Kühlen von einem 7805

Gast #3135333
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Hallo,

ich habe mir eine Platine gebastelt an der ein Raspberry Pi mit 5V 
versorgt wird, außerdem hängt da noch ein USB-Hub und etwas andere 
Peripherie hinter...

Sinn ist es nur ein einziges Netzteil für mehrere Geräte zu haben. An 
dem Netzteil (12V) hängt auch noch ein LVDS-Konverter für meinen 
Touchscreen dran.

Jetzt habe ich das Problem, das der 7805 zu heiß wird, also noch ein 
paar Minuten friert das System des Raspberry ein. Schaut man sich die 
Temperaturkurve des 7805 an, sieht man das bei über 60°C die 
Ausgangsspannung zu sehr absinkt....

Einen Kühlkörper hab ich natürlich dran, doch auch der wird ganz schnell 
kochend heiß!

Gibt es da ein paar Tricks, wie ich die Temperatur weg bekommme - also 
ohne aktive Kühlung und einen Kühlkörper der größer ist als der 
Raspberry selbst?

Vielleicht anderer Spannungsregler? 2 mal den 7805 parallel? Leider hab 
ich noch nicht so viel Ahnung davon (war meine erste selbstkonstruierte 
Platine)...

Würde mich über ein bisschen Hilfe sehr freuen!!!
(Firma: matzetronics) #3135339
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Es wäre nützlich, mal den Strom zu messen, der da über den 7805 fliesst. 
Es gibt eine stärkere Version des 7805 namens 78S05, der bis zu 2 Ampere 
regeln kann, aber natürlich muss er trotzdem die Verlustleistung, die ja 
in Wärme verbraten wird, loswerden. Der Einsatz eines Schaltreglers 
statt des Linearreglers ist bei derartigen Wärmemengen ernsthaft zu 
überlegen.
Gast #3135345
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Ein Linearregler verheizt immer die Differenzspannung.
In deinem Fall entsteht also eine Verlustleistung von 7V x benötigtem 
Strom.
Zwei Linearregler oder größere erzeugen die gleiche Verlustleistung.

Du kannst dir mal Schaltregler anschauen, diese arbeiten mit höherem 
Wirkungsgrad.
#3135362
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DerPaul schrieb:
> Hallo,
>
> ich habe mir eine Platine gebastelt an der ein Raspberry Pi mit 5V
> versorgt wird, außerdem hängt da noch ein USB-Hub und etwas andere
> Peripherie hinter...

Für das Pi alleine sollten es schon 1,2A sein, USB-Hub n*0,5A (mit n = 
Anzahl der Ports, gewöhnlich 4 Stück; also 2A) sowie die andere 
Peripherie nochmal vielleicht 1A macht in Summe 4,2A. Das dass viel zu 
viel ist, dürfte einleuchten, da der 7805 nur 1A abkann.

> Jetzt habe ich das Problem, das der 7805 zu heiß wird, also noch ein
> paar Minuten friert das System des Raspberry ein. Schaut man sich die
> Temperaturkurve des 7805 an, sieht man das bei über 60°C die
> Ausgangsspannung zu sehr absinkt....

Ja, das soll auch so sein.

> Gibt es da ein paar Tricks, wie ich die Temperatur weg bekommme - also
> ohne aktive Kühlung und einen Kühlkörper der größer ist als der
> Raspberry selbst?

Komplett falscher Regler für Deinen Zweck. Es gibt im TO-66 Gehäuse 
Linearregler, die den Strom locker bringen. Aber bei Linearreglern gilt: 
Eingangsspannung ungefähr 2V über Ausgangsspannung und nach Möglichkeit 
nicht sonderlich weit darüber.

Als Faustregel: (Eingangsspannung - Ausgangsspannung) * Strom = 
Verlustleistung. Alles über 1W sollte nur mit Kühlkörper betrieben 
werden, alles über 10W sollte man an Schaltregler nachdenken.

> Vielleicht anderer Spannungsregler? 2 mal den 7805 parallel?

Geht nicht.

> Leider hab
> ich noch nicht so viel Ahnung davon (war meine erste selbstkonstruierte
> Platine)...

