Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Festspannungsregler erzeugt keine Festspannung, Was tun?


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von Sascha H. (smhrambo)


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Hallo,

ich bin dabei ein uC Board aufzubauen und löte gerade die 
Spannungsversorgung zusammen. Da ich viele unterschiedliche Geräte mit 
dem Board betreiben möchte habe ich mir 3 verschiedene 
Festpannungsregler besorgt. 1x 12V, 1x 5V und 1x 3.3V. Die 
Festpannungsregler für 3.3V und 5V reglen meine Spannung die aus einem 
alten Modelleinsenbahn-Trafo kommt wunderbar runter, nur der 12V 
Festspannungsegler tut dies nicht, nur warum???
Ich habe eine Standartschaltung aus zwei Elko- und zwei 
Keramit-Kondensatoren und dem Festspannungsregler aufgebaut.
Also Trafo, Elko, Keramik, Regler, Keramik, Elko.
Beim Trafo Messe ich 18V, beim Elko messe ich aber auf einmal 25V was 
immernoch unter dem Max des Reglers ist, und beim Regler messe ich dann 
keine 12V sondern 17V. Wenn ich aber den Elko rausnehme messe ich beim 
Regler ganz normale 12V. Bei dem 5V und 3.3V kann ich den Elko drin 
lassen ohne das es Probleme gibt.
Woran kann das liegen???
Die Vermutung die ich hätte wäre, das der Trafo eine art Wechselspannung 
ausgibt. Dann stellt sich aber immernoch die frage warum der anderen 
beiden Regler damit klar kommen aber der 12V Regler nicht.

Ach ja die Regler sind von Reichelt und heißen:
12V  LM2904L
5V   LM1084
3.3V LM1084

Gruß

Sascha

von gefährlich das! (Gast)


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Sascha H. schrieb:
> Die Vermutung die ich hätte wäre, das der Trafo eine art Wechselspannung
> ausgibt.
Autsch! Du hast doch hoffentlich einen Gleichrichter vorgesehen? 
Schaltplan (mit den Werten der Elkos!) bitte, ein Foto vom Aufbau 
(Bildformate beachten) schadet auch nicht.

von Klaus D. (kolisson)


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Sascha H. schrieb:
> Ach ja die Regler sind von Reichelt und heißen:
> 12V  LM2904L

das findet man aber nicht als Spannungsregler.

Klaus

von MaWin (Gast)


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> Die Vermutung die ich hätte wäre, das der Trafo eine
> art Wechselspannung ausgibt.

Das wäre Märklin.
Ziemlich übel für Elkos und Regler..
Du brauchst einen (Brücken-)gleichrichter.

18V am Trafo, 25V am Elko ist dann passend.

25V für einen LM1084 ist aber gnadenlos zu viel,
der wird bei 1A richtig heiss, zu heiss.

Die Elkos HINTER dem Spannungsregler sind Humbug,
da ist die Spannung regelt, du musst da nichts glätten.

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9

   Trafo  Gleichr.          +----+
 o--+ +---+-|>|-+---+----+--|7812|--+----+---------------- 12V
    | |   |     |   |    |  +----+  |    |
    S:S +-(-|>|-+   |    |     |    |    | +--------+ (indentisch 3.3V)
    S:S | |       Elko 100nF   |  100nF  +-|LM1084-5|--+-- 5V
    S:S | +-|<|-+   |    |     |    |      +--------+  |
    | | |       |   |    |     |    |           |     100nF
 o--+ +-+---|<|-+---+----+-----+----+-----------+------+--- Masse

von Thomas (kosmos)


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Beispiel Trafo liefert 18V Wechselspannung, nach Gleichrichtung und 
Glättung Faktor 1,41 hast du dann 25V der 5V Regler soll jetzt mit 1A 
belastet werden.

Also 25V-5V=20V x 1A = ergibt eine Abwärme von 20 Watt. Die Dinger 
müssten mit 1W spezifiziert sein.

Was du benötigst wäre ein Trafo mit mehreren Abgängen auf der 
Sekundärwicklung, damit du z.B. 7V auf den 5V, 14V auf den 12V 
Zweig....gibst. Oder mehrere kleine Trafos.

