Stärkere Alternative zu 7805 und BC338 gesucht

Attila Ciftci schrieb:
> 7805

Dein 7805 muß Differenz zwischen Eingang und Ausgang verheizen.
P=U*I Physik gilt auch für MOSFETs.

Da bisher keiner Deine Spannungen und Schaltung kennt: allgemeine 
Antwort: passenden Schaltregler suchen oder PWM machen.

Attila Ciftci schrieb:
> Welche Alternative zum 7805 könnte ich verwenden?

Im einfachen Fall 3 Stück 7805 aus der Bastelkiste oder einen 
Schaltregler oder fertige DC/DC Wandler.

Beitrag "7805 Ersatz (Schaltregler)"

Der LM2576 kann bis 3A ab.

LM1085

Attila Ciftci schrieb:

> So wie ich es verstanden habe kann der 7805 maximal 2,4 Ampere ab. Gibt
> es ein bauteil was die gleiche Aufgabe erfüllt und mehr als 2,4 Ampere
> ab kann?

Möglicherweise den LM317K. Der ist gleich dem LM317, hat aber stärkere 
Ausgangstreiber. Der wird aber unter gleichen Bedingungen die gleiche 
Energie verheizen. Ohne Kühlung gehts da bei Linearreglern gar nicht.

Vor allem regeln die Linearregler bei Überhitzung auch noch den Strom 
runter. Das ist auch besser so, sonst hätten viele den schon verbraten.

wg. MOSFET: es gibt im Wiki eine gute Übersicht:
http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht

Da suchst dir was raus was in dein Steckbrett passt (TO220 oder SMD auf 
Lochraster als Adapter löten), N-Kanal, passendem ID usw. Bei 
Ansteuerung mit µC ist es noch sinnvoll einen 'LogicLevel' Typen zu 
nehmen, also damit der FET schon voll durchsteuert bei niedrigen 
Gatespannungen.

Den 7805 kann man auch mal ein paar Jahre durchgehend mit 
Dauerüberhitzung betreiben, z.B. 120°C und mehr. So fand ich das bei 
Ausschlachtungen sogar in industriellen Geräten. Es ist kein schönes 
Design, aber geht. Der Baustein gerät aber irgendwann außerhalb der 
Toleranzen aus dem Datenblatt, und möglicherweise waren die Geräte auch 
deswegen defekt.

Klaus De lisson schrieb:

> .. und über die Kontakte eines Steckbrettes fliessen dann 3x 0,7 A ?

Das ist ja auch so ein Thema. Leistungsbauteile mit Gewalt ins 
Steckbrett gesteckt, dann ist es sicher sehr bald Schrott.

Die üblichen Steckbretter sind für so hohe Ströme ungeeignet.

Den 7805 kann man mit kurzgeschlossenem Ausgang auch als Heizung 
verwenden - hatte ich (mit Erstaunen) in Kamrea-Gehäusen so gesehen.

Zurück zur Sache: Die Verlustleistung des Spannungsreglers wird in Wärme 
umgesetzt und die musst du ableiten. Ohne Kühlkörper wirst du mit keinem 
anderen Spannungsregler weiter kommen.

Aber mal etwas anderes: Offensichtlich hast Du vor, die 
Versorgungsspannung auf 5V zu regeln und dann damit LED's zu betreiben, 
die NICHT 5V brauchen. Das ist Sinnlos - vor allem bei so hohen 
Leistungen.

Deine LED's werden im Ideal-Fall mit einem bestimmten Strom betrieben. 
Anstatt einen fetten 5V Regler zu verwenden und dann auch noch hoch 
belastbare Widerstände, solltest Du lieber gleich den Strom regeln.

Zum Beispiel könnte Dein Mikrocontroller mit einem kleinen 5V Regler 
betrieben werden, der nur 100mA schaft (ich nehme mal mangels Schaltplan 
an, dass das für die ganze Schaltung reicht). Die LED's jedoch steuerst 
Du mit konstantem Strom aus der ungeregelten Versorgungsspannung:

1

                  +---------|<|---|<|---|<|-------o + 12V

2

                  |                LED's

3

                |/

4

µC ausg. o------|

5

                |\>

6

                  |

7

                 |~|

8

                 |_| 5,6 Ohm 

9

                  |

10

                  |

11

                 GND

Die ungeregelte Versorgungsspannung (hier 12V) muss mindestens 1V höher 
sein, als die Betriebsspannung der LED-Kette. Das geht so auch mit einer 
LED, dann wäre allerdings eine niedrigere Spanungsversorgung angemessen.

Aus dem Mikrocontroller kommen unter Last schätzungsweise 4,7 Volt 
heraus. An der Basis-Emitter Strecke des Transistors fallen 0,7 Volt ab.

R = (4,7V-0,7V)/0,7A = 5,7 Ohm

So würde ich es erstmal probeweise aufbauen. Dann den tatsächlichen 
Strom durch die LED nachmessen und ggf den Widerstand leicht nach oben 
oder unten korrigieren.

