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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannugsversorgung


Autor: Ahnungsloser (Gast)
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Hallo Experten,

ich hab aus Euerer Sicht wohl eine doofe Frage, aber laßt mich bitte
nicht dumm sterben.

Für ne Spannungsversorgung für nen Mikro nimmt man einen z.B: 7805 mit
ner Standardbeschaltung für die 5V...

oder aber
einen Step_Down Regler --> 5V zB.: einen LM2575...

Nun zur Frage: Wann nimmt man was und warum? Vor/Nachteile

Vielen Dank für die (Auf)klärung
Achim

Autor: Frank (Gast)
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bei kleinen Stömen und kleinen Verlustleistungen ist ein Linearregler
einfacher einzusetzen. Ansonsten eben nen Schaltregler.

Autor: TravelRec. (Gast)
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Ich glaube kaum, daß es ein Mikro gibt, das exakt 5V haben will.
Elektret-Kapseln gehen ab 1V und werden in kompletten Schaltungen mit
einem Widerstand an 5 oder 9 oder 12V angeschlossen. Professionelle
Mic´s nehmen 30-48V Phantomspeisung. Die Stromaufnahme liegt in beiden
Fällen zwischen 0,5-2mA. Rück´ mal ein paar Details ´rüber, was Du da
machen willst!

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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@ TravelRec.
ich glaube, er meint Mikrocontroller und nicht Mikrofon.

MW

Autor: Rahul (Gast)
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Travelrec, du hast die Smilies vergessen!

Autor: sous (Gast)
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Also ich muß zugeben, dass ich beim Lesen der Frage auch eher ein
Mikrofon als einen Mikrocontroller vor Augen hatte.

Von Mikrofonen habe ich nicht viel Ahnung, würde aber denken, dass hier
(zumal bei geringer Stromaufnahme) ein Linearregler besser kommt, da es
bei dieser Anwendung auf eine möglichst glatte und ripplefreie Spannung
ankommt.

Mikrocontroller sind da etwas anspruchsloser. Ich würde auch hier bei
geringer Stromaufnahme zu einem Linearregler tendieren, wegen des
geringeren Bauteileaufwands.
Wird jedoch entweder die Stromaufnahme oder die Dropspannung (die
Differenz der Spannung vor und nach dem Regler) zu groß (oder beides),
dann ist ein Schaltregler angesagt.
(Nicht nur wegen der Wärmeentwicklung sondern auch, weil man ja keine
Energie verschwenden möchte.)

Gruß, Michael

Autor: Ahnungsloser (Gast)
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Hallo

Entschuldigung: ich meinte natürlich die Spanungsversorgung für einen
Mikrocontroller.
Wann nimmt man was? Von was ist das abhängig?

MfG
Achim

Autor: sous (Gast)
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Hab ich doch schon geschrieben!!!

Autor: Ahnungsloser (Gast)
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Hallo

@sous vielen Dank für Deine Antwort.
Kannst Du mir noch sagen, was in diesem Zusammenhang

-geringer Stromaufnahme
-Stromaufnahme oder die Dropspannung groß

in konkreten Zahlen ausgedrückt heißt?
Man sieht ja 90% der Beispielschaltungen mit Linearregler, deshalb
meine Frage.

MfG
Achim

Autor: sous (Gast)
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Das kann man nicht pauschal sagen. Es kommt darauf an, wieviel
elektrische Leistung Du bereit bist, zu verschwenden (sprich: zur
Raumheizung zu benutzen).

Deine Verlustleistung ist P = Udrop*I, Nun rechne selber!

Beispiel: Angenommen, Deine Dropspannung beträgt 2V und Dein Laststrom
100mA. Dann hast Du 200mW, was ein Linearregler sicher ohne Kühlkörper
hinkriegt.
Benötigt Deine Schaltung aber 1A, dann hast Du schon ein ganzes Watt,
da wird der Regler schon deutlich wärmer.
Das gleiche gilt, wenn Du nur 100mA brauchst, die Dropspannung aber
entsprechend größer ist. Beträgt sie z.B. 10V, dann hast Du auch wieder
ein ganzes Watt zu Heizzwecken verwendet.

Gruß, Michael

Autor: Rahul (Gast)
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2V * 1A = 2W...(Zwei ganze Watt) nur als kleiner Hinweis...

Autor: sous (Gast)
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Ooops! Pisa schlug wieder zu. Sorry!
2 Watt natürlich!

Gruß, Michael

Autor: Ahnungsloser (Gast)
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Hallo

@sous super. Vielen Dank. Mit dem Linearregler ist das nun klarer.
Wie ist das nun mit dem Drop_Down_Regler, wo wird da das "Ganze"
verbraten?

MfG
Achim

Autor: Rahul (Gast)
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Ein Low-Drop-Regler hat einfach nur eine geringere Eingangsspannung.
Ein 7805 braucht 3V-Spannungsdiffernz zwischen ein und Ausgang; um 5V
zu erzeugen braucht er 8V und mehr. Bei einem Lowdrop-Spannungsregler
ist diese Differenz kleiner.
Diese beiden Spannungsregler arbeiten im Prinzip wie ein Widerstand,
der stromunabhängig arbeitet (ich wüsste jetzt nicht, wie man das sonst
formulieren könnte).
Step-Regler nehmen die Eingangsspannung,  zerhacken sie (PWM) und
leiten sie auf eine Spule. Im Ausschaltmoment liefert die Spule dann
eine Ladungsmenge mit der ein Kondensator geladen wird. Nun misst der
Spannungsregler die Kondensatorspannung und regelt so die PWM mit der
die Spule getaktet wird. Die erzeugte Spannung ist zwar nicht so glatt
wie die eines Linearregler, dafür wird aber nur soviel Leitung erzeugt
wie momentan nötig: kleine Last => PWM klein, grosse Last => PWM groß.
Teilweise macht man es so, dass man einem Step-Regler einen (lowdrop-)
Linearregler nachschaltet, um eine möglichst glatte Spannung zu haben.

Autor: Ingo (Gast)
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Ein Drop-Down Regler lädt zyklisch einen Energiespeicher (typischerweise
eine Induktivität) auf und schaltet den Ladestrom bei Erreichen einer
festgelegten Ausgangsspannung ab. Der Stromfluß wird dann häufig über
eine Freilaufdiode sicher gestellt. Im Datenblatt zum 2575 findest Du
einige Beispiele dafür.

Sprut hat auf seiner Homepage da hervorragende Informationen zusammen
gestellt:

http://www.sprut.de/electronic/switch/index.htm

Die Leistung beim Schaltregler wird verbraten:
* Beim Schalten im Schalter (i.d.R. durch Umladen der Gate-Kapazität
eines MOSFETs
* Bei geschaltetem MOSFET im RDSon
* In der Induktivität
* In der Freilaufdiode
* In den Kondensatoren der Ausgangsseite (ESR, Serienwiderstand)

Autor: sous (Gast)
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Beim idealen Schaltregler wird überhaupt nichts verbraten. Der (ideale)
Schalter hat nämlich nur zwei Zustände:

offen:
die volle Spannung liegt an, der Strom ist aber Null => P=0

geschlossen:
es fließt Strom, dafür fällt keine Spannung ab. => P=0.


Natürlich gibt es nichts ideales auf der Welt. In Wirklichkeit

- fällt ein bisschen Spannung ab, während er leitet (macht geringe
Verluste),

- fließt ein sehr kleiner Strom während er sperrt (kann man
vernachlässigen),

- beim Schalten (Übergang zwischen Nichtleiten und Leiten) hat man
leider endliche Spannungen bei endlichen Strömen, also kurze Zeit lang
auch eine Nennenswerte Verlustleistung. Da mit hoher Frequenz
geschaltet wird, summieren sich diese Leistungen zu einem
nichtvernachlässigbaren Wert auf.

- außerdem hat man noch Verluste in den passiven Bauteilen
(Speicherdrossel, Freilaufdiode etc.)

Trotzdem hat man hier im Vergleich zum Linearregler einen recht
verlustarmen Regler. Warum verwendent man diesen nicht immer? Weil der
Aufwand an Bauteilen höher ist (und manchmal eine sehr Störsignalfreie
Umgebung benötigt wird: Schaltregler schalten. => potentielle
Störquelle).

Gruß, Michael

Autor: Ahnungsloser (Gast)
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Hallo

vielen Dank für die Antworten. So langsam kommen wir der Sache näher.

Hintergrund:

Ich habe 12V Eingangsspannung für Relais etc. und muß daraus nun die 5V
für den Mikrocontroller machen und suche dafür eine gute Lösung.

MfG
Achim

Autor: Rahul (Gast)
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Wenn nur der Controller dranhängt, ist ein Linearregler die  einfachste
Variante...

Autor: Bob (Gast)
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Sers,
ich geb auch mal ein Beispiel:
Ich bastele zur Zeit an einem "mobilen Gerät" herum. Ich benutze
hierzu zwei LiPoli Akkus in Reihe und generiere aus diesen per
Step-Down-Regler (LT1107) meine 3,3V Versorgungsspannung für meinen µC,
der zusätzlich durch seine IO-Ports bis zu 400mA abrackern muss.
Bei Verwendung eines Linearreglers hätte ich im schlimmsten Fall:
Pv= (8,4V-3,3V) * 0,4A=2Watt Verlustleistung (8,4V= 2 Akkus in Reihe).
Zusätzlich hätte ich das Problem, dass bei schwachen Akkus (Uein=6V)
vielleicht der Linearregler es nicht mehr packt und zuguter Letzt
geringere Laufzeit des Gerätes wegen den hohen Verlusten.
Mein Step-Down-Regler arbeitet so ca. mit 70% Eff. und hat eine
integrierte Low-Bat-Anzeige.
Laufzeiten mit 900mAh LiPoli-Akkus(3,7V nom.):
Linearregler-> 900mAh / 400mA = 2 1/4h
Step-Down-Regler -> 900mAh / [(400mA*3,3V/0,7)/7,4V] = 3,5h

Ich hoffe ich konnte somit weiterhelfen

Autor: TravelRec. (Gast)
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Ach Mist: ich komme aus der Audio-Technik und wenn ich "Mikro" lese,
denke ich in erster Linie erstmal an das Ding zum ´Reinsprechen.
Demzufolge hatte ich auch die Smilies vergessen. In Zukunft antworte
ich im Zweifel erst dann, wenn ich genau weiß was gemeint ist ;-)
Wollte ich nur nochmal dranhängen. Schönen Abend noch...

Autor: sous (Gast)
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Wie ich schon sagte: ich dachte auch an ein Mikrofon (und ich komme
nicht aus der Audiotechnik sondern arbeite mit Mikrocontrollern).

Gruß, Michael

Autor: smartie (Gast)
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Hey, dieses Forum heißt Mikrocontroller.net und nicht Mikrofon.net
µC wäre vielleicht eine eindeutigere Abkürzung.

Autor: sous (Gast)
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Nein, dieses Unterforum heißt: µC und ELEKTRONIK!
Mikrofone würde ich durchaus zu letzterer dazugehörig sehen.
Und ja: µC ist die Abkürzung der Wahl (DIESE Abkürzung befindet sich
auch im Namen des Unterforums).

Gruß, Michael

Autor: sous (Gast)
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PS: Vielleicht liegts ja an meinem fortgeschrittenen Alter. Ich verstehe
unter DDR auch immer noch etwas anderes als eine Speichersorte... ;)


Gruß, Michael

Autor: TravelRec. (Gast)
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ICH AUCH!!! Damals hieß TWIX auch noch "Raider" und war nur im
Intershop oder von Verwandten zu bekommen :-/ .

Autor: sous (Gast)
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GENAU MEINE REDE (und Euro hieß noch Demark)!

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