4x LM338T parallel schalten, Konzeptfrage

Das parallel schalten der linearen Regler-ICs ist problematisch. Damit 
sich der Strom gut aufteilt müsste man zusätzliche Widerstände einfügen, 
etwa so wie in der Schaltung 30. Im Prinzip könnte man die Schaltung 
auch mit 4 oder 5 Reglern noch nutzen. Den Widerstand R1 muss man an den 
höheren Strom anpassen, und ggf. auch noch C1 und C2 größer machen. Je 
mehr Regler, desto kritischer wird es ggf. parasitären Induktivitäten, 
die das Ganze ggf. instabil machen könnten. C1 muss ein low ESR 
Kondensator sein (heute wohl MLCC mit etwas mehr Kapazität und ggf. eine 
Low ESR Elko dazu). So ähnliche wird es auch bei C2 sein: Wohl eine 
Kombination aus Keramik und low ESR Elko.

Pin 4 des OPs sollte ggf. an eine negative Spannung, sonst geht es nicht 
weit runter in der Spannung. Andere OPs statt dem LM307 kommen ggf. 
etwas weiter runter am Ausgang. Der OP muss aber am Eingang bis zu 
seiner positiven Versorgung arbeiten - keine so ganz einfache Wahl.

Die bessere Lösung wäre vermutlich ein LM723 (control IC Spannungregler) 
und dann entsprechend der nötigen Leistung Endstufentransistoren wie 
2N3055 oder 2N3773 oder ähnliche parallel.

Bei hoher Leistung wäre ggf. eine einfache Vorregelung oder ein 2. 
Spannungsabgriff zu überlegen.

Xilinx schrieb:
> -> 1. Möchte die 1.2V noch wegbringen mit dieser Schaltung einer zus.
> kleinen Speisung Ux ->
> http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/lm317.htm -> Bild 3

Sieh Dir mal den LT3083 an 
(http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3083fa.pdf)
Ein LM317-Nachfolger der bis 0 Volt bei 3A regeln kann

Hallo Zusammen

Vielen Dank für die Inputs.
Dieser Regler http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3083fa.pdf ist 
zwar komplizierter zur Ansteuerung, scheint mir jedoch geeignet zu sein. 
Lese mich mal in das Datenblatt ein.

Gruss Xilinx

Für eine Modellbahn wäre eine PWM Steuerung vermutlich die bessere Wahl 
- es müssen auch keine 20 kHz sein, es darf auch etwas langsamer sein. 
Vor allem für die Beleuchtung kann das auch einen Unterschied machen.

Der Bereich unter 1.2 V ist für die Bahn vermutlich auch weniger wichtig 
- die Lokomotiven fahren damit ggf. noch nicht einmal an.

Hallo Zusammen
@Lurchi
@Roland
Eine PWM Steuerung ist in Planung die benötigt aber mehr Zeit als eine 
LDO Fahrregler, daher auf die Schnelle konventionell.
ja die Loks fahren erst etwa bei 2.5V an. Aber immer Spannung und 
fliessender Strom auf der Anlage (Schienen und Motoren) zu haben möchte 
ich vermeiden.

Habe mal ein Schemata gesehen mit einem Spannungsregler und 
"Entlastungs-/Leistungstransistoren" 2N3055 mit einer einstellbaren 
Stromregelung. Leider fand ich das Schemata nicht mehr. Dies wäre sicher 
erste Sahne, fehlt dann noch... siehe unten


@Horst
Die Ansteuerung des LT3083 habe ich begriffen. Gibt es davon einen 
negativen Bruder so wie der LM317 zu LM337 für die Rückwärtsfahrt mit 
einem Poti für beide Fahrtrichtungen und ohne Umschalter für die 
Fahrspannungsumpolung? Klar wenn die Zeit kanpp wird dann mit 
Umschalter.
Habe mich gestern schwer getan mit diesem LDO Wizzart von Linear der 
keine negativen Spannungen erkennt zur konkreten Suche. Google spuckte 
mit den 1185er aus aber das ist ein anderes Prinzip und kann auch nicht 
auf 0 runter gehen.

Gruss Xilinx

Xilinx schrieb:
> Gibt es davon einen negativen Bruder

'Nen Halbbruder, LT3091. Kann nur halb soviel Strom, hat dafür aber u.a. 
eine einstellbare Strombegrenzung.

Anleitung zum parallelschalten gibts im Datenblatt:
http://www.linear.com/docs/46981

Markus H. schrieb:
> Sollte alles einfacher sein, wie die Paralellschaltung und
> Synchronisierung von mehren Spannungsreglern, die vielleicht wieder
> sterben

Nö, die LT wollen nur 10mOhm am Ausgang, mehr nicht.
Wirklich nette Teile, wenn man es analog halten will, auch für 
zweipolige  Konstantstromquellen wie der LM317.

Michael B. schrieb:
> Du hast PWM nicht verstanden und verwechselst das wohl mit DCC,
> digitaler Fernsteuerung. PWM legt die Spannung auch auf's Gleis und zwar
> bei Stillstand 0 Volt. Ausserdem muss man PWM nicht planen, das haben
> andere schon fertig geplant.
>
> 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/100000-124999/116408-an-01-de-Modellbahnfahrpult.pdf
>
> 
https://www.conrad.de/de/dc-drehzahlsteller-bausatz-conrad-components-192287-12-vdc-24-vdc-10-a-192287.html?sc.ref=Product

Besten Dank für die Info. Der zweite Link ist interessant, habe jedoch 
bereits die Module BTS7960 evaluiert. PWM habe ich begriffen, danke der 
Nachfrage ;-) Mit dem drumherum klappts noch nicht (elektronische 
Sicherung, Strombegrenzung, Netzteil 10V, Gehäuse, Platinen, etc.)
http://www.instructables.com/id/Motor-Driver-BTS7960-43A/ Es soll ein 
feiner Regler werden daher nun zur überbrückung bis der fertig gebaut 
ist ein LDO

Gruss X.

