Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzteildesign: Linear- oder Schaltregler?


von Ralf J. (hennes008)


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Hallo,

ich komme endlich mal wieder dazu ein wenig zu basteln und arbeite nun 
an einer Steuerung für unser Gewächshaus. Für die Steuerung setze ich 
einen Haufen bistabile Relais ein (die Grabbelkiste gab's halt her), 
einen Atmel und einen ENC28J60 zur Einbindung in die restliche 
Haussteuerung.

Für die CPU und eine Menge Kleinkram drumherum brauche ich 5V / 300 mA.
Für den ENC28J60 3,3V bei 250-300 mA.
Für die Relais brauche ich nochmals 3,3V / 350mA.
Letztere möchte ich nicht auf der Versorgungsschiene des ENC haben und 
außerdem brauche ich die Relaisspannung nur sporadisch.

Da diese Steuerung 7x24 läuft, ist der Stromverbrauch zu minimieren, 
deswegen knobele ich schon seit Tagen am Netzteil. Meine bisherigen 
Überlegungen zielen auf drei TL497 hin, wobei jenes für die Relais von 
der CPU ein und ausgeschaltet werden kann (via Inhibit-Eingang).
Ich kann leider nirgends finden, wie man die Verlustleistung eines TL497 
ermittelt (vielleicht auch nur Dreck auf der Brille).

Der Trafo hat sekundärseitig 8V / 1A, der Siebelko 4700µF (zur 
Berechnung der Verlustleistung). Mich würden einfach mal eure Meinungen 
dazu interessieren. Ob ihr auch Schalt- oder besser Längsregler nehmen 
würdet (weil gleiche Verlustleistung) oder andere Schaltregler, oder 
kaskadiert oder wie auch immer.

Freue mich über jede Antwort.

Viele Grüße
Ralf

von MaWin (Gast)


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Wenn du energieeffizient sein willst, nimm ein fertiges Schaltnetzteil.

Ein 5V USB Steckernetzteil bietet sich an, weil das standardisiert ist 
und du es wohl ewig neu nachbeommen wirst, denn Schaltnetzteile halten 
nicht ewig.

Dann ein 3.3V Regler für den ENC und ein zweiter 3.3V Regler (geregelt 
muss es gar nicht sein, aber abgekoppelt von den 5V, ein Vorwiderstand 
und Siebelko täte es auch) für die Relais, und fertig.

Für die 3.3V des ENC lohnt kein Schaltregker, der braucht nicht 300mA 
sondern eher 150mA.

Das Problem ist, daß Schaltnetzteile uter Dauerstrom weniger lange 
halten als konventionelle Netzteile, weil die Elkos stärker stapaziert 
werden. Zwar könnte man postutieren, daß Markengeräte besser gebaut sind 
als NoNames, aber das ist auch nur eine Vermutung, ich hab schon genug 
Markengeräte repariert. Man könnte gezielt LongLife Netzteile suchen, 
aber nach 10 Jahren sind die wohl auch hin und der Hersteller hält die 
trotzdem für LongLife. Also muß man sowieso davon ausgehen, da0 man das 
Netzteile iens tages tauschen wird, also sollte man was billiges 
jahrelang als Ersatz zu bekommendes nehmen, daher meine Wahl nach edm 
Handy-USB-Netgzteil oben.

von A.Max S. (amf)


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Ralf Jonas schrieb:
> Für die CPU und eine Menge Kleinkram drumherum brauche ich 5V / 300 mA.
>
> Für den ENC28J60 3,3V bei 250-300 mA.
>
> Für die Relais brauche ich nochmals 3,3V / 350mA.

Nimm ein fertigs Schaltnetzteil 5V ud leite daraus die nötigen 3,3V 
Spannugen ab. 3,3V LDO sollte es tun.

Umstellung auf 5 bzw. 6 V  Relaisspulenspannung (diese relais ziehen bei 
5V auch sauber an): Verbessert den Wirkungsgrad gegenüber 3,3V Relais 
nochmals signifikant.

Oder, wenn/falls bei Pollin etc. gerade günstig findbar: Ein fertiges 
SNT welches bereis 5 und 3,3V Ausgang hat.

von Ralf J. (hennes008)


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Auf die einfachsten Ideen kommt man einfach nicht, man sieht es immer 
wieder.
Habt vielen, vielen Dank dafür. Natürlich ist ein kleines Handynetzteil 
viel simpler und vor allem billiger. Und wenn es ausfällt auch schnell 
zu bekommen.

Dann kann mein ganzes Netzteil auf den Denkmüll, stattdessen eine kleine 
USB-B Buchse und zwei 3,3V Regler auf die Hauptplatine und das war's.

Vielen Dank nochmal, das Wochenende ist gerettet. *bastel*löt*
Ralf

von bvq35454 (Gast)


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Der Trick wird wohl sein, mit einer Betriebsspannung
auszukommen.

von Alex B. (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite


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Ich habe mich noch gefragt, wie du auf diesen "komischen" TL497 gekommen 
bist. Der wäre wohl der letzte 3V3-Regler, der mir eingefallen wäre...

Gruß,
Alex

von Michael A. (Gast)


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Alex Bürgel schrieb:
> "komischen"

Kannst du diese Einordnung bitte mal etwas mit Inhalt füllen?

von Alex B. (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite


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Michael A. schrieb:
> Alex Bürgel schrieb:
>> "komischen"
>
> Kannst du diese Einordnung bitte mal etwas mit Inhalt füllen?