Angenommen du hast 7V DC dann sind die Verluste auf 5V schon um einiges 
geringer. 2V * 1A = 2Watt statt 20, was immer noch zuviel ist, also nur 
mit 0,5A belasten und mit einem kleinem Kühlkörper geht alles gut.

Dann gibt es noch eine weitere Möglichkeit, Low Drop Regler einzusetzen 
die benötigen eine Ein/Ausgangsdifferenz von vielleicht 0,5V wodurch 
sich deine Verlustleistung noch weiter verringert.

Also die Spannungsregler mit einer möglichst geringen Spannung 
versorgen, normale Regler benötigen 2V mehr am Eingang als am Ausgang 
geliefert werden soll.

von Michel (Gast)


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Thomas O. schrieb:
> Also die Spannungsregler mit einer möglichst geringen Spannung
> versorgen, normale Regler benötigen 2V mehr am Eingang als am Ausgang
> geliefert werden soll.

Alternativ eine kleine Auswahl LM2675. Das macht den Trafoseite 
einfacher und spart Gleichrichter ;-)

von Thomas (kosmos)


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ach ja und zu deinem Problem es gibt Spannungsregler bei denen ist die 
Beschaltung der Pins geändert, deswegen immer das Datenblatt des 
jeweiligen Herstellers ansehen, gerade bei Reichelt.

von Sascha H. (smhrambo)


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Also der Trafo ist ein Roco-Trafo und sollte eigentlich eine 
Gleichspannung ausgeben, so steht es zumindest auf dem Trafo drauf.

Das mit dem Pins habe ich auch son gemerkt, war aber nur beim 5V und 
beim 3.3V anders als bisher (GND war nicht in der Mitte).

Der Elko hinter dem Regler ist eher als Energiespeicher gedacht und 
nicht dazudar um die Spannung zu glätten. Ist zwar Doppel-gemoppelt, 
sollte aber keinen unterschied machen.

Aber wie gesagt der Trafo ist von Roco und gibt eine Gelcispannung aus, 
aber man weiss ja nie ob da villeicht etwas in der Leitung schwingt.

Gruß

Sascha

von Sascha H. (smhrambo)


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Und ich muss mich berichtigen es ist der LM2940 CT12 von Reichelt.
Ich habe mich verguckt als ich vom Teil abgelesen habe, dort steht drauf 
LM2940L.

Schuldigung für die Fehlinformation.

Gruß

Sascha

von Cyclon (Gast)


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Der LM2904L ist KEIN Spannungsregler!

von Thomas (kosmos)


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der LM2940 sollte ein Low Drop Typ sein, dem müssten 12,5V am Eingang 
reichen (ist etwas von der Belastung abhängig). Schau mal im Datenblatt 
unter Drop Voltage.

Stell deinen Trafo also am besten so niedrig wie möglich ein. Den 3,3V 
Regler am besten über den 5V Regler laufen lassen 12V wird für den 
zuviel sein, es sei den die Belastung bleibt minimal.

von MaWin (Gast)


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> sollte aber keinen unterschied machen.

Sicher macht es den.

Oder wie gut kannst du die Geschwindigkeit auf dem Fahrrad halten,
wenn es bergauf und bergab geht,
wenn man dir einen Betonklotz ans Bein bindet ?

Der Elko als Energiespeicher VOR dem Spannungsregle ist viel klüger, 
denn selbst wenn der sich durch die Belastung von 20V auf 15V entlädt, 
geht nicht etwa deine Spannung  um 5V runter wie es passieren würde wenn 
er dahinter ist, sondern bleibt geregelt durch den Spannungsregler.

Ein grosser Elko hinter dem Regler bringt KEINE Vorteile, so bald der 
100nF Kondesnator relevant entladen wird, regelt der Regler schon nach.

Nur wenn Spannungsquelle HITER dem Regler sind, z.B. Motoren die als 
Generatoren arbeiten könnten, braucht man Elkos hinter edm 
Spannungsregler, aber das ist derzeit unwichtig für dich zu wissen.

> Also der Trafo ist ein Roco-Trafo und sollte eigentlich eine
> Gleichspannung ausgeben, so steht es zumindest auf dem Trafo drauf.