Horst schrieb:
> 'Nen Halbbruder, LT3091. Kann nur halb soviel Strom, hat dafür aber u.a.
> eine einstellbare Strombegrenzung.
>
> Anleitung zum parallelschalten gibts im Datenblatt:
> http://www.linear.com/docs/46981

Hallo Horst,
Vielen Dank für den Tipp des Typs den habe ich komischerweise nicht 
gefunden obwohl ich auf einigen negativ LDO Datenblättern war.

Wenn dieser Kühlkörperanschluss jeweile ein 10mOhm R an VOUT integriert 
hätte, könnte man Sie an das gleiche Kühlblech/-Körper schrauben (je ein 
+ und - LDO) Alles kann man aber nicht haben. Werde wohl oder übel eine 
einfache Schaltung mit 4x LDO LT3083 und einem Pohlwedeschalter bauen.

Optional:
Falls jemand ein Schemata mit einer guten Erklärung betreffend dieser 
Variante findet wäre ich sehr interessiert. Als 
Elektronikwiedereinsteiger möchte ich verstehen was ich baue: Schemata 
mit einem Spannungsregler und
"Entlastungs-/Leistungstransistoren" 2N3055 inkl. einstellbare
Stromregelung.

Ich danke allen für die Hilfestellungen.

Gruss Xilinx

Markus H. schrieb:
> Wahrscheinlich killt der Anlaufstrom deinen Regler

Beim Einschalten, sind da die 1.2V weil der LM338T nicht nach 0 gehen 
kann * z.B. 1.5A Motorenstrom der Lok. am Regler. Das Poti immer noch 
auf Stellung 0. Der eingesetzte LM338T wird ganz schnell warm und dann 
heiss und dann bum, ob ich nun auf 1.2V Poti=0 Stellung bleibe, oder auf 
3V, 4V, 5V gehe, das gleiche Ergebnis. Reduziere ich die Motoren auf 2, 
so hält er. Gehe davon aus, dass dies nicht der Anlauftstrom ist sondern 
der LM338T trotz Kühlkörper den Wärmeverlust nicht wegbringt. Komisch 
der sollte doch Temperatur und Stromgeschützt sein. ...daher mein Ansatz 
mit 4 Stück LDO um die "Hitze zu verteilen", Strom hat er ja genug den 
er liefern könnte....

Gruss Xilinx

Xilinx schrieb:
> Beim Einschalten, sind da die 1.2V weil der LM338T nicht nach 0 gehen
> kann * z.B. 1.5A Motorenstrom der Lok. am Regler. Das Poti immer noch
> auf Stellung 0. Der eingesetzte LM338T wird ganz schnell warm und dann
> heiss und dann bum, ob ich nun auf 1.2V Poti=0 Stellung bleibe

Das zeigt die schlechte Idee so einen Regler als Loksteuerung zu 
benutzen. Eine einfache PWM von 0-100% aus einem NE556 oder einem Doppel 
OP ist hier deutlich besser. Siehe: 
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25

Xilinx schrieb:
> Trotz Berechnung
> von Verlust-Wärme und Strom, Einsatz von einem Kühlkörper 20W @ 60°C hat
> es die Strom- und Thermogesicherten LM338T verbruzelt.

Die Berechnung und der gewählte Kühlkörper wäre ja mal interessant.

Der Andere schrieb:
> Xilinx schrieb:
>> Trotz Berechnung
>> von Verlust-Wärme und Strom, Einsatz von einem Kühlkörper 20W @ 60°C hat
>> es die Strom- und Thermogesicherten LM338T verbruzelt.
>
> Die Berechnung und der gewählte Kühlkörper wäre ja mal interessant.

Ich weiss, aber was tut man in nicht alles ...
Siehe Beitrag "Berechnung Wärmewiderstand eins beliebigen Kühlblechs?" ganz zu unterst. 
Es ist der Kühlkörper: 
https://www.digikey.at/product-detail/de/aavid-thermalloy/530002B02500G/HS380-ND/1216384 
mit 20 @ 60°C was immer das heisst. Die Berechung war:
1) (12V Netzteil - 1.2V Dropout) * 1.5A Stillstand = 16.2W, das sollte 
noch knapp klappen mit den 20W des Kühlkörpers.

2) (12V Netzteil - 3V Fahren) * 2A = 18W

3) (12V Netzteil - 4V schneller Fahren) * 3A = 24W

4) (12V Netzteil - 5V schneller Fahren) * 3A = 21W

Gruss X.

Eine einfache PWM Lösung ist eher einfacher als mehrere lineare Regler 
parallel. Einzig die Strombegrenzung oder ähnliches als 
Kurzschlussschutz ist ggf. etwas aufwändiger, bzw. in den fertigen 
Plänen ggf. noch nicht drin. Wenn der MOSFET groß genug und der Trafo 
nicht zu groß ist, geht es ggf. auch mit einfache einer PTC Sicherung.

Gegen hohe Anlaufströme hilft eine langsame Anfahren - das hilft aber 
natürlich nicht wenn eine Lok etwa per Signal/Relais dazu geschaltet 
wird.

Guten Tag

In der Zwischenzeit wurde ein Fahrregler mit einem Stepdown und einen 
mit einem uC und dem PWM Modul BTS7960 gebaut. Beide funktionieren 
hervorragend. Die Messen können nun abgehalten werden.

0) Nun möchte ich noch, zum Lernen und die "alte Zeit" aufzufrischen, 
einen Fahrregler mit Heizung resp. LDO Regler LT3083 bauen. Habe beim 
Recherchieren im Internet gelesen, dass diese Regler im TO-220 Gehäuse 
schon ab 600mA sehr warm werden und gekühlt werden müssen?