Der Widerstand muss belastbar sein: 0,7A * 0,7V = 0,49 Watt

Der Transistor muss die überschüssige Spannung "verheizen" können. 
Angenommen, wir betreibern drei LED's mit 2,4 Volt Nennspannung an 12V, 
dann berechnet man das so:

P = (12V - (3* 2,4V)) * 0,7A = 3,36 Watt

Der Verstärkungsfaktor (ß oder HFE) des Transistors muss hoch genau 
sein, dass der Mikrocontroller nicht überlastet wird. 10mA sollte jeder 
Mikrocontroller locker schaffen: HFE = 700mA/10mA = 70 (mindestens)

Der Transistor BD175-16 wäre für 700mA geeignet (max 45V, 3A, 30W, 
HFE>=100). Aber natürlich nur mit Kühlkörper, irgendwie müssen die 3,36 
Watt Wärme ja abgeleitet werden.

Wenn Du diese Schaltung mehrmals baust, braucht jeder Transistor einen 
eignen Kühlkörper (weil die mit dem Kollektor verbunden sind) oder du 
must sie mit Glimmer-Scheiben isolieren.

Vergleich mit Deinem ursprünglichen Lösungsansatz:

- Spannungsregler kann viel kleiner ausfallen.
- Widerstände fallen kleiner aus, da sie viel weniger Spannung 
verheizen.
- Keine zusätzlichen Transistoren.
- Basis-Vorwiderstäne für die Transistoren entfallen.
- Kühlkörper weiterhin nötig, aber nicht für den Spannungsregler, 
sondern für die Transsitoren.

Wenn die Differenz zwischen LED Spannung und Versorgungsspannung hoch 
ist, empfiehlt sich der Einsatz eines Step-Down Schaltreglers, damit 
nicht so viel Spannung verheizt werden muss. Es gibt auch Schaltregler 
mit konstanter Stromstärke bzw. Strombegrenzung. Dann brauchst Du den 
Strom nicht über Transistoren zu regeln und hast weniger Abwärme. Ist 
aber aufwändiger.

Sofern die Versorgungsspannung nur knapp über der tatsächlich benötigten 
LED Spannung liegt, sind Schaltregler allerdings nicht so gut, weil sie 
dann weniger Effizient sind, als eine lineare Regelung über 
Transistoren.

Bitte vergiss meinen vorherigen Beitrag, da ist ein gravierender Fehler 
drin.
Die Schaltung soll so aussehen:

1

                          +---------|<|---|<|---|<|---o + 12V

2

                          |                LED's

3

            R2=         |/  BD175-16

4

µC ausg. o--[===]--+----|

5

                   |    |\>

6

                   |      |   R1=1 Ohm

7

                   |      +--[===]--+-----------------o GND

8

                   |                |

9

                   |                |

10

                   +---|>|---|>|----+

11

                      2x 1N4148

Die Spannung an der Basis des Transistors ist 1,4 Volt. 0,7 Volt fallen 
am Transistor ab, weitere 0,7 Volt am Widerstand R1.

R1 = 0,7V/0,7A = 1 Ohm
P  = 0,7V*0,7A = 0,49 Watt

Die Angaben zur Auswahl des Transistors stimmten:

P = (12V - (3* 2,4V)) * 0,7A = 3,36 Watt
HFE = 700mA/10mA = 70 (mindestens)

R2 muss so gewählt werden, dass etwas mehr Strom fließt, als 
erforderlich. Der Transistor hat einen Verstärkungsfaktor von mindestens 
100. Ich nehme an, dass der Mikrocontroller bei High Pegel wenigstens 
4,3 Volt liefert.

R2= (4,7V-1,4V)/(0,7A/100) = 470 Ohm

A. K. schrieb:

> Wilhelm Ferkes schrieb:
>> Möglicherweise den LM317K. Der ist gleich dem LM317, hat aber stärkere
>> Ausgangstreiber.
>
> Der hat nur ein anderes Gehäuse, nämlich TO-3 statt TO-220. Und als
> Folge davon einen geringeren Wärmewiderstand zum Gehäuse, was die
> Kühlung bei hoher Leistung vereinfacht.

Sicher, daß der nicht auch etwas mehr Strom kann? Da muß ich mal 
nachsehen.

TO-3 hat auf jeden Fall mehr Wärmekapazität wegen des massiveren 
Gehäuses. Das könnte noch bei kurzzeitigen Lastspitzen helfen, wenn man 
nicht aktiv kühlen möchte.

Mir fiel der LM317K nur ein, weil ich noch 3 Stück recycelt aus 
Altgeräten hier liegen habe.

Edit:

Sache geklärt.

Die TO-3 und TO-220 unterscheiden sich überwiegend nur in der 
Gehäuseform.

Der TS1085 kann 3A, in der ADJ-Ausführung kann er wie der LM317 
eingesetzt werden (z.B. als KSQ). Gibt es z.B. bei Reichelt.

> Der TS1085 kann 3A

Gibt es auch TS1084 mit 5A