Dann brauchst du keinen Gleichrichter, aber der Elko war gut und 
sinnvoll, denn es war ungefilterte Gleichspannung, daher auch der 
Anstieg von 18V auf 25V. Passt schon. Die Verluste sind natürlich 
immens, wenn man 25V reinsteckt um 3.3V rauszubekommen.

von MaWin (Gast)


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> 12V wird für den zuviel sein,

Thomas, was für ein BlaBlubb kommt jetzt von dir ?
Warst du zu faul selber nachzugucken ?
Genialer Zeitpunkt um Anfänger mit deinem unzureichenden "Wissen" zu 
verwirren.

Sei so gut, und schlag doch vorher in den Datenblättern der
von Sascha durchaus genannten Spannungsregler nach was die so
abkönnen, das habe ich nämlich auch gemacht.

Die Verlustleistung wird ein Problem, die Spannung jedoch nicht,
da teilt man besser die verlustleistung zwischen 3V3 und 5V und
schalte sie NICHT hintereinander, sondern nur hinter den 12V Regler.

Aber wenn in einem Thread langsam alles klar ist, dann kommt immer
eine Dumpfbacke wie du, und rollt den ganzen Käse noch mal von vorne
auf, weil er zu blöd und faul war, erst mal selber nachzugucken.

von Floh (Gast)


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Der LM2940 ist ein Low-Drop-Regler, der benötigt mindestens 22uF als 
Ausgangskapazität.
Da bin ich selber schon mal reingefallen, ohne die Kapazität ist der 
Spannungslevel bei diesem Regler Glückssache.
:-)

von Sascha H. (smhrambo)


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Ok, das Board solle in Dev-Board werden, deshalb wurde mir gesagt ich 
soll auch einen Elko dahinter packen, davon aber mal abgesehen frage ich 
mich warum der LM2940 ohne Elko richtig regelt und mit nicht richtig.

von Sascha H. (smhrambo)


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Ich habe diesemal alle Regler parallel hinternander, da ich beim letzten 
mal Probleme damit bekommen habe, das der zweite Regler vom ersten zu 
viel Strom gezogen hat und mir daraufhin der erste Regler durchgebrannt 
ist und ich nicht wirklich was an den zweiten dran hängen konnte.

von Buffalo (Gast)


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Man soll hinter einen Festspannungsregler keinen Elko hinpacken?
Ich baue immer 100 uF rein, weil das fast in allen Schaltplänen so 
vorgesehen ist.

von Sascha H. (smhrambo)


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Danke Floh, genau das war es.

Ich baue die Schaltung immer erst auf meinem Steckbrett auf bevor ich 
sie fest in ein Board einlöte und habe beim LM2940 die 100nF 
Kondesatoren vergessen nun funktioiert es einwand frei. Es hatte mich 
nur gewundert, da dies bei den Reglern für 5V und 3.3V nicht von nöten 
war, bzw. ich habe noch nie was davon gehört, das man die einbauen muss 
um wirklich einen funktioierenden Festspannungsregler herauszu bekommen.
Fürs nächste mal weiss ich es nun.

von Buffalo (Gast)


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Die kleinen Kondensatoren sind zur Schwingungsvermeidung da.
100uF ist in den meissten Schaltplänen auch noch vorgesehen, d.H. die 
planen den kleinen zur Schwingungsvermeidung und zusätzlich 100 uF ein.

von (prx) A. K. (prx)


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Sascha H. schrieb:

> nur gewundert, da dies bei den Reglern für 5V und 3.3V nicht von nöten
> war, bzw. ich habe noch nie was davon gehört, das man die einbauen muss

Dann hast du noch nie in ein Datasheet eines solchen Reglers geblickt.

von Sascha H. (smhrambo)


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Doch reingeguckt habe ich schon, nur bisher habe ich auch ohne 
Kondensator nachgucken können ob der Regler inordnung ist wenn ich 
einfach mal mit dem Spannungsmessgerät rangegangen bin. In meinen 
fertigen Schaltungen habe ich immer 100nf davor und dahinter eingesetzt, 
damit die Spannung schön gleichmässig ist (Die bissherigen Abweichungen, 
für die man ein sollchen Kondesator brauch habe ich bisher nur von 
meinem Prof. auf einem Ozzi zu gesicht bekommen und die waren so klein, 
das sie nur für uC von belangen waren, so seine Aussage), aber das sie 
auch für ein richtiges funktioieren des Festspannungsreglers 
verantwortlich sind wusste ich nicht.

von Thomas (kosmos)


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@Mawin: Deine Beleidigungen kannst du dir sparen, ich meinte nicht das 
die Spannung zu hoch ist sondern das durch die hohe Spannung die 
Verlustleistung immens wird.

von Joe (Gast)


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Hinter dem Gleichrichter ca. einen C=1000uF einbauen. Reicht bis ca. 1A 
Belastung. Sonst auf 1000uF pro A erhöhen.