1) Werde daher den Strom limitieren müssen pro Regler. Geplant ist, wenn 
keine grosse Gegenwehr kommt diese Application zum Bauen: Seite 19, "Lab 
Supply", davon je nach 
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3083fa.pdf

2) Kühlkörper ist es immer noch der:
https://www.digikey.at/product-detail/de/aavid-thermalloy/530002B02500G/HS380-ND/1216384

3) Mit der Berechnung der Wärmeübergänge bin ich leider noch nicht 
weiter gekommen. Dies werde ich wohl dann experimentel rausfinden 
müssen. Ev. kann mir ja jemand Erfahrungswerte geben betreffend diesem 
LT3083 und Wärme. Immerhin muss er 0-9V mit etwa 3A "regeln" können. Die 
Speisung ist ein Schaltnetzteil 12V/10A. Der grösstmögliche Verlust ist 
daher bei ca. 2V wenn die Motoren anfangen zu fahren. Also P_Motor= 2V * 
3A=6W, P_LDO3083= 10V*3A = 30W die abgeführt werden müssen. Wenn man 
noch die Netztoleranz von ca. +/- 10% dazurechnet sind es eher 35W an 
Wärme die abgeführt werden müssen.

4) Die Polwendung werde ich mit einem 2-fach Umschalter realisieren und 
nicht mit einem negativem LDO.

Kann mir da jemand etwas zum Punkt 3) schreiben?

Gruss Xilinx

Nachtrag:
P_R0.33 = 0.33 Ohm  3A  3A = 3W

P_LDO3083_I (Current Limiter):  0.310V * 3A = 0.93W -> muss wohl nicht 
gekühlt werden vor allem wenn die Limitierung des Stromes abgestimmt auf 
den Spannungs LDO mit <3A betrieben wird.

PS: 0.310V ist die LDO Drop Spannung

In Deinem Beitrag vom Mai hast Du behauptet:
Xilinx schrieb:
> Trotz Berechnung
> von Verlust-Wärme und Strom, Einsatz von einem Kühlkörper 20W @ 60°C

einen Kühlkörper berechnet zu haben. Und nun das:

Xilinx schrieb:
> beim
> Recherchieren im Internet gelesen, dass diese Regler im TO-220 Gehäuse
> schon ab 600mA sehr warm werden und gekühlt werden müssen?

Du weisst, wie das mit der Wärme ist - ich bezweifele es.

Aus der Differenz Eingangs- zur Ausgangsspannung ergibt sich der Abfall 
am Regler, mal den Strom bekommt man die Verlustleistung.

Nun guckst Du in das Datenblatt nach Wärmewiderstand zur Umgebung, 
irgendwas mit Rth to ambitient und rechnest die Temperaturerhöhung aus.

Bei den zwei bedeutenden Herstellern Fischer und Seifert findet man 
Beschreibungen, wie man Wärmewiderstandsketten rechnet.

Michael B. schrieb:
> Xilinx schrieb:
>> Die Speisung ist ein Schaltnetzteil 12V/10A.
>
> Aha.
>
> Xilinx schrieb:
>> Also P_Motor= 2V * 3A=6W, P_LDO3083= 10V*3A = 30W die abgeführt werden müssen
>
> Wenn dein Motor 3A beim Anlaufen benötigt. Gemessen, geschätzt ?
>
3A sind mehrere Motoren, gemessen beim Betrieb mit 4, 5 und 6V

> Xilinx schrieb:
>> Ev. kann mir ja jemand Erfahrungswerte geben betreffend diesem
>> LT3083 und Wärme.
>
> Na ja, 30 Watt kennst du,
> der LT3083 hat einen Wärmewiderstand von 3K/W und kann maximal 125 GradC
> ab, also darf er am Metall maximal 125-30*3=35 GradC warm werden.
>
> Dein Kühlkörper hat 2,6K/W wird bei 30 Watt und 25 GradC
> Umgebungstemperatur also 103 GradC warm.
>
> Das passt niemals zusammen, der mickrige Kühlkörper ist nicht mal
> ansatzweise geeignet den LT1038 zu kühlen. Man bräuchte Wasserkühlung
> für die LT3083, damit die 30 Watt abgeführt werden können.
>
> Mit dem 3K/W Chip und den 2.6K/W Kühlkörper und noch 0.4K/W
> Wäremeübergangswiderstand mit Wärmeleitpaste kann der LT3083 nicht mehr
> als 16 Watt verbraten. Du müsstest 2 parallel schalten.
>
Vielen Dank für diese Darstellung das bringt mich weiter, resp. 
bestätigt mir dass dies ein Problem ist. Hinderlich ist auch, dass diese 
OUT Ausgänge der Regler immer am Kühlkörper sind für eine 
Parallelschaltung.

> Die schlechte Performance liegt auch am schlechten LT3083. Der LM338 hat
> 0.7K/W, normale 1K/W, da sind die 3K/des LT3083 schon hinderlich und mit
> keinem Kühlkörper mehr auszubügeln. Er ist halt nicht als Heizung
> gedacht, sondern low drop, um geringe Spannungsdifferenzen auszuregeln,
> z.B. von 12V auf 10V.
>
Also besser einen "alten" LM317, LM350 oder LM338 nehmen anstelle der 
modernen LDO's?
Habe gestern eine einfache Spannungs-Regelschaltung gemäss Datenblatt 
mit einem LM338T(weil ich den schon hatte inkl. Printplatte) aufgebaut 
und eben diesem Kühlkörper montiert. Der Kühlkörper und Regler werden 
schon bei 0.6 A und 5.17V warm. Mein Labornetzteil vor dem Regler habe 
ich auf 10.4 V eingestellt so dass am Ausgang des Reglers die 1.25 - 9V 
entstehen. P_Verlust_LM338T = (10.4V - 5.17) * 0.6A = 3.138 Watt. Wie Du 
schreibst ist wohl für diese Anwendung ein Lm3x8 besser als ein LDO?
Nur wie komme ich auf 3A? Mit einem Leistungstransistor "auf zu 
munitionieren" wird hier im Thread ja abgeraten. Beim LT3081 könnte der 
Strom limitiert werden auf z.B. 0.5A nehme mal an der LT3081 reagiert 
ähnlich.
Einen grösseren Kühlkörper suche ich noch, aber wenn ich davon 
ausgehehe, dass ich dann trotzdem parallel schalten muss, so gibt's dann 
bald mal ein Platzproblem im Gehäuse.
> Xilinx schrieb:
>> Seite 19, "Lab Supply",
>
> Unsinnig, must musst zur Motorregelung nicht 2 Regler
> hintereinanderschalten, sondern brauchst nur 1.
Der erste Regler würde den Strom begrenzen auf z.B. 0.5A. Der zweite, 
nachgeschaltene Regler wäre dann für die Spannungsregelung. Dieses Paar 
wiederum würde ich dann parallel schalten. So wäre dann gewährt, dass 
jeder Spannungsregler nicht mehr als z.B. 0.5A bekommt.
-> Der LT3081 hätte bereits eine Strombegrenzung an Board, ist aber ein 
LDO.