Weil das Teil als Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller und Inverter genutzt 
werden kann. Entsprechend "groß" und "komplex" ist das Konstrukt dann. 
In dem konkreten Fall hier jedoch tut es jeder beliebige Tiefsetzsteller 
oder Linearregler, falls ich mich nicht verlesen habe.

Gruß,
Alex

von Ralf J. (hennes008)


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Moin,

UND... es hat einen TTL kompatiblen Inhibit-Eingang.

Viele Grüße
Ralf

von MaWin (Gast)


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> Weil das Teil als Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller und
> Inverter genutzt werden kann.

Also das ist schon ein REGLER, nicht bloss ein Steller,
der regelt die Ausgangsspannung auf einen stabilen
vorgegebenen Wert, steller ist falsch.
Schaltregler sagt man, als Abwärtswandler oder Aufwärtswandler.

von Fralla (Gast)


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Man kan SMPS auch so bauen, dass sie länger als 10Jahre halten mit 
"Dauerstrom", das ist kein Thema.
Bei der Spannung 5V gibts absolut keinen Grund auch nur einen einzigen 
Elko zu verwenden...
Allerdings bei der Anwedung hier, tuts auch Linearregler, denn Platz 
wird es genug geben...

von MaWin (Gast)


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> Man kan SMPS auch so bauen, dass sie länger als 10Jahre halten mit
> "Dauerstrom", das ist kein Thema.

Theoretisch ja, bloss wo findest du solche ?

Es ging ja nicht um bauen, sondern um kaufen.

von frt342zz (Gast)


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MaWin schrieb:
> sondern um kaufen


Das würde mich auch interessieren.

Mir fällt gerade auch nur ein Elko als Verschleissbauteil
ein. Wenn man dann einen schon sehr guten Low-ESR-Elko
mit z.B. 10.000 Stunden Lebensdauer bei 105°C einsetzt,
das Design so auslegt, dass man bei Volllast die Rippelstrom-
tragfähigkeit des Elkos zu 100% ausreizt, dann bleibt einem
ja praktisch nur noch die Hoffnung, dass man nicht ständig die
105°C erreicht und sich dadurch die Lebensdauer über 10.000
Stunden hinauszieht.

Heißt auch logischerweise nicht, dass der Elko nach Punkt
10.000 Stunden den Geist aufgibt, sondern dass der Elko
-Hersteller dann nicht mehr für die Datenblatt-Spezifikationen
garantieren kann.

Wenn also ein SMPS in einer wirklich heißen Umgebung unter
Volllast betrieben wird (Designauslegung s.o.), dann kommt man
mit den 10.000 Stunden ja auch nicht ganz so weit
(8760 Stunden hat ein Jahr).

Müsste man gerade bezüglich Elkos noch mal gründlich überdenken.
Speziell die Sekundär-Elkos. Hier möchte man eventuell gar nicht
übermäßig viele Elkos haben, um nicht die Regelgeschwindigkeit
des Netzteils zu verkleinern.

So ein SMPS in einem Atomkraftwerk in einer heißen Ecke
in sensibler Position könnte ich mir nicht so richtig vorstellen :-)

von Fralla (Gast)


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>dass man bei Volllast die Rippelstrom-
>tragfähigkeit des Elkos zu 100% ausreizt, dann bleibt einem
>ja praktisch nur noch die Hoffnung, dass
Genau das tut man nicht, wenn das Teil lange (Man denke an die 
unzähligen "Mast-Mounted" DC/DC und AC/DC Wandler die überall 
herumhängen, un 10Jahre+ am Buckel haben) leben muss. Soetwas wird aber 
nicht bei Pollin un Co verkauft (oder?) sondern ist meist eine 
Entwicklungsauftrag der Telekom Ausrüster an ausgewählte Power-Supply 
Firmen.

Elkos sind und bleiben ein Problem. Man kann immer mehr auf diese 
verzichten (Ausgang). Doch zb für Holdup-Anforderungen führt kein Weg 
vorbei. Doch es gibt ja unzählige "E-Cap-Life" Berechnungen, 
Temperaturen kann man austesten, usw.Der Zusammenhang Temp vs 
Lebensdauer ist bekannt. Herausforderung ist eher die Annahme des 
Lastprofiles über Jahre hinweg. Bei Entwicklungen im 
Telekom/Server/Storage Bereich wird das Lastprofil detailiert in der 
Spezifikation beschrieben.
Vermutlich wird im Konsumerbereich nicht so ein Aufwand betrieben.

>So ein SMPS in einem Atomkraftwerk in einer heißen Ecke
>in sensibler Position könnte ich mir nicht so richtig vorstellen :-)
Ein Umrichter ist ja auch nur ein "SMPS", und davon gibts unzählige in 
heißteste Ecken. Man tauscht Elkos regelmäßig obwohl es 
Folienkondesatoren gibt welche in jeder Hinsicht besser sind. Doch das 
wird als gefährlich angesehen, weil neu;)

Will damit sagen, ein geschaltetes Netzteil kann sehr lange halten. Der 
Aufwand ist jedoch höher als beim 5060Hz Trafo (welchem ja auch recht 
oft Elkos folgen)

MFG

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