Übung macht den Meister.
#3135367
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Auch wenn es keine direkte Antwort auf deine Frage ist: 
Festplattennetzteile (also, die von Externen) haben meist 5 und 12V. Die 
12V sind sehr belastbar und 1 A sollte man auch von den 5 kriegen.
Ich würde sowas verwenden, da dann eine stabile Versorgung gewährleistet 
ist.
Gast #3135371
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Der RaspberryPI braucht 700mA, das sind bei 12V knapp 5 Watt,
also kein Problem für einen 7805 und so wenig daß ein
Schaltregler eher unsinnig ist.
Selbst ein primitiver Kühlkörper wie
http://www.reichelt.de/Finger-Aufsteckkuehlkoerper/V-4330F/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=22222;GROUPID=3379;artnr=V+4330F
reicht locker aus.

Irgendwas hast du also falsch gemacht, dein "Kühlkörper"
ist aus Pappe, oder du hast noch ein paar Kiloampere
zusätzlich drangehangen.
#3135378
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A. K. schrieb:
> Martin Schwaikert schrieb:
>> Es gibt im TO-66 Gehäuse Linearregler, die den Strom locker bringen.
>
> In TO-66? Welche?

Pah, da überleg ich grad schon die ganze Zeit. Müsste mal im Keller in 
die Schublade sehen.



MaWin schrieb:
> Irgendwas hast du also falsch gemacht, dein "Kühlkörper"
> ist aus Pappe, oder du hast noch ein paar Kiloampere
> zusätzlich drangehangen.

Hat er das nicht geschrieben? USB-Hub, Peripherie, LVDS-Converter...

MaWin schrieb:
> Der RaspberryPI braucht 700mA, das sind bei 12V knapp 5 Watt,
> also kein Problem für einen 7805 und so wenig daß ein
> Schaltregler eher unsinnig ist.

Das schon, es wird aber zu einem dickeren Netzteil geraten.

Optimal wäre eines von einem 10er USB-Hub. Das bringt 5A und die reichen 
dicke.
(Firma: matzetronics) #3135393
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A. K. schrieb:
> Wirklich ein 7805?

Hab jetzt nochmal im Internet nach den Dingern gesucht (und gefunden), 
weil ich zu faul war, in den Schuppen zu gehen. Die Teile heissen MA7805 
und können lediglich 2 Ampere regeln. Dafür aber ein formschönes TO-3 
Gehäuse...

http://www.ebay.co.uk/itm/1PC-MA7805-TESLA-TO-3-Pos-Voltage-Regulator-5V-2A-/320738987889
Gast #3135704
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Vielen Dank schon mal für eure Antworten!!!

Hab jetzt ne ganze Zeit gegoogelt und bin habe den LM2576 gefunden...
So wie es aussieht scheint das die einfachste Möglichkeit zu sein, das 
schnell und einfach auf eine Streifen/Punktraster Platine zu bringen und 
ich hätte dann 5V/3A!!!
(Firma: ☣ ⍵ ☣) Persönliche Seite #3135765
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Eine pragmatische Lösung wäre in deinem speziellen Fall auch eine 1N4007 
oder besser aus der Bastelkiste.
Also eine Diode, die für Sperrspannungen von >600 V ausgelegt ist und 1A 
besser 2 oder 3A Strom verträgt.
Die schaltest du in Reihe mit deinem 12V zum 7805. Dadurch hat der 
Regler mindestens 1 Volt weniger Spannung zu regeln und bleibt kühler.

Zum Stromverbrauch: Messen. Aber das wurde dir schon mitgeteilt ;-)
Mein Raspberry pi B benötigt im Idle deutlich unter 500mA mit Maus und 
Keyboard. Spitzen sind 560mA.
Vielleicht benötigt dein aktiver Hub auch viel, oder was da noch dran 
ist.
7805 habe ich früher nur bis 750 mA eingesetzt, 1A liefern die nie, da 
kannst du ruhig nen Riesen Kühlkörper dranschrauben
Gast #3135964
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A. K. schrieb:
> Weshalb sind die 600V so wichtig?

Sind sie nicht, der ganze Vorschlag ist völliger Quatsch. Um merklich 
was zu bewirken, müsste man schon 6 V oder mehr vernichten und dazu 
bräuchte man 10 Dioden, und die sollten auch mehr können als eine 
1N400x.

Gruss Reinhard
Gast #3135969
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Bernd D. schrieb:
> Die schaltest du in Reihe mit deinem 12V zum 7805. Dadurch hat der
> Regler mindestens 1 Volt weniger Spannung zu regeln und bleibt kühler.

Auch die 1N4007 wird man bei 1W Verlustleistung gut über Gehäuse und 
Anschlußleitungen kühlen müssen (R_th=50 bzw 25K/W). Außerdem verträgt 
die Diode die 1A nur bis zu einer Sperrschichttemperatur von 75°C. 
Darüber nimmt der zulässige Strom kräftig ab.

Ganz abgesehen davon, dass sich mit einer Diode die Verlustleistung nur 
um 14% reduzieren ließe, was den 7805 nicht wirklich beeindrucken wird. 
Wenn man die Eingangsspannung schon durch verbraten reduzieren möcht, 
sollte man sie eher auf 8V runterknüppeln. Da wird man aber größere 
Geschütze auffahren müssen (z.B. fette Zenerdiode, Hochlastwiderstand 
oder mehrere 1N4007).
(Firma: Elektronikentwickler Aachen) #3135982
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Einfach irgendweinen Kühlkörper nehmen, kann nach hinten losgehen, wie 
Du gemerkt hast.
Einen Kühlkörper muss man berechnen, wobei man sagen kann, je grösser 
die Oberfläche desto kleiner der Rth-Wert.

Hier kannst Du das man nachvollziehen:
http://www.elektronikentwickler-aachen.de/berechnung_netzteil/netzteilberechnung_06.htm

Wärmeberechnungen erfolgen equvivalent dem Ohmschen Gesetz:
U = R * I -> deltaTheta = Rth * Pv

Jeden Übergang musst Du beachten und einberechnen.
(Firma: ☣ ⍵ ☣) Persönliche Seite #3136067
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Reinhard Kern schrieb:
> A. K. schrieb:
>> Weshalb sind die 600V so wichtig?
>
> Sind sie nicht, der ganze Vorschlag ist völliger Quatsch. Um merklich
> was zu bewirken, müsste man schon 6 V oder mehr vernichten und dazu
> bräuchte man 10 Dioden, und die sollten auch mehr können als eine
> 1N400x.
>
> Gruss Reinhard

Eine 1N4007 liegt oft in Bastelkisten und hat eine höhere 
Durchlassspannung als z.B. eine 1N4001.
Das die Diode knapp ist, war mir klar, deshalb ja "pragmatischer Ansatz" 
Bei 1A ists sicherlich nicht ok.
In meiner Bastelkiste liegen noch P600J rum, ich bin mal eben im Keller, 
bei 1A fällt 2,07V ab. Dabei wird die Diode nicht mal handwarm.
@Reinhard: laut Datenblatt dürfte es auch nur 0,9V sein, gemessen sinds 
2V.

Das kann mit Sicherheit den Ausfall nach hinten schieben, also später 
erfolgen lassen, vielleicht reicht es sogar.
Das der richtige Ansatz ein größerer Kühlkörper wäre, bzw. ein 
Schaltregler stelle ich nicht in Frage.
Ich halte jedenfalls eine Leistungsdiode für besser und effektiver als 
einen Leistungsvorwiderstand, dadurch handelt man sich ja nicht nur noch 
größere Wärmeproblem und schwer kalkulierbare Spannungsschwankungen ein.
In so fern halte ich meinen Vorschlag nicht für völligen Quatsch, 
sondern für einen einfachen workaround, den der TE akzeptieren kann oder 
nicht.

Ps: Reinhard Klemm von der Firma RK elektronik GmbH:
Wenn es 6 Volt sein sollen nimmt er hat 3 P600J
Das dieses Vorgehen nicht in einer Kleinserie verwendet werden sollte 
ist klar.

Viele Grüße
Bernd
Angehängte Dateien:
Gast #3136153
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> Eine 1N4007 liegt oft in Bastelkisten und hat eine höhere
> Durchlassspannung als z.B. eine 1N4001.
> Wenn es 6 Volt sein sollen nimmt er hat 3 P600J

Was für ein Käse hier erzählt wird

http://www.diodes.com/datasheets/ds28002.pdf
http://www.mikrocontroller.net/part/1N4007

> In meiner Bastelkiste liegen noch P600J rum, ich bin mal eben im Keller,
> bei 1A fällt 2,07V ab. laut Datenblatt dürfte es auch nur 0,9V sein,

Dann ist dein Messgerät kaputt (Batterie leer ?)
(Firma: ☣ ⍵ ☣) Persönliche Seite #3136343
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MaWin schrieb:

>> In meiner Bastelkiste liegen noch P600J rum, ich bin mal eben im Keller,
>> bei 1A fällt 2,07V ab. laut Datenblatt dürfte es auch nur 0,9V sein,
>
> Dann ist dein Messgerät kaputt (Batterie leer ?)

Nee, nur ungeeignete Messleitungen und der Faulheit halber habe ich dem 
Instrument im Netzteil vertraut und den Spannungsabfall an den Strippen 
nicht bedacht.
Schande über mich! Ich bitte um Bestrafung.

Ich habe jetzt mal nachgemessen, die Messleitungen sind alle schon älter 
und haben teilweise einen Belag auf den Büschelsteckern gehabt. Etwas 
Reinigen hat die Situation verbessert und richtig würde man das auch mit 
einem Instrument parallel zur Diode messen, ist klar.

Also Entschuldigung für die Posts, werde mich bessern :-)
#3136444
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Bernd D. schrieb:
> bei 1A fällt 2,07V ab.

Wäre ja noch tollerierbar gewesen...

> Dabei wird die Diode nicht mal handwarm.

... aber spätestens jetzt hätte es aber klingeln müssen :)


Jojo S. schrieb:
> 3,5 W für den extra sparsamen HiTech Rechner und mehr als das Doppelte
> im Linearregler verheizen. Die RPi Entwickler würden weinen :-)

Er will ja was lernen. Und man lernt ja auch durch Fehlschläge... oder 
verbrannte 7805 oder verbrannte Finger ;)
Gast #3137883
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hab den Thread hier nur mal so überflogen, aber der beste Tip war 
eigentlich:
http://www.reichelt.de/Wandler-Module-DC-DC/TSR-1-...
Gibt es glaube ich auch von Redcon.
Pinkompatibel zum 78xx und vor allen Dingen guter Wirkungsgrad, macht 
sich bei Dauerbetrieb schon bemerkbar.
Beim LM323 kannst Du bis 3 Ampere gehen, okay, aber Wirkungsgrad ?
Da kannst Du auch beim 7805 bleiben, zumal Du unter 2 Ampere liegst.
Gast #3137947
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> Nicht höher oder niedriger als bei allen anderen Linearreglern auch.
na zwischen 70 und 92% ist schon ein kleiner Unterschied, oder ?

> Der 7805 kann nur 1A. Und das reicht für Rapi und Peripherie nicht
> ansatzweise.
7805 schafft 1.5 A laut Datenblatt: 
https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/LM7805.pdf
und ich geh auch mal davon aus, daß 2 Ampere im Peak auch noch möglich 
ist.
700mA braucht wohl der Rasberry Pi und stromlastige Peripherie (die man 
logischerweise vermeidet!) kann man notfalls extern mit über ein 
separates Netzteil versorgen ... oder man nimmt gleich ein PC-Netzteil, 
weiß ja nicht was er da alles an Peripherie hat, vielleicht sind es in 
der Summe ja auch 5 Ampere, dann schmiert auch auch Dein LM323 
irgendwann ab.
Gast #3137957
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Wenn die Spannungsregelung 2-3 mal soviel Energie verbraucht wie die zu 
versorgende Schaltung ist das in der heutigen Zeit ein Armutszeugnis. 
Kann man machen, wenn das Gerät wenige Stunden im Jahr in Betrieb ist, 
aber für längere Benutzung oder sogar Dauerbetrieb ist das nicht mehr 
zeitgemäß, zumal eine bessere Lösung (Schaltregler) kostengünstig 
realisiert werden kann (1-2 Euro für Fertigmodul beim Chinesen).
Gast #3137964
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Bastler schrieb:
>> Nicht höher oder niedriger als bei allen anderen Linearreglern auch.
> na zwischen 70 und 92% ist schon ein kleiner Unterschied, oder ?

Wie kommst du bei 12V Eingangs- und 5V Ausgangsspannung an einem 
Linearregler auf 72 bzw. 92% - Prozent was überhaupt?
Gast #3137975
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> Wenn die Spannungsregelung 2-3 mal soviel Energie verbraucht wie die zu
> versorgende Schaltung ist das in der heutigen Zeit ein Armutszeugnis.
kann man so sehen, aber was willst Du als Endverbraucher machen. Soviel 
geht da auch nicht.

> Kann man machen, wenn das Gerät wenige Stunden im Jahr in Betrieb ist,
> aber für längere Benutzung oder sogar Dauerbetrieb ist das nicht mehr
> zeitgemäß, zumal eine bessere Lösung (Schaltregler) kostengünstig
> realisiert werden kann (1-2 Euro für Fertigmodul beim Chinesen).
ja, schön wär's ... wie hoch ist die Schwundrate beim Versand und 
Zollgebühren, je nach Warenwert hast Du dann ganz andere Preise ?!
Bei den Modulen hast Du den Nachteil, daß die u.U. nicht ins Gehäuse 
passen, Befestigung, usw.
Da macht ein pinkompatibler Schaltregler schon mehr Sinn ... nur die 
kosten einiges, insofern lohnt sich der Ersatz bei den jetzigen 
Strompreisen noch nicht, ist halt ein wenig Luxus, aber why not.
Gast #3137987
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> Wie kommst du bei 12V Eingangs- und 5V Ausgangsspannung an einem
> Linearregler auf 72 bzw. 92% - Prozent was überhaupt?
Wirkungsgrad, beim 7805 meines Wissen sogar bei nur 50%, bin mir 
allerdings nicht sicher.
Deswegen brauchen die preiswerten Regler ja auch Kühlkörper und die 
Energie geht in Form von Wärme verloren, wenn man so will (physikalisch 
natürlich falsch :-)
Gast #3137997
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Ein Linearregler der 12V auf 5V reduziert hat nun mal nur einen 
Wirkungsgrad von aufgerundet 42% (Eigenverbrauch des Reglers kommt noch 
dazu). Ein Schaltregler hat einen zumindest doppelt so hohen 
Wirkungsgrad und Kühlung ist daher zumindest im Bereich von < 2A kein 
Thema. Linearregler haben ihre Daseinsberechtigung nur noch in 
Anwendungen bei denen eine möglichst Ripple-freie Ausgangsspannung 
benötigt wird oder die geforderte Leisung im Milliwattbereich liegt. 
Beim Raspberry-Pi und Peripherie ist  wie beim normalen PC die Reinheit 
des Ausgangssignals und deren absolute Konstanz aber weitestgehend egal. 
Schließlich haben wir es hier mit reinen Digitalschaltungen zu tun.
Ich habe selbst schon >20 von den China Step Down Wandlern gekauft 
(meist sogar einzeln). Sind bisher alle angekommen und Zoll ist bei 
einem Wert von 1.39 Euro pro Stück kein Thema. Bin allerdings auch kein 
"Bastler". Beispielsweise:

http://www.ebay.de/itm/LM2596-DC-DC-adjustable-Step-Down-Schaltregler-Power-Supply-Modul-Module-NEU-OVP-/130888158582?pt=Mess_Pr%C3%BCftechnik&hash=item1e798acd76
Gast #3138004
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> Beziehst Du das jetzt auf LDO vs. NICHT-LDO Typen?
ja ist klar, je nach Regler und Eingangsspannung gibts da Unterschiede 
und von 12V auf 5V runterregeln bei 2 Ampere oder noch mehr? Last ... da 
kann ich auch gleich den direkten Weg von 230V auf 5V wählen, also 
Netzteil.

> Aber es stimmt schon: Ein Linearregler ist dafür denkbar ungeeignet. Ich
> bleibe bei meinem Tipp: Ein Netzteil eines 10fach USB Hub.
sowas in der Art reicht völlig aus und spart unnötige Zeit - wie gesagt, 
ich hab den Thread nur überflogen gehabt ... Du hast völlig recht.
Gast #3138010
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Das Step Down Spannungsreglermodul kann man übrigends auch schon für 1 
Euro erwerben:
http://www.ebay.de/itm/LM2596-DC-DC-Step-Down-Schaltregler-Power-Supply-Modul-LM2596S-New-/181084401480?_trksid=p2047675.m2109&_trkparms=aid%3D555001%26algo%3DPW.CURRENT%26ao%3D1%26asc%3D29%26meid%3D7147810052247357032%26pid%3D100010%26prg%3D1013%26rk%3D2%26sd%3D130888158582%26
Nachteil bei den Bestellungen direkt in China ist nur die Lieferzeit von 
2-4 Wochen. Wenn man allerdings bedenkt, daß man bei einheimischen 
Lieferanten schon ca 5-6 Euro an Versandkosten zahlt lohnt es sich auf 
jeden Fall.
Gast #3138025
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> Beim Raspberry-Pi und Peripherie ist  wie beim normalen PC die Reinheit
> des Ausgangssignals und deren absolute Konstanz aber weitestgehend egal.
nur hier liegt die Sachlage ja etwas anders, der Rasberry bezieht die 
Spannung nicht aus einer Solarzelle, sondern aus dem Stromnetz (12 Volt 
Netzteil, also 230V Wechselstrom) ... und da kann ich mir auch einen 5V 
Trafo kaufen und entsprechend beschalten bzw. vorhandenen umbauen.

> Ich habe selbst schon >20 von den China Step Down Wandlern gekauft
> (meist sogar einzeln).
anderer Trafo und es ist in diesem Fall noch einfacher.
Die Step Down Wandlern haben da Ihren Sinn, wo man zusätzlich eine 
andere Spannung braucht, die so nicht zu Verfügung steht oder aus 
gehäusetechnischen Gründen, etc.

> Sind bisher alle angekommen und Zoll ist bei einem Wert von 1.39 Euro pro > 
Stück kein Thema.
okay, der Preis ist reizvoll, mal sehen was die noch so haben ;-)
#3138282
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> Nachteil bei den Bestellungen direkt in China ist nur die Lieferzeit von
> 2-4 Wochen.

Bei mir waren es 42 Tage. Am 39ten habe ich einen Case aufgemacht. Geld 
kam auch sofort zurück. Kurz darauf kams doch an. Brav wie ich bin, habe 
ich den Refund refunded (die 10EUR bringen mich auch nicht um...). 
Dasselbe hatte ich mit was anderem für 2,50 auch schon. Die 40 Tage sind 
für China-Versand schon arg knapp.
#3138338
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Ach das ist doch alles Hunzerei... Geiz ist Geil, aber sechs bis acht 
Wochen warten. Und wenn das Teil mal den Geist aufgibt, dann darf man 
selbst die Exoten-ICs, die nur spärlichst verfügbar sind, kaufen. Dann 
zahlt man wahrscheinlich sogar mehr für das IC als für die ganze 
Platine. Und wenn man ein anderes Modul nimmt, dann passen hinterher die 
Bohrungen nicht mehr.

Wenn schon das China-Zeug, dann würd ich den einen Euro noch drauf 
legen, und bei Amazon bestellen: 
http://www.amazon.de/LM2596-Modul-Module-verstellbar-Step-Down-Schaltregler/dp/B009P04YTO

Das Teil macht aber auch nur 2 Ampere.

Wie gesagt:

http://www.reichelt.de/USB-Hubs/LOGILINK-UA0095/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=4831&ARTICLE=101261&SHOW=1&START=0&OFFSET=16&;

Billiger kommt man kaum weg.

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