Hallo... ich habe ein Problem mit einem LDO. Es handelt sich um den MIC5209-5.0YM. http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0add/0900766b80add541.pdf Das ist ein LDO im SO08 Gehäuse, der laut Datenblatt bis zu 500mA liefert. Meine Schaltung zieht gerademal ca. 200 mA und nach ein paar Minuten ist der Regler auf ca. 90°C und schaltet dann irgendwann ab. Hat jemand eine Idee wieso der so heiß wird? Für Hilfe wäre ich dankbar.
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Gad Zinkler schrieb: > Das ist ein LDO im SO08 Gehäuse, der laut Datenblatt bis zu 500mA > liefert. > > Meine Schaltung zieht gerademal ca. 200 mA und nach ein paar Minuten ist > der Regler auf ca. 90°C und schaltet dann irgendwann ab. > > Hat jemand eine Idee wieso der so heiß wird? Und wie hoch ist deine Eingangsspannung? Die 500mA macht der aber nicht bei jeder Eingangsspannung. Das Teil hat auch eine max. Verlustleistung und einen Waermeuebergangswiderstand zur Umgebung.
> Hat jemand eine Idee wieso der so heiß wird?
Das wird an der Verlustleistung liegen,
(Eingangsspannung-Ausgangsspannung)*Ausgangsstrom.
Werte wie
- maximale Eingangsspannung
- maximaler Ausgangsstrom
darf man nicht erwarten daß der Chip die gleichzeitig verträgt,
dazwischen steht noch Rthja.
Nicht ohne Grund sind viele lineare Spannungsregler im TO220
Gehäuse mit einer Lasche um sie an einen Kühlkörper zu schrauben.-
Der SO8 verträgt kaum 1 Watt (wird dabei heute schon 90 Grad heiss).
Nicht ohne Grund verweist das Datenblatt auf
Application Hint 17, “Designing P.C. Board Heat Sinks”,
included in Micrel’s Databook.
das hast du natürlich nicht ngelesen...
poste mal ein Bild deines Aufbaus. Die vier Ground pins dienen zur Wärmeabfuhr, d.h. du musst diese großflächig an eine große Massefläche anschließen und nicht über dünne Leiterbahnen wegführen.
Wow das ging aber schnell mit Antworten. Danke erstmal dafür. Eingangsspannung ist 12V (ok leider nur theoretisch weil der Akku mal eben 14V raus haut wenn er voll ist). Ja meine Verlustleistung liegt weit über 1W. Bei der Auslegung hatte ich nur mit 150mA gerechnet aber gewisse Sensoren ziehen wohl mehr als im Datenblatt stand :-( Ich habe vor dem Spannungsregler noch eine 15V Zener drin um Spannungsspitzen zu kappen. Ware es eine Möglichkeit, die Eingangsspannung mit einer Zener runter zu holen um die Verlustleistung am Regler zu senken? Wenn ich das Board neu mache (was wohl notwendig wird), welchen Spannungsregler soll ich nehmen? Es ist wenig Platz für den Regler und Kühlkörper geht garnicht.
Gad Zinkler schrieb: > Es ist wenig Platz für den Regler und Kühlkörper geht garnicht. Dann solltest Du einen Schaltregler nehmen. Auch wenn Du ein Z-Diode oder so nimmst, muss die gekühlt werden. Wieso hast Du eigentlich einen LDO-Regler gewählt? den nimmt man nur bei geringen Spannungs- differenzen. Gruss Harald
Gad Zinkler schrieb: > Wenn ich das Board neu mache (was wohl notwendig wird), welchen > Spannungsregler soll ich nehmen? > Ja meine Verlustleistung liegt weit über 1W. Dann Schaltregler wie schon gesagt oder einen im TO220 Gehauese nehmen. Mehr Platz wirst du in jedem Fall brauchen sein es fuer Spule und Kondensator oder fuer den Kuehlkoerper.
Suche nach Buck Converter, am besten bei Linear Technology, Texas Instruments und Maxim IC, nutze jeweils deren parametrische Suche. Achte darauf, dass dein IC in einer für dich gut Lötbaren Bauform ist und nicht gerade QFN oder DFN. Achte auch auf das Datenblatt, dort wird beschrieben wie du die Spule und Kondensatoren zu wählen hast.