Werde nun noch mit einem Motor mehr testen und messen. Muss aber dazu 
die Bahn auf den Boden montieren, so das nichts vom Tisch runterfällt 
wenn der Regler durchschlägt.....

Gruss Xilinx

Manfred schrieb:
> In Deinem Beitrag vom Mai hast Du behauptet:
> Xilinx schrieb:
>> Trotz Berechnung
>> von Verlust-Wärme und Strom, Einsatz von einem Kühlkörper 20W @ 60°C
>
> einen Kühlkörper berechnet zu haben. Und nun das:
>
> Xilinx schrieb:
>> beim
>> Recherchieren im Internet gelesen, dass diese Regler im TO-220 Gehäuse
>> schon ab 600mA sehr warm werden und gekühlt werden müssen?
>
> Du weisst, wie das mit der Wärme ist - ich bezweifele es.
>
> Aus der Differenz Eingangs- zur Ausgangsspannung ergibt sich der Abfall
> am Regler, mal den Strom bekommt man die Verlustleistung.
>
> Nun guckst Du in das Datenblatt nach Wärmewiderstand zur Umgebung,
> irgendwas mit Rth to ambitient und rechnest die Temperaturerhöhung aus.
>
> Bei den zwei bedeutenden Herstellern Fischer und Seifert findet man
> Beschreibungen, wie man Wärmewiderstandsketten rechnet.
Hallo Manfred
Da hast Du nicht unrecht, die verschiedenen Berechnungen und auch 
verschiedenen Angaben bei den Lieferanten haben mehr verwirrt als mich 
weiter gebracht. Zur Antwort bekam ich auch, rechne zur Raumtemperatur 
noch 50°C Reserve dazu etc. Nun mache ich es mit Messungen. Die zu 
kleinen Kühlkörper, sind gar nicht so klein, habe ich nun schon mal und 
teste  damit. Im Frühling hatte ich einfach die Zeit nicht weil der 
Messetermin schnell näher kam.

Ging davon aus, das ein KK mit der Angabe: 20W @ 60°C auch 20W wegkühlt 
und nicht heisser wird als 60°C

Gruss Xilinx

Hallo Zusammen

Besten Dank für die Motivierung von Michael + Manfred und Tipps wie das 
nun weiter gehen könnte...

Gemäss: http://www.fischerelektronik.de/service/kuehlkoerper-berechnen/

Berechnen der maximalen Temperaturwerte des Halbleiters, bei mir der 
LT3083 (ev. auch den LT3081)
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3083fa.pdf

RthK_LT3083 = (vi - vu)/P_LT3083 − (RthG + RthM) = dv / P_LT3083 − RthGM 
=?

= (125°C - 30°C Sicherheit - 30°C im Gehäuse - 30°C Sicherheit) / 10.4V 
* 3A Gewünschtes_P - (15°C/W LT3083 + 3°C/W für TO220) = -16.87 °C/W
-> Umrechnung von °C/K nach K/W -> 256.28 K/W ? Kann das sein? Wo liegt 
mein Fehler?

Zumindest sind alle gesuchten Werte für die Formel aus den Datenblättern 
enthalten;-) Wenn man auch suchen musste.

Verwirrte Grüsse
Xilinx

Bei Kühlkörper sind z.B. Werte für den Wärmewiderstand RTH von 12.2 - 
5.8 K/W angegeben.

- Wie ist das zu verstehen? Nehme ich da immer den Mittelwert oder muss 
ich da noch was berücksichtigen?

- Suche ich nach Kühlkörper mit kleinem RTH um eine bessere Kühlung zu 
erreichen (weil ja ein Widerstand eine "Bremse" ist)?

Dietrich L. schrieb:
> Xilinx schrieb:
>> Bei Kühlkörper sind z.B. Werte für den Wärmewiderstand RTH von 12.2 -
>> 5.8 K/W angegeben.
>>
>> - Wie ist das zu verstehen? Nehme ich da immer den Mittelwert oder muss
>> ich da noch was berücksichtigen?
>
> Kannst Du mal eine Quelle für diese Angabe nennen?
Hier noch den Kühlkörper mit der Angaben des RTH Bereiches:
http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/K%C3%BChlk%C3%B6rper/A03/Strangk%C3%BChlk%C3%B6rper%20f%C3%BCr%20Einrast-Transistorhaltefeder/PR/SK514_/index.xhtml

Falls der Link nicht funktionieren würde; www.fischerelektronik.de -> 
SK514 da steht RTH von 5.3 - 1.6K/W; Dieser hätte jedoch ein besseres 
RTH als der von mir verwendete Kühlkörper.

>Hast Du das schon gefunden:
>https://www.mikrocontroller.net/articles/K%C3%BChl...
>Vielleicht hilft das zum besseren Verständnis.

Nein, aber das lese ich sogleich ...

Gruss Xilinx

Dietrich L. schrieb:
> Hast Du das schon gefunden:
> https://www.mikrocontroller.net/articles/K%C3%BChlk%C3%B6rper
> Vielleicht hilft das zum besseren Verständnis.

Mit dieser Formel gerechnet;

dT = Tj - Ta = 125°C - 40°C im Gehäuse = 85°C Differenz -> 85K

RTH_Gesamt= dT/P_LT3083 = 85K / (10.4 * 3A) = 2.72K/W

RTH_Kühlkörper = RTH_G - RTH_LT3083 - RTH_TO220 = 2.72K/W - 15°C/W - 
3K/W = -15.28K/W

Die Erkenntnisse,
- dass °C und K nicht umgerechnet werden müssen da es sich um eine 
Differenz handelt?

-und es bei beiden meinen Berechnungen einen negativen Wert ergibt für 
den RTH_Kühlkörper

Die Berechnung von Michael stimmt in etwa mit meinen Messwerten überein. 
Nur warum komme ich mit zwei verschiedenen Ansätzen zwar aufs ähnliche 
Resultat jedoch nicht auf das Gewünschte?

Wenn ich nun mit einer Parallelschaltung rechne:
2x LT3083 -> RTH_Kühlkörper = RTH_G * 2 - RTH_LT3083 - RTH_TO220 = 
2.72K/W *2 - 15°C/W - 3K/W = -12.56K/W

4x LT3083 -> RTH_Kühlkörper = RTH_G * 4 - RTH_LT3083 - RTH_TO220 = 
2.72K/W *4 - 15°C/W - 3K/W = -7.12K/W

Meine Einschätzung, das sich auf Grund der Messungen von 0.5A = 
vorhandenen KK = Ausreichend mit Passivkühlung etwa 6x LT3083 
benötige...
6x LT3083 -> RTH_Kühlkörper = RTH_G * 6 - RTH_LT3083 - RTH_TO220 = 
2.72K/W *6 - 15°C/W - 3K/W = -1.68K/W

Je mehr sich die Last auf die verschiedenen Regler verteilt, je besser.

Wollte zu Beginn nur 4 Regler parallel schalten nicht 6, gemäss Rechnung 
benötigt es ja jetzt eher 8 Stück. Gemäss meiner Messung würden 6 
reichen.


Frage zur Verteilung der Ströme, wie Wahrscheinlich ist eine 
Gleichmässige Aufteilung der Ströme durch die Regler mal ohne I-Limit 
Begrenzung pro LT8083 Regler (z.B. mit dem LT3081). -> Die 
Parallelschaltung würde mit diesen Ausgleichswiderständen von 10mOhm 
aufgebaut werden wie in den Applications aufgeführt.

Fragen über Fragen



Gruss Xilinx

Hallo Michael

Michael B. schrieb:
> Xilinx schrieb:
>> Also besser einen "alten" LM317, LM350 oder LM338 nehmen anstelle der
>> modernen LDO's?
>
> Ja. Du hast 3V Spannungsdifferenz, also geht das. Warum dir die bisher
> kaputt gegengen sind ? Keine Ahnung, gegen Überhitzung und Überstrom
> schützen sie sich, aber sie können bei schlechtem Aufbau schwingen, und
> Motoren als Last können Hochfrequenz injizieren.
Vermutlich Chinaware
>
> Xilinx schrieb:
>> -16.87 °C/W
>
> Tja, negativer Widerstand, d.h. du brauchst für den LT3083 einen
> Kühlschrank/Klimaanlage/Verdampfer zwischen Regler und Kühlkörper.
Aber stimmt generell diese KK Berechnung oder ist da doch was zu 
optimieren?
>
> Xilinx schrieb:
>> Mit einem Leistungstransistor "auf zu
>> munitionieren" wird hier im Thread ja abgeraten.
>
> Ja, zumindest an einem LM317/338 als "Verstärkung". Man verliert auch
> den Überhitzungs und SOA Schutz.
OK, werde nun 4 "Einheiten" auf eine Platine designen welche dann 
zusammen geschalten werden können für höhere Ströme. (ev. mache ich die 
Platine universell, so dass je 2 Regler unterteilt werden können für die 
6 Stück die es für 3A benötigt). Bin bereits am Zeichnen.
>
> Man würde wohl PWM vorschlagen, und wenn die Motoren glatte Spannung
> brauchen(Modelleisenbahn mit langen Schienen als Sendeantenne) dann mit
> Drosselspule gefiltert.
Ja das haben wir, 2x 1.5 qmm Litze bis zu 50 Meter länge zu den Geleisen 
und alle 3 Meter eine Einspeisung um den Spannungsabfall der Schienen zu 
kompensieren.
Diese Drossel und Filtergeschichte ist für mich noch neu. Bei 
Netzteilschematas und anderen Schematas habe ich schon solche Spulen 
gesehen aber welche da für was gut ist. Gibt's da ein spezielles 
Kompendium wo ich mich einlesen kann?

-> 2 Stepdown Regler und 4 PWM Regler habe ich bereits gebaut und sie 
funktionieren. Mit diesem Ansatz will ich einen robusteren und analogen 
Fahrregler bauen welcher keinen uC beinhaltet. Dies ist auch für meine 
Lernzwecke gedacht.

Gruss Xilinx

PS: In der Anlage das Testboard welche ich im Frühling für die Messung 
erstellt habe.

Hallo Zusammen oder wer diesen Thread noch liest.
Musste mich nun entscheiden zwischen den LM3?8, LT108? und den neuen LDO 
LT3083 / LT3081 obwohl da dieser K/W Wert doppelt so schlecht ist: 40 
K/W anstelle 15 K/W für das TO220-7 Gehäuse. Meine Wahl fiel auf dieses 
Bauteil, weil ich den Stromfluss limitieren kann. Anbei die Schaltung, 
hoffe Ihr findet alle Fehler...

Kurze Beschreibung: Eingangsseitig besteht die Möglichkeit diese 
vorgeschlagene RS Widerstände einzusetzen. Für nur übrigbleibenden 1.5V 
weg zu "wärmen" bringt es wohl wenig, aber immerhin. Benötige ja die 
0-9V, 1.5V benötigt der LDO Regler, dann wären eben noch die 1.5V. Diese 
RS Widerstände kann man auch mit Drahtbrücken überbrücken falls....
Sollte mal ein erster Entwurf geben wo ich messen und testen kann, daher 
auch diese Pfostenleiste einzeln betr. Strom und Themparaturmessung. 
Werde mir mal das PCB Board herstellen lassen da dieser Aufbau mit KK 
und TO220 Gehäuse nicht geeignet ist für das Steckbrett. Bestelle mal 4 
Stück von den LT3081.
Die Schaltung ist ausgelegt für einen modularen Betrieb immer um 2 
Reglelmodule erweitert.... Siehe oben.

Nun die obligate Frage bevor ich Layoute, was kann man da besser machen? 
Irgendwie hat ja alles sein Vor- und Nachteile...

Grüsse Xilinx

Dietrich L. schrieb:
> Was ist RTH_LT3083?

Diese Werte habe ich vom Datenblatt genommen, siehe Anlagen.

Beim LM338T sehen die RTH Werte eher schlechter aus: RTH_KK = RTH_Gesamt 
- RTH_LM338T - RTH_JC_TO220_LM338T = 2.72K/W - 22.9°C/W - 15.7C/W = - 
35.88 K/W

Ev. habe ich die falschen Werte genommen oder diese °C/W mit K/W 
Umrechnung verbockt?

Ich habe mich für die LT308x Serie entschieden wegen der Regelung auf 0 
ohne zus. negative Hilfsspannung, aber wenn ich pro Regler mehr Leistung 
"durchbringe" lohnt sich vielleicht diese negative 3.3V Hilfsspannung.

Ich rechne nun mal diese Formeln mit 0.5A durch für z.B. den LT3083 
Chip:

dT = Tj - Ta = 125°C - 40°C im Gehäuse = 85°C Differenz -> 85K

RTH_Gesamt= dT/P_LT3083 = 85K / (10.4 * 0.5A) = 16.34K/W

RTH_Kühlkörper = RTH_Gesamt - RTH_LT3083 - RTH_TO220 = 16.34K/W - 15°C/W 
-
3K/W = -1.65 K/W
Mit einem Ventilator sollte das hinkommen.

Was ich nicht verstehe ist, jemand schrieb die Uralt LM338 geben die 
Wärme besser ab als die neueren LDO LT108x resp. LT3083

Welchen Regler Type ist hier besser geeignet?

Gruss Xilinx

PS: Suche nochmals für grössere Kühlkörper für TO220 Gehäuse

Michael B. schrieb:
> Xilinx schrieb:
>> Beim LM338T sehen die RTH Werte eher schlechter aus
>
> Du sollst DA gucken:

Ok das würde dann für den LM338T so aussehen:

Beim LM338T sehen die RTH Werte eher schlechter aus: RTH_KK = RTH_Gesamt
- RTH_LM338T - RTH_JC_TO220_LM338T = 2.72K/W - 22.9°C/W - 0.7C/W = -
20.88 K/W

Sieht nun ein wenig besser aus für 3A bei 10.4V ;-(

Für 0.5A bei 10.4V dann: RTH_KK_LM338T = 16.34K/W - 22.9°C/W - 0.7C/W = 
-7.26 K/W -> Immer noch im Minus

Hoffe nur die 22.9°C/W beim LM338T resp. 15°C beim LT3083 falsch sind 
als RTH_TA ....

Bei www.fischerelektronik.de habe ich mit Printmontage auch keinen KK 
gefunden, der unter 3 ist,
-> 
http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/K%C3%BChlk%C3%B6rper/A04/Strangk%C3%BChlk%C3%B6rper%20f%C3%BCr%20Leiterplattenmontage/PR/SK518_84_GS_/$productCard/parameters/index.xhtml

...mein ausgewählter KK hat ja 2.6°C/W
-> 
https://www.digikey.at/product-detail/de/aavid-thermalloy/530002B02500G/HS380-ND/1216384

Bringe nicht alle Funktionen und Bauteile auf die 100mm x 100mm 
Printplatte, muss abspecken

Guten Morgen Allerseits

Vielen Dank für eure Hartnäckigkeit... nun sehen die Werte wirklich 
besser aus. Am Beispiel des LM338T im TO220 Gehäuse, anbei die 
korrigierte Rechnung:

ΔT = Tj - Ta = 125°C - 40°C im Gehäuse = 85°C

RTH_Gesamt = ΔT / P_LM338T = 85°C / (10.4V * 0.5A) = 16.34K/W

RTH_Kühlkörper = RTH_Gesamt - RTH_LM388_Jc - RTH_TO220 = 16.34K/W - 0.7 
K/W - 3K/W = 12.64 K/W


Wenn diese Berechnung nun stimmt werde ich die Formel nach P resp. I 
umstellen um zu sehen, wie viele Regler IC ich parallel schalten muss. 
Mal die 2.6K/W von meinem bestehenden KK eingesetzt...



Frage zur Montage mehreren parallel geschalteten Reglern auf einen sehr 
grossen Kühlkörper am Gehäuse des Fahrreglers. Wird ja empfohlen für 
einen thermischen Ausgleich.
-> Der Vout ist jedoch am Gehäuse dieser TO220 Bausteine verbunden. Vom 
Vout jedes Reglers sollte jedoch je ein Ausgleichswiderstand von z.B. 
10mOhm zum gemeinsamen Vout angeschlossen werden.
-> Nun ist die Frage wie hoch ist dieser Übergangswiderstand vom Vout 
vom TO220 zum Kühlkörper? 10mOhm ist ja auch ein kleiner Wert ... -> 
Oder muss ich pro Reglerbaustein einen seperaten KK planen?

Gruss und vielen Dank mal fürs Unterstützen und Augen öffnen.
Xilinx

Dietrich L. schrieb:
> Richtigerweise gehört hier der Wärmewiderstand des Übergangs
> Case->Kühlkörper (RTH_CS) hin, und der hängt von der Montageart ab. 3K/W
> scheint mir aber etwas viel zu sein - oder welche "lockere" Montage hast
> Du vorgesehen? Allerdings bist Du damit auf der sicheren Seite und hast
> noch Reserven.

