächst 
schon sehr viel verschiedene Schaltungen auf. Ist schwer da dann die 
richtige zu finden... Gibt es nicht einen speziellen Schaltungstyp den 
man hier verwenden sollte.

Was ist denn genau eine M3-ATX 6-24V DC/DC?

Danke

Autor: usuru (Gast)
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Für die Mess-Schaltung würde ich nicht nur einen Schaltregler nehmen, um 
direkt auf die Betriebs-Spannung zu kommen. Erst mal einen Schaltregler, 
um aus den 14,8 Volt des Akkus ca 7 Volt machen (ohne zuviel Strom in 
Wärme umzuwandeln) und dann einen Linear-Regler dahinter, um auf 4,9 V 
zu kommen, dann ist da eine saubere Spannung. Die Sensoren und OPAMPs 
sind nicht das Problem, sondern die Hitzdrahtbrücken, häng die mal an 
eine 5-V Wandwarze und schau, was die an Strom ziehen!

Die Motherboards kannst Du mit einem Schaltregler versorgen.

Der LM2576T-ADJ bzw. LM2576T-12 ist gut dafür geeignet, billig und 
überall erhältlich.

Autor: usuru (Gast)
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Im Datenblatt des LM2576 sind Musterschaltungen.

Autor: Julian Kapitel (julian32)
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Lässt sich also zusammenfassend sagen, dass wenn man eine empfindliche 
Schaltung hat ein Linearregler genommen werden sollte - dagegen ein 
Schaltregler genommen werden kann, wenn die Schaltung unemfindlich ist? 
Bei großen Spannungssprüngen nimmt man dann erst einen Schaltregler, 
danach (wenn empfindliche Schaltung) einen Linearregler. Passt das so???

Ich werde nachschauen was die Hitzdrahtbrücken ziehen! Was ist denn wenn 
die Last zu groß wird - muss man dann auf einen andere Methode 
zurückgreifen???

Autor: usuru (Gast)
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Genaus so ist es.

Autor: usuru (Gast)
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Genau so ist es mit den Reglern. Linear-Regler gibt es auch für einige 
Ampere, ggf. muss man einen Leistungstransistor dazuschalten.

Autor: avion23 (Gast)
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Julian Kapitel schrieb:

> Meine Frage nun, was für ein Typ von Schaltung sollte ich nun wählen um
> eine wirklich qualitativ hochwertige Spannung  [...]

> Mir wäre wichtig was denn genau für eine Schaltung genommen werden muss
> um ein Optimum für die Spannung zu bekommen.

> Hitzdrahtbrücken: 2 Stück, Spannung 4,9V , Stromaufnahme=??

1. Du spezifizierst nicht, was hochwertig bedeutet oder was das Optimum 
ist. Du drückst nur aus, dass du etwas "gutes" haben möchtest, was auch 
immer das bedeutet. In meinen Augen hast du Anforderungen. Entweder die 
werden erfüllt oder nicht. Das musst du dir erst selbst klar machen. Mit 
den Anforderungen steigen die Kosten.

2. P = U * I, davon hängt alles ab. U hast du genannt (schonmal besser 
als die meisten), aber I fehlt! Vor allem deine "Hitzdrahtbrücke" ist 
für jeden hier vollkommen unkalkulierbar, die kann jeden Vorschlag zu 
nichte machen.

Meistens steht die Leistungsaufnahme aufgedruckt, z.B. auf dem 
Steckernetzteil. Oder P = U² / R bei deinen "Hitzdrahtbrücken".

Autor: Julian Kapitel (julian32)
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ok, dann weis ich schon bald bescheid.

Danke für die Info avion23.

Das Problem ist, das ich nicht sagen kann was hochwertig ist, weil ich 
es nicht weiß und mich nicht auskenne. Ich kann nur sagen, das es gut in 
dem Sinn sein soll, dass die elektrischen Geräte so arbeiten, dass sie 
beste Ergebnisse liefern. Momentan sind die Messergebnisse des 
Versuchsträgers nicht ganz optimal. Die Anlage rauscht - sicherlich 
liegt das auch an der nicht ganz optimal ausgelegten 
Spannungsversorgung. Das muss ich nun mitunter verbessern.

Die Ströme liefere ich nun nach, sodass hier eine suffiziente Aussage 
gemacht werden kann. Dann könnt ihr mir noch besser helfen...

Danke

Autor: Daniel F. (danielosna)
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Wo ich hier von Laptop-Mainboards lese - Diese haben teilweise doch 
schon komplette Akku-Ansteuerungen integriert, da die Geräte ja im 
Normalfall eh mittels Akku betrieben werden.
Wäre zumindest dafür doch schon mal eine mögliche Lösung, allerdings 
wirst du da ohne Schaltplan / Infos zum Mainboard nicht weiterkommen.

Autor: Daniel F. (danielosna)
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Und 5V stellen die via USB auch schon zur Verfügung, da ist allerdings 
die Frage in welcher Qualität...

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Hallo Julian,
so ganz krieg ich deine Aussagen hier nicht zusammen.

Julian Kapitel schrieb:
> Ich habe mich einem
> Forschungsprojekt angenommen, dass viel mit Messtechnik zu tun hat.

> Hitzdrahtbrücken: 2 Stück, Spannung 4,9V , Stromaufnahme=??

Julian Kapitel schrieb:
> Das Problem ist, das ich nicht sagen kann was hochwertig ist, weil ich
> es nicht weiß und mich nicht auskenne.

Wenn es ein Forschungsprojekt ist, dann sollte es etwas ernsthafter 
sein, wenn es viel mit Messtechnik zu tun hat sollte man grundlegende 
Kenntnisse von Messtechnik haben (z.B. Fehlerabschätzung), sonst macht 
das alles keinen Sinn.
Wenn du diese grendlegende Kenntnisse hast dann sollte es kein Problem 
sein deine Messeinrichtung mit einem einfachen Amperemeter auszumessen.
Ausserdem solltest Du deine Messmittel zumindest so genau kennen, daß du 
ein Datenblett der Sensoren hast. Auch von dem Ing. Büro sollte für 
diese Spezialanfertigung Unterlagen zu den technischen Daten vorhanden 
sein.
Du solltest Dir grundlegende Gedanken zur notwendigen/erreichbaren 
Genauigkeit gemacht haben und daran dann die notwendige Genauigkeit der 
Stromversorgung ausrichten.
Alles andere ist sinnloses hypothetisches rumraten.
Gruß

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