Joe

von Harald Wilhelms (Gast)


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Joe schrieb:
> Hinter dem Gleichrichter ca. einen C=1000uF einbauen. Reicht bis ca. 1A
> Belastung. Sonst auf 1000uF pro A erhöhen.

Ist bei solch niedrigen Spannungen etwas knapp,
da die Spannung um ca. 10V einbricht.
Gruss
Harald

von Bastler unterm Herrn (Gast)


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Kondensator am Ausgang vom 12V Regler wieder rein und eine Diode vom 
Ausgang zum Eingang und gut isses.

von MaWin (Gast)


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Schlechte Ausrede Thomas, denn (25-12) > (12-3.3),
akzeptier' die Kritik an deinem Verhalten und lerne daraus,
statt dich ständig nur rauszureden wie du's vermutlich
bisher in deinen Leben getan hast.

von Thomas (kosmos)


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@MaWin: Solltest meinen Beitrag mal vollständig durchlesen ich schrieb 
das es auch mit 12V geht wenn die Belastung nicht zu hoch ist. Also 
(12-3,3) bei 0,1A würde gehen, es war rein auf die Verlustleistung 
bezogen und nicht auf die max. Spannung des Eingangs.

(25-12) > (12-3.3) Habe ich irgendwo dagegen widersprochen, mir ist 
völlig klar das bei gleichen Strom der mit 25V versorgte 12V Regler mehr 
Wärme abführen muss.

von Jens G. (jensig)


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@Sascha H.
>das sie nur für uC von belangen waren, so seine Aussage), aber das sie
>auch für ein richtiges funktioieren des Festspannungsreglers
>verantwortlich sind wusste ich nicht.

Tja - wenn man einen unbekannten IC verwendet, auch wenn dessen 
Grundfunktion bekannt ist, dann sollte man sich immer angewöhnen, das 
Datenblatt anzuschauen. Denn da stehen idR genaue Angaben drin, ob und 
welche Cs da rein sollten. LowDropOut-Regler sind da ziemlich 
wählerisch, während die 0815 ... äähh 78xx-Regler recht gutmütig sind, 
und notfalls komplett ohne Cs auskommen)

@Thomas O.
>Also 25V-5V=20V x 1A = ergibt eine Abwärme von 20 Watt. Die Dinger
>müssten mit 1W spezifiziert sein.

Verstehe ich nicht ganz, wieso die mit 1W spezifiziert sein müssten.
...
>Angenommen du hast 7V DC dann sind die Verluste auf 5V schon um einiges
>geringer. 2V * 1A = 2Watt statt 20, was immer noch zuviel ist, also nur
>mit 0,5A belasten und mit einem kleinem Kühlkörper geht alles gut.

Die von Sascha gewählten Regler vertragen die Leistungen lässig, auch 
die 20W (ok, beim  LM2940 ist das ein bißchen übertrieben). Man muß eben 
nur genügend kühlen, was dann leider den Aufbau sehr groß werden läßt 
(vor allem beim LM2940). Und die Effizienz ist dann natürlich auch im 
Keller. Aber wem das egal ist, der solle mit diesen Reglern die 
Differenz von über 20V bei 1A verheizen.

von Michael H. (michael_h45)


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Thomas O. schrieb:
> ich meinte nicht das
> die Spannung zu hoch ist sondern das durch die hohe Spannung die
> Verlustleistung immens wird.
Was du meinst, ist aber völlig egal.
Was du schreibst, entscheidet.

von Michael_ (Gast)


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Und bei Low-Drop immer den konkreten Typ im Datenblatt nachlesen.
Das ist vor allem für die Eingangsspannung wichtig.
Der LM1084 hat die relativ hoch.
Aber bei anderen Anbietern kann das völlig anders sein. Solche 
Linearregler auf PC-Hauptplatinen haben oft nur 12V Ue.

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