Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Empfehlung gesucht: Möglichst effizient 5V->3.3V


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von Alex C. (tuxedo0801)


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Hallo,

ich habe einen KNX Busankoppler 
(http://www.opternus.com/uploads/media/PCBA_UP117-12_datasheet_v5_2012-05-30.pdf) 
der mir aus der Busspannung eine 5V Spannung mit Imax=50mA liefert.

Der Microcontroller der da dran soll braucht aber nur 3,3V. Für's 
Steckbrett für den Experimentalaufbau ist sowas hier ja nicht schlecht: 
https://www.pololu.com/product/2097
Wäre wohl auch sehr effizient.

Aber das ganze soll final auf eine Platine. SMD ist soweit kein Problem. 
Nur sollte es nicht zu winzig sein. Platzmäßig hab ich da locker bis zu 
2x das Format der Pololu-Platine platz, aber sowas wie der AMS1117 in 
SOT223 wäre quasi ideal: Nicht zu winzig zum Handlöten, wenig externe 
Komponenten... ABER eben kein effizienter Schaltregler. Und der 
Pololu-Schaltregler ist mir "fast" zu teuer dafür (bin da ein wenig 
geizig).

Hat jemand nen Tipp für mich?
-> möglichst wenig externe Teile
-> platzmäßig pi*Daumen 1-2x Pololu-Platine
-> SMD ist okay, wenn nicht zu winzig (Größenordnung 
SO08-SO14/SOT223/... wäre okay).
-> Möglichst effizient um die eh schon wenigen 50mA@5V des KNX 
Busankopplers nicht unnötig weiter zu reduzieren.
-> nicht teurer als oben genanntes Pololu-Modul (sonst kann ich das ja 
gleich direkt nehmen)


Gruß
  Alex

von Andi (chefdesigner)


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Klein, stromfest und zugleich gut zu Löten, das wird schwierig. Ich 
passe! Kannst Du für den Prototypen nicht  auf "klein" und beim Endgerät 
auf "gut zu lösten" verzichten?

von Alex C. (tuxedo0801)


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Hmm, okay, wenn ich vom "gut zu löten" etwas abrücke: Was gäbe es da 
noch für Optionen?

Beim Prototyp ist es egal. Da kann ich auch den Pololu nehmen der schon 
als Test-Platinchen hier liegt.

von Sascha_ (Gast)


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MCP1640 kann man als Lötnoob grad noch von Hand löten.

von Alex C. (tuxedo0801)


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@Sascha_
ist das nicht ein StepUp? Brauche einen StepDown.
Oder hab ich da was im Datenblatt auf die schnelle übersehen?

von Sascha_ (Gast)


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Oh, ja. Sorry.

von Alex C. (tuxedo0801)


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Hab den MCP16301 gefunden. Gleiches Package, aber StepDown. Laut 
Datenblatt hat der nur ca. 75% effizient bei 50mA Ausgangsstrom bei 
3.3V. Klingt noch nicht sooo gut. Die Pololu versprechen da etwas mehr 
(???) --> 
https://a.pololu-files.com/picture/0J4274.1200.png?580ef6c6116dbf9314a02f04beb135e3.

: Bearbeitet durch User
von Alexander (Gast)


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Welchen Wirkungsgrad strebst du denn an?

von Alex C. (tuxedo0801)


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Da ich wie gesagt aus den 5V nur 50mA ziehen kann: So groß wie nur 
möglich... Je nach "KNX Applikation" die da dran hängt wird es bei einem 
5V µC schon schwer da zu haushalten. Und wenn ich bei der 5V->3.3V 
konvertierung schon zu nachlässig milliamperes verschwende, wird das 
später nicht spaßig.

Die Pololu haben wohl bei 3.3V und ca. 50..75mA rund 85..90% Effizienz. 
Das ist schon super.

von Manfred (Gast)


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Alex C. schrieb:
> aber sowas wie der AMS1117 in
> SOT223 wäre quasi ideal: Nicht zu winzig zum Handlöten, wenig externe
> Komponenten... ABER eben kein effizienter Schaltregler.

Welcher Strom wird auf der 3,3V-Schiene wirklich benötigt?
Wenn dieser im einstelligen mA-Bereich liegt und nur kurzzeitig höher 
ist, wäre ein Längsregler MCP1702 oder 1703 vmtl. effizienter als der 
Schaltregler mit 2 mA Eigenverbrauch.

von Joachim B. (jar)


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Alex C. schrieb:
> Aber das ganze soll final auf eine Platine. SMD ist soweit kein Problem.
> Nur sollte es nicht zu winzig sein. Platzmäßig hab ich da locker bis zu
> 2x das Format der Pololu-Platine platz, aber sowas wie der AMS1117 in
> SOT223 wäre quasi ideal: Nicht zu winzig zum Handlöten, wenig externe
> Komponenten... ABER eben kein effizienter Schaltregler. Und der
> Pololu-Schaltregler ist mir "fast" zu teuer dafür (bin da ein wenig
> geizig).

dann baue den ein
http://www.ebay.de/itm/MP1584EN-DC-DC-BUCK-Adjustable-Step-Down-Module-Effect-Higher-T-LM2596-SmallSize/201047705855?_trksid=p2047675.c100005.m1851&_trkparms=aid%3D222007%26algo%3DSIC.MBE%26ao%3D1%26asc%3D39700%26meid%3D37cfc115a88441048a1ca03c4ed5d838%26pid%3D100005%26rk%3D2%26rkt%3D6%26sd%3D401194828376

allerdings hatte ich den noch nie bei 5V in probiert, für feste 5V out 
habe ich das Poti entfernt und einen 43k SMD eingelötet.

von Alex C. (tuxedo0801)


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Manfred schrieb:
> Alex C. schrieb:
>> aber sowas wie der AMS1117 in
>> SOT223 wäre quasi ideal: Nicht zu winzig zum Handlöten, wenig externe
>> Komponenten... ABER eben kein effizienter Schaltregler.
>
> Welcher Strom wird auf der 3,3V-Schiene wirklich benötigt?
> Wenn dieser im einstelligen mA-Bereich liegt und nur kurzzeitig höher
> ist, wäre ein Längsregler MCP1702 oder 1703 vmtl. effizienter als der
> Schaltregler mit 2 mA Eigenverbrauch.

Naja, da können auch mal ein paar Sensoren am µC hängen die etwas 
durstig sind. Wie gesagt: Es gibt bereits Schaltungsvarianten mit einem 
5V µC der die 50mA schon gut ausreizt. Und jetzt geht's eben um einen 
3.3V µC (den es leider nicht in 5V gibt. Und den KNX BCU gibt's leider 
auch nicht in 3.3V).

Ich gehe mal von einem "mittleren" Verbauch von 25mA aus.

von Alex C. (tuxedo0801)


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Joachim B. schrieb:
>
> dann baue den ein
> 
http://www.ebay.de/itm/MP1584EN-DC-DC-BUCK-Adjustable-Step-Down-Module-Effect-Higher-T-LM2596-SmallSize/201047705855?_trksid=p2047675.c100005.m1851&_trkparms=aid%3D222007%26algo%3DSIC.MBE%26ao%3D1%26asc%3D39700%26meid%3D37cfc115a88441048a1ca03c4ed5d838%26pid%3D100005%26rk%3D2%26rkt%3D6%26sd%3D401194828376
>
> allerdings hatte ich den noch nie bei 5V in probiert, für feste 5V out
> habe ich das Poti entfernt und einen 43k SMD eingelötet.

Danke,

das sieht vielversprechend aus. Da ja offenbart wird was da drin steckt, 
kann ich das vllt. auch nachbauen. Dann hab ich auch kein Problem in 1-2 
Jahren das Platinchen noch in der Bucht zu bekommen.

von Dirk K. (dekoepi)


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von Joachim B. (jar)


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die hier
http://www.ebay.de/itm/2pcs-MP2307-DC-DC-Step-Down-Power-Supply-KIS-3R33S-Module-I-P-4-75-23V-3A-95-/181446032691?hash=item2a3f06bd33:g:r9wAAOSwq5lTqCHs

hatte ich damals im 10er Pack für 8,-€ bekommen, im 20er Pack für 13,-€

die gehen von 5V auf 3,3V aber jetzt finde ich diese Angebote nicht 
mehr, einziger Nachteil war, sie waren ausgelötet, vermutlich weil sie 
keine 3A können, aber 1,7-2A gingen immer!

von Sascha_ (Gast)


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Alex C. schrieb:
> Hab den MCP16301 gefunden. Gleiches Package, aber StepDown. Laut
> Datenblatt hat der nur ca. 75% effizient

Der hat ja auch 30V Vin. Da haben die internen FETs natürlich nicht so 
nen niedrigen Rdson.

Ein schneller Blick in den TI Produktselektor zeigt mir den:
http://www.ti.com/product/tps62240/description

Erfüllt alle deine Anforderungen, aber ich weiss nicht ob die über 2 MHz 
Schaltfrequenz (fest) so gut sind. Da kannste auf jeden Fall keine Elkos 
aus der Bastelkiste mehr nehmen.

http://www.ti.com/product/tps62203

Der wäre vielleicht auch geeignet.

von Alex C. (tuxedo0801)


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Die hier sind wie die von Joachim B. aus der Bucht, nur eben direkt aus 
China:

https://www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-10PCS-Ultra-small-size-DC-DC-step-down-power-supply-module-3A-adjustable-step/32390515540.html?ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_5_10065_10068_10069_10084_10083_10017_10080_10082_10081_10060_10061_10062_10056_10055_10054_10059_10078_10079_10073_10070_421_420_10052_10053_10050_10051,searchweb201603_8&btsid=fcb59851-bb65-4609-8d73-2be84334c17c

Bei den Preis (52cent/Stück), kann ich mir auch ein paar "auf Lager" 
legen und muss nicht selbst basteln. UND es ist prima zu löten.
Die Platinengröße müsste auch soweit passen.

Ansonsten: Vielen vielen Dank für die vielen Tipps. Ich muss jetzt 
erstmal alle Infos zusammentragen und aufarbeiten.

von Sascha_ (Gast)


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Der TPS62203 hat auch bei 50mA ungefähr sein Effizienzmaximum, nur 15µA 
Eigenstromverbrauch und ist bei Conrad erhältlich:

http://www.ebay.de/itm/PMIC-Spannungsregler-DC-DC-Schaltregler-Texas-Instruments-TPS62203DBVT-Halte-/291122453313?hash=item43c8401b41:g:Q3IAAMXQ74JTR6X2

1MHz sollte beherrschbar sein.

von Tr (Gast)


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Bei nur 50mA brauchst du kein fertiges Modul holen oder auf Kühlung 
achten, das klappt auch mit nem kleinen SOT23 Regler.
Geh mal bei TI Webench schauen, da kannst du nach deinen Parametern 
suchen.
P.S. Keine Angst vor QFN, die löte ich mit Hobbymitteln und hab super 
Ergebnisse, die kleinen Regler usw sind echt genial

von Manfred (Gast)


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Sascha_ schrieb:
>> Hab den MCP16301 gefunden. Gleiches Package, aber StepDown. Laut
>> Datenblatt hat der nur ca. 75% effizient
Beachtet Eigenverbrauch und Effizienz bei kleinen Strömen, das kann 
ganz schnell nach hinten losgehen.

von Sascha_ (Gast)


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Das hat der TE geschrieben, nicht ich.

von Gästchen (Gast)


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Manfred schrieb:
> Sascha_ schrieb:
>>> Hab den MCP16301 gefunden. Gleiches Package, aber StepDown. Laut
>>> Datenblatt hat der nur ca. 75% effizient
> Beachtet Eigenverbrauch und Effizienz bei kleinen Strömen, das kann
> ganz schnell nach hinten losgehen.

Na, dann nimmt man eben einen LDO, keinen Schaltregler. Wie den TPS709.

Aber zum Thema:
5V auf 3V3 ist Standard.

Man achte auf folgendes:
- Package: Ein kleines und recht gängiges Standardpackage wäre 
SOT23-5/SOT23-6. Wegen der Lötbarkeit
- Synchron, wegen dem Wirkungsgrad
- Schaltfrequenz > 500kHz wegen klein

Dann werfe man die Selektoren an. TI liefert:
http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/buck-converter-integrated-switch-products.page#p20min=500;5600&p2192=Synchronous%20Rectification&p2954=SOT;SOT-23

Picken wir mal einen sinnvollen heraus:
http://www.ti.com/product/tps62240/datasheet

Prüfen wir mal nach:
SOT-23 - Lötbarkeit. Check.
Kleine fläche - 2,2µH, 10µF. Check
Wirkungsgrad - 90% für U> 1mA. Check.

Nur beim Layout muss man etwas aufpassen, aber Hexenwerk ist das keines.
Alternativen gibts 36, da sollte für jeden Gschmack was dabei sein.

von Alex C. (tuxedo0801)


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Gästchen schrieb:
> Aber zum Thema:
> 5V auf 3V3 ist Standard.
>
> Man achte auf folgendes:
> - Package: Ein kleines und recht gängiges Standardpackage wäre
> SOT23-5/SOT23-6. Wegen der Lötbarkeit
> - Synchron, wegen dem Wirkungsgrad
> - Schaltfrequenz > 500kHz wegen klein
>
> Dann werfe man die Selektoren an. TI liefert:
> 
http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/buck-converter-integrated-switch-products.page#p20min=500;5600&p2192=Synchronous%20Rectification&p2954=SOT;SOT-23
>
> Picken wir mal einen sinnvollen heraus:
> http://www.ti.com/product/tps62240/datasheet
>
> Prüfen wir mal nach:
> SOT-23 - Lötbarkeit. Check.
> Kleine fläche - 2,2µH, 10µF. Check
> Wirkungsgrad - 90% für U> 1mA. Check.
>

Der oder dieser hier TPS62203 wird es werden. SOT23 ist "okay", die 
Effizienz stimmt und die externen Bauteile sind minimal. Passt alles.

> Nur beim Layout muss man etwas aufpassen, aber Hexenwerk ist das keines.

Tipps dazu gibt's ja im Datenblatt. Krieg ich hin.

Vielen Dank an alle Tippgeber. Thema erledigt.

: Bearbeitet durch User
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