Ja genau, das ist der Übergangswärmewiderstand vom Bauteil zum 
Kühlkörper mit Schrauben und Wärmeleitpaste inkl. einer kl. Reserve. 1A 
sollte ich mit passiver Kühlung nun erreichen, habe noch einen 
Ventilator vorgesehen, der die Abwärme "wegbringt".

Icke ®. schrieb:
> Vergiß nicht, dem Ausgang des Spannngsreglers (natürlich VOR dem
> Polwendeschalter), eine Schottkydiode in Sperrichtung parallel zu
> schalten. Die Induktionsspitzen der Motoren killen dir sonst ratzfatz
> den Regler.

Vielen Dank für die Anmerkung ;-) Habe ich bei meinen LM338T Schematas 
berücksichtigt(grüner Print), beim LT3081 und LT3083 Schemata ist das 
nun untergegangen ;-(

Hallo Zusammen

Über die Thermik bin ich nun einigermassen hinweg.

Habe mal mit dem LTSpace simuliert und festgestellt dass diese LM3xy von 
0 bis ca. 0.8A am Spannungsstabilsten bleiben. Habe deswegen mal ein 
Modul à 4 Stück LM317(Für LTSpace habe ich auf die Schnelle nur diesen 
gefunden, der reicht ja auch bei 0.8A) designt und es simuliert.

1) Sind diese R8 bis R11 gefährlich wegen dem Schwingen? -> Dient als 
Wärmeabfuhr. Wollte damit auch den Strom pro Regler begrenzen, dafür ist 
der R aber zu klein. Ist das hier Sinnvoll?

2) Was ist wenn die Ströme zu ungleich verteilt werden? (Richten es die 
R8 - R11?)

Anbei mal ein 4er Modul im Anhang.

Gruss und noch einen schönen Abend.

Xilinx

Anmerkung:
- Die 0.56 Ohm für 64 Motoren erreicht man nur mit einer 
Parallelschaltung mit 16x LM317
- mit dem Kurzschlussstrom von R3 = 0.0001 schalten die Regler die 
Spannung auf 300uV, der Strom fliesst trotzdem noch mit 13,7A durch R3 = 
Motoren = Verbraucher. Das ist eine Begrenzung, weil wenn R3 = 0.56 Ohm 
gewählt wird auch 13.7A fliessen. Befinde mich ja unter dem SOA 
Kurzschlusswert der LM317 Regler (16 Stück mal 1.5A max. = 24A) wenn die 
Verteilung ausgeglichen ist....
- Wo ist da mein Überlegungsfehler?

Und hier mit dem LT3081 Chip welcher eine Strombegrenzung pro Regler 
Chip enthält: Der Aufbau ist ähnlich wie beim LM317 / LM338. Die Themen 
sind wohl die gleichen. (Die Fehler wohl auch) Falls jemand welche 
findet, bitte um Mitteilung.

Mit 3 Modulen à 4 LT3081 Regler können 32 Motoren noch mit mit 8V 
betrieben werden(anstelle 9V) Die Stromregelung hat bei diesem Wert 
bereits eingesetzt und runter geregelt.

Anbei das Schemata und das *_12.asc von LTSpace

Ja nach Kommentaren, werde ich dann entscheiden, ob LM318/LM338 oder 
LT3081. Werde die Steuerung Modular bauen so kann je nach Leistungsstufe 
ein 4er Modul dazu oder weg geschalten werden.

Gruss Xilinx

Hallo Zusammen

Hier non noch der dritte Versuch des Fahrregglers 0-9V mit einem LM317 
und mehreren Leistungstransistoren PNP.

Diese Schaltung ist am Spannungsstabilsten und benötigt nicht 16 Stück 
der Regler sondern "nur" 12 Stück. Der Regler bedient sogar um die 48 
Motoren bevor die Spannnung dann unter  7.75V fällt. Dies alles im 
LTSpace simuliert. In der Praxis wird es dann vermutlich noch ein wenig 
nachjustiert werden müssen.

Ich muss mich nun für eine der 3 Schaltungen entscheiden.... das Rennen 
machen eher die 16x LM338T oder der 1x LM317 mit den 12x PNP 
Powertransistoren TIP2955 wegen dem Gehäuse TO-247. Die 12x LT3081 sind 
am "Spannungsunstabilsten" obwohl der Baustein alles "Onboard" hätte was 
man(n) braucht und auch kompakt ist.

Bei den Schaltungen mit dem LM338T und dem LT3081 müssten einzelne 
Kühlkörper verwendet werden, da sich im Emitter diese 
Ausgleichswiderstände befindet. (Platzbedarf). Bei der Schaltung mit dem 
LM317T und den Powertransistoren, ist der Kollektor ans Gehäuse geführt 
welcher auf dem gleichen Potential liegt. Somit könnte auch so ein 
Kühlkörper oder auch 2 mit Lüfter montiert werden. 
http://www.ohmite.com/assets/docs/sink_c40.pdf?r=false

Mein Favorit ist diese Schaltung, obwohl ich das SOA nur für den LM 
Regler habe und nicht für die Leistungstransistoren habe, die 
Powertransistoren sind jedoch Strombegrenzt auf ca. 0.8A

Irgendwelche Einwände?

Gruss Xilinx

Dietrich L. schrieb:
> Das ist nicht unbedingt nötig, denn zum Isolieren gibt es
> wärmeleitfähige Isolierscheiben aus Glimmer, Silikon, Kapton ...
> Diese Montage ist eine übliche Methode, einziger Nachteil: der
> Wärmewiderstand RTH_CS wird etwas größer.
> Dann gibt es dazu auch Isolierbuchsen, damit die Schrauben zur
> Befestigung am Kühlkörper keinen Kurzschluss machen.
>
> Siehe auch:
> 
http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/Kühlkörper/E01/Wärmeleitmaterial/index.xhtml

OK, vielen Dank.