Danke für die vielen Antworten. Bin leider elektronisch nicht so bewandert und habe bisher nichts mit Schaltreglern gemacht. Daher hatte ich ein Spannungsregler gewählt. LDO deshalb weil ich beim Spannungseinbruch der Versorgungsspannung den Atmega noch für kurze Zeit am Leben erhalten will um Werte in den Eprom zu speichern. Da der LDO nur eine geringfügig höhere Eingangsspannung braucht, gibt das mehr Zeit vom Erkennen des Spannungseinbruches bis zum Abfall der 5V. Naja das war die Theorie dahinter. Vielleicht könnte man das aber auch mit Dioden und Kondensatoren erreichen. Zumindest habt ihr mir geholfen zu erkennen, das meine Schaltungsentwurf Mist ist. Werde mich mal in die Schaltungsregler einlesen. Und falls jemand einen Schaltungstipp hat, bin für jede Hilfe dankbar...
Wie wärs mit einem R-785.0-0.5 http://www.recom-international.com/pdf/Innoline/R-78xx-0.5.pdf Ist halt etwas grösser und teurer, aber läuft auf anhieb problemlos.
Gad Zinkler schrieb: > weil ich beim Spannungseinbruch der Versorgungsspannung Mit einem passend beschaltetem Schaltregler kannst du sogar erreichen das noch unter 5V Eingang 5V Ausgang zustandekommt.
> Markus > Wie wärs mit einem R-785.0-0.5 Der Regler R-785.0-05 wäre genau was ich brauche. Ein "fertiger" Regler als Ersatz für ein Spannungsregler. leider habe ich keinen Platz für Den weil ich nur ca. 6mm Abstand von Platinenoberseite zum Gehäuse habe. > Läubi > Mit einem passend beschaltetem Schaltregler kannst du sogar erreichen > das noch unter 5V Eingang 5V Ausgang zustandekommt. Klingt perfekt, aber sowas übersteigt meine elektronischen Fähigkeiten. Wenn dann bräuchte ich ein fertiges Schaltungsbeispiel mit der richtigen Bauteilauslegung, um es einfach nachzubauen. Habe jetzt mal ein Messingblech an die Massepins des MIC5209 gelötet zur Wärmeabfuhr. Das bringt schon eine deutliche Verbesserung. Die Schaltung läuft unter Volllast ohne Probleme. Allerdings habe ich immernoch 80°C am MIC5209. Das könnte kritisch werden wenn dann mal die Elektronik im Gehäuse sitzt und sich die Wärme da drin staut. Außerdem ist das nur gebastel und keine saubere Lösung. Und ich wollte ja eine Steuerung bauen und kein Heizkraftwerk :-)
Gad Zinkler schrieb: > Der Regler R-785.0-05 wäre genau was ich brauche. > leider habe ich keinen Platz für Den Speziell wenn man sich mit der Thematik nicht so gut auskennt, sollte man immer etwas Reserveplatz vorsehen. Vielleicht solltest Du Dein ganzes Konzept überdenken und z.B. ein (Doppel-)Netzteil verwenden, welches gleich 12V und 5V liefert. Gruss Harald
> Harald Wilhelms: > Speziell wenn man sich mit der Thematik nicht so gut auskennt, > sollte man immer etwas Reserveplatz vorsehen. Vielleicht solltest > Du Dein ganzes Konzept überdenken und z.B. ein (Doppel-)Netzteil > verwenden, welches gleich 12V und 5V liefert. Das klingt logisch... Allerdings geht das in meinem Fall nicht. Das Gehäuse ist vorgegeben und mit 80x50x30mm Innenraum nicht sonderlich groß. Da drin sind 4 Platinen untergebracht. Das Ganze ist eine Getriebesteuerung für eine F1-Schaltung für mein Go-Kart. Daher kommt Netzteil auch nicht in Frage, weil nur Batterie vorhanden ist. Mein Konzept ist glaub ich garnicht so schlecht. Immerhin funktionieren ja alle Sensoren und auch der Leistungstreiber für den Stellantrieb macht locker seine 25-30A ohne Probleme. Nur die blöde Spannungsregelung scheitert.
Gad Zinkler schrieb: > leider habe ich keinen Platz für Den weil ich nur ca. 6mm Abstand von > Platinenoberseite zum Gehäuse habe. Eine Möglichkeit: rechteckigen Ausschnitt von mindestens 10,2mm * 11,5mm in die Leiterplatte machen und R-785.0-05 liegend montieren. Dann reichen die 6mmm. Gruß Dietrich
Gad Zinkler schrieb: > Das Gehäuse ist vorgegeben und mit 80x50x30mm Innenraum nicht sonderlich > groß. > Da drin sind 4 Platinen untergebracht. Und benötigt eine oder mehrere dieser 4 Platinen in dieser Zigarettenschachtel die "12" Volt? Wenn ja, dann würde ich zwei Stromeingäge oder eine mehrpolige Buchse verwenden. Wenn nein, würde ich es bei einem Versorgungseingang belassen. In beiden Fällen würde ich aufgrund des Platzmangels und des begrenzten thermischen Budgets der Zigarettenschachtel extern, also vor dem Gehäuse, einen großen Lastwiderstand in den Versorgungspfad einfügen. Dann wird die überschüssige Energie extern in Wärme umgesetzt. Irgendwo muß sie ja hin. Den Widerstand berechnet man dann so, daß bei maximalem Strom der Spannungsafall über diesem Widerstand so groß ist, daß die Spannung hinter dem Widerstand bei minimaler Batteriespannung noch knapp oberhalb der nötigen Versorgungsspannung der Reglers liegt. Beispiel: Der Akku soll ja nicht tiefentladen werden. Die Schaltung soll bis 10 Volt Akkuspannung funktionieren. Der Regler hat laut Datenblatt bei 200 mA einen Drop von 200 mV. Zur Sicherheit geben wir ihm 1 Volt für dieses Szenario zum regeln um nicht ganz auf Kante zu nähen, also 6 Volt insgesamt. Wir müssen also bei Vollast 4 Volt am Eingangswiderstand abbauen. R=U/I Ergibt R = 4 V/0.2 A = 20 Ohm. Der Vorwiderstand muß also mindestens 4 V * 0.2A = 0.8 Watt vertragen können. Damit liegen unter Vollast je nach Akkustand zwischen 14-4=10 und 10-4=6 Volt vor dem Regler an, also eine Differnez von 1 bis 5 Volt zum Ausgang. Folglich muß der Regler nur noch zwischen 1*0.2 W is 5*0.2 W = 1 Watt unter Vollast verheizen. Bei Teillast fällt zwar eine geringere Spannung am Vorwiderstand ab, die Eingangsspannung wäre also höher, aber dafür ist der Strom geringer. Die Verlustleistung bleibt im handhabbaren Bereich. Nun kann man die Werte den konkreten Bedürfnissen anpassen und dann die Graphen für die Verlustleistung im Teillastfall mit den angepaßten Werten selber Plotten lassen. Das ist zwar nicht unbedingt eine schicke Lösung, aber sie hält die Verlustwärme vor der Tür ohne komplexe Elektronik vor der Box und ohne die Platine komplett ändern zu müssen. Alternativ kann man auch beispielsweise einen 8 Volt Festwertregler in den Versorgungspfad vorschalten. So oder so ist entweder deine low Drop Idee mit deinem aktuellen Aufbau nicht umsetzbar und muß erweitert/umgebaut, oder du mußt dich von der Idee des "Weitbereichseingangs" verabschieden.
Was hälst du von dem: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3621f.pdf Braucht nur eine minimale Beschaltung, dank 1MHz auch nur kleine handliche Bauteile, packt bis zu 1A. Auf der letzten Seite eine Schaltung für 5V am Ausgang dimensioniert, wobei ich die Diode weg lassen würde und den Mode Pin auf GND ziehen, dann arbeitest du ständig im Pulse Skipping Mode, welcher weniger Ripple hat dafür etwas ineffzienter ist. Auf Seite 13 steht wie du das Layout gestalten solltest. Ab Seite 8 welche Bauteil du brauchst. Er ist im 8 Pin MSOP Gehäuse verfügbar, also leicht zu löten. Das war jetzt der einfachste in Bezug auf Verschaltung von LTC. Bei TI und Maxim IC habe ich nicht geschaut.
Gad Zinkler schrieb: > leider habe ich keinen Platz für Den weil ich nur ca. 6mm Abstand von > Platinenoberseite zum Gehäuse habe. Wenn dein Gehäuse aus Metall ist, dann könntest Du eine Wärmeleitfolie einbauen. Dann ist das Gehäuse der Kühlkörper. Conrad Best.-Nr.: 189612
> Carsten R Eigentlich haben alle Platinen die 12 V. Wobei 2 Platinen senkrecht stehen und da drin die Steckerbuchsen eingelötet sind. Die senkrechten Platinen sind dann über Stiftleisten mit den waagerechten übereinander liegenden Platinen verbunden. Dort brauche ich auf einer Platine die volle Akku-Leistung für den Motortreiber. Daher ist ein externer Widerstand nicht möglich. Das mit dem 8V Spannungsregler als "Vorregler" find ich nicht so schlecht. Klingt aber nicht so ganz sauber. Im Endeffekt teilen sich dann die 2 Regler die Wärme. > Frank M Danke für den Tip. Der Regler ist wirklich klein und scheint einfach zum Beschalten. Das mit der Diode werde ich berücksitigen. Ein bisschen auf dem Kriegsfuß stehe ich mit den Induktivitäten. Der Wert 3,3µH ist ja nur das eine. Es gibt aber zig verschiedene Arten... > John Das Gehäuse ist ein Wasserdichtes Kunststoffgehäuse. Also leider nicht zur Kühlung zu missbrauchen.
Im Datenblatt siehst du auf welche Werte es ankommt, zulässiger Strom und Widerstand. Idealerweise noch geschirmt, bspw: http://de.farnell.com/wurth-elektronik/744043003/induktivitaet-last-3-3uh-2-15a/dp/1890604 http://de.farnell.com/wurth-elektronik/744042003/induktivitaet-last-3-3uh-1-95a/dp/1890603 Sie sind identisch bis auf die Bauhöhe und dementsprechend auch Widerstand. Desto geringer der Widerstand desto effizienter. Aber falls du es gerne flach haben willst nimmst du eben die flachere. So sehr kommt es bei dir ja nicht auf die Effizienz an, im Vergleich zu den restlichen Verbrauchern. Der Strom von 2A sollte mehr als ausreichen. Du könntest dort auch kleinere Spulen nehmen. Aber mit dieser deckst du den möglichen Bereich des Wandlers voll ab und stößt an keine Grenzen. Bei den Ein und Ausgangs Kondensatoren: Keramik X7R oder Tantal, beide mit gut 200% der benötigten Spannung. http://de.farnell.com/taiyo-yuden/gmk316ab7106kl-tr/cap-mlcc-1206-10uf-35v-10-x7r/dp/2309034?in_merch=New%20Products Am Eingang würde ich auch noch einen normalen Elko mit bspw 47uF davor setzen. Am Ausgang wirst du 22uF Keramik nicht so viel finden. Entweder du setzt zwei 10uF parallel http://de.farnell.com/kemet/c1206c106k4ractu/kondensator-1206-10uf-16v-x7r/dp/1463368 oder verwendest Tantal-Kondensatoren.
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> Frank
Danke, Danke, Danke...
Ich bin begeistert von Deiner Hilfe.
Hast Dir echt die Mühe gemacht sogar die Links rauszusuchen.
Jetzt habe ich so ungefähr eine Idee wie und mit welchern Bauteilen ich
es aufbauen muß.
Eine Frage hätte ich aber noch.
Meine Eingangsbeschaltung hat eine Sicherung, eine Induktivität und noch
2 Dioden drin.
Das ganze dient dem Schutz der Schaltung da die Elektronik in einem
Fahrzeug eingebaut wird.
Ich habe im Forum gelesen, das man vorallem wegen der Zündung so eine
Schutzschaltung bauen sollte um die Spannungsspitzen zu killen.
So eine Schaltung dürfte ja dem Schaltregler nichts ausmachen oder?
Wie gesagt, ohne Umbau wird das nichts. Ob Vorgeschaltetem Regler oder fester Widerstand, beide verheizen elektrische Energie und die muß irgendwo hin. Daher sollte das extern geschehen bei so einem Gehäuse. Wenn du da drin die volle Spannung für bestimmte Komponenten brauchst, kann man eventuell trotzdem über einen zweiten hinzgefügten Anschluß mit Vorwiderstand den Regler versorgen, indem man ihn von der 12 Volt Schiene trennt und seperat anschließt. Wie auch immer... Wenn das nicht geht bleibt nur der Schaltregler. Aber ob das reicht?Ich denke da an den Leistungsteil mit 25-30 A Wird dieser wirklich immer ur so kurz benötigt oder ist er wirklich so effizient, daß das thermische Budget des kleinen Plastikgehäuses ausreicht um das auch noch unterzubringen?
> Carsten Ja ohne Umbau wird das nichts. Für den Moment habe ich ein Kühlbleck angelötet um die Wärme etwas weg zu bringen. Solange die Platinen nicht im Gehäuse sind geht das ja, nur so zum Testen. Dein Vorschlag mit externen Komponenten geht nicht. Ich brauche innen drin die vollen 12V oder was auch immer die Batterie liefert. Das kommt daher, weil ich die Versorgung aller Komponenten (außer dem Leistungstreiber) mit einem Relais mit max 5A einschalte. Also muß die Regelung hinter dem Relais stattfinden. Ich denke mal es wird ein Schaltregler werden. Der Leistungstreiber sind 2 VNH2SP30. Die können die leistung ab und werden ohnehin nur bei jedem Schaltvorgang belastet für ca. 300ms. Und selbst wenn sie bei vielen Schaltvorgängen warm werden macht das nichts. Dir sind separat auf der unteren Platine und mit viel Kupferfläche beidseitig zur Kühlung ausgestattet. Zudem habe ich der Platine noch ein Stromsensor und ein Temperatursensor spendiert. Damit kann die Steuerung erfassen, wenn es zu warm wird.
Gad Zinkler schrieb: > Eine Frage hätte ich aber noch. > Meine Eingangsbeschaltung hat eine Sicherung, eine Induktivität und noch > 2 Dioden drin. > Das ganze dient dem Schutz der Schaltung da die Elektronik in einem > Fahrzeug eingebaut wird. > Ich habe im Forum gelesen, das man vorallem wegen der Zündung so eine > Schutzschaltung bauen sollte um die Spannungsspitzen zu killen. > > So eine Schaltung dürfte ja dem Schaltregler nichts ausmachen oder? Nein, ich sehe da kein Problem dabei. Da du dort schon 100uF drin hast, kannst du den von mir erwähnten 47uF Elko weg lassen, dessen Sinn es war das im Datenblatt auf Seite 9 Kapitel "Using Ceramic Input and Output Capacitors" angespprochene Problem mit Keramik am Eingang zu beheben.
Gad Zinkler schrieb: > Dein Vorschlag mit externen Komponenten geht nicht. > Ich brauche innen drin die vollen 12V oder was auch immer die Batterie > liefert. > Das kommt daher, weil ich die Versorgung aller Komponenten Das hatte ich schon verstanden. Daher mein Hinweis auf eine zweite seperate Zuleitung falls möglich die den Regler versorgt und in diese und nur diese käme dann der Vorwiderstand/Vorregler. Die alte Verbindung von der Hauptversorgung würde dann getrennt werden. Wie auch immer, ein Schaltregler würde natürlich eleganter die Verlustwärme gleich reduzieren und nicht nur verlagern. Das wäre natürlich eleganter, wenn auch aufwändiger. Gad Zinkler schrieb: > Dir sind separat auf der unteren Platine und mit viel Kupferfläche > beidseitig zur Kühlung ausgestattet. Das hilft nur in Grenzen in einem Wasserdichten Kunststoffgehäuse. Die Kühlkörper leiten die Wärme weiter an die Innenluft. Diese kann nicht ausgetauscht werden und erwärmt sich. Folglich sinkt die Kühlleistung der Kühlkörper dramatisch. Die Fähigkeit des Gehäuses Wärme loszuwerden ist wesentlich mitentscheidend. Das ist ein sehr enges thermisches Budget. Wenn die Kühlkörper es beispielsweiseschaffen die Teile bei Raumtemperatur ca. 22 Grad auf 80 Grad zu begrenzen, dann sind bei 45 Grad im Gehäse die 100 Grad schnell überschritten. Und 45 Grad sind in einem so kleinen wasserdichten Kunststoffgehäuse schnell erreicht. Dann hilft das Kupfer auch nicht mehr viel.
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