Die Kühlkörper benötigen auch viel Platz, da ich den Strom pro 
Powertranistor/ Spannungregler, je nach Variante, auf ca. 0.8A begrenze, 
könnte ich die Begrenzung auf 0.2A runter setzen. Benötige dafür kein 
KK, jedoch dafür je 3x2 zus. Transitoren / je 3 zus. Regler. Können dann 
auch günstigere Bauteile sein, da kleiner Stromfluss.

Wie z.B. da: http://www.rcpanzer.de/apboard/thread.php?id=19589

Es ist dann auch einfacher ein defektes Bauteil, welches es nicht geben 
sollte aus zu wechseln als mit KK.

Ob das Murks ist oder unter "geht auch" klassifiziert eingeordnet ist 
kann ich nicht beurteilen.

Entschieden habe ich mich noch nicht, überlege mir noch den Service, wie 
ich einen defekten Transistor detektiere (Messzunge, Jumper oder eine 
rote Led pro Transistor plane)

Guten Morgen
Nachdem die Nächte länger wurden habe ich Zeit gefunden an dem 
Projektchen weiter zu arbeiten. Ersatz eines LM317 mit 4x LM1084T.
(https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm1084.pdf)

1) Müssen die Balancewiderstände R11-R14 0.1 Ohm /5W anders 
dimensioniert werden so das sich die Schwingungen ausgleichen können? 
Zusammengerechnet ergibt sich einen Gesamtparallelwiderstand von 0.025 
Ohm

2) Zum Schwingungsausgleich noch ein C von 10nF parallel zu den 
Balancewiderständen schalten?

3) Die Last besteht aus Gartenbahn Motoren 9V

4) Nach dem LM334 möchte ich noch eine Led betreiben, die leuchtet 
jedoch erst wenn hinter dem Regler mindestens 1.2V anliegen.
(https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm334.pdf)

5) Wäre froh um Feedback der Schaltung bevor ich ein Layout erstelle und 
die Teile bestelle. Die LM sind irre teuer ;-(

Versuche nun die Schaltung im nächsten Beitrag hoch zu laden, es hat mir 
nun schon 2x den beitragt gelöscht.

Wünsche eine schöne Adventszeit
Xilinx

Schemata

Nachtrag: Balancewiderstand Vorschlag:

https://www.digikey.ch/product-detail/de/te-connectivity-passive-product/SQPW5R10J/A131265-ND/2365758

Es sollte ja ein Widerstand sein welcher bei steigender Temperatur den 
Widerstandwert vergrössert, da ja der LM1084 bei höherer Temperatur eher 
niederohmiger wird.

Statt dem LM nimm nen FET, sowas wie J300, BF256 fuer die LED.
Die C's wirst Du brauchen. Zum Nachbessern ruhig ein paar Pads vorsehen.

Dieter schrieb:
> Statt dem LM nimm nen FET, sowas wie J300, BF256 fuer die LED.

Den LM334 garantiert den minimal Strom welcher der Regler benötigt, 
unabhängig der Ausgabespannung 0-9V

OK zus. Pads sind nie verkehrt, auch für Messpunkte.

Gruss

Xilinx schrieb:
> Den LM334 garantiert den minimal Strom welcher der Regler benötigt,
> unabhängig der Ausgabespannung 0-9V

Kaum, der wird unter 3V (LED Spannung plus seine Mindestspannung) 
einfach aus sein.
Widerstand (ohne LED) wäre besser.

Hi,
MaWin schrieb:
> Kaum, der wird unter 3V (LED Spannung plus seine Mindestspannung)
> einfach aus sein.
> Widerstand (ohne LED) wäre besser.

Widerstand geht auch nicht, da durch keinen Widerstand bei 0 Volt ein 
Strom fließt. Der Fußpunkt der Mindestlast gehört an die negative 
Spannung.

Was soll die LED überhaupt anzeigen?

Grüße

Überzeugt

MaWin schrieb:
> Kaum, der wird unter 3V (LED Spannung plus seine Mindestspannung)
> einfach aus sein.
> Widerstand (ohne LED) wäre besser.

Ok, überzeugt, die LED fällt weg

Route_66 H. schrieb:
> Welcher kluge Indianer reitet ein totes Pferd?

Weiss nicht genau was Du meinst, schlussentlich muss die Schaltung tun 
was man(n) wünscht. Natürlich gibt es verschiedene, elegantere und wohl 
auch bessere Wege. Es interessiert mich hier konkret eine Schaltung mit 
Spannungsreglern zu bauen(wie früher). Einen Stepdown und einen PWM 
Regler haben wir gebaut und im Betrieb daher.....

Nun noch zu meiner Frage betreffend der Dimmensionierung der 
Ausgleichswiderstände. Die Schaltung sollte für ca. 10A ausgelegt 
werden, die Sicherung wird auf 8A träge geplant.

Reicht der Ausgleichswiderstand Rp mit 0.1 Ohm? Bei 10A gibts es 1V -> 
10W Verlust, auf 4 Widerstände aufgeteilt gibt 2.5W. = den 0.1 Ohm R 
verkleinern oder doppelt auslegen mit 2x 0.2Ohm Wiederstand. -> Nimmt 
aber auch dem LM1084 1V resp. 10W Verlustleistung weg.

Kommt das Hin mit dem LM1084T und 1% Toleranz? Eingespeist werden sie 
mit 12V DC, die Lokomotiven werden zwischen zwischen 0V und 12V 
gesteuert. Normalerweise fahren wir mit 6V. Worstcase bei 10A (Nur 
Kurzschlussfall) Die Pv (LM1084) bei 6V = 6V * 10A = 60W -> geteiltes 
Leid /4 => 15W (Immer noch viel, da aber nach kurzer Zeit die 8A 
Sicherung auslöst..... sollte es gehen) Die meisten Züge benötigen 
zwischen 3-6A, die Betrachtung der Grenzen ist sicher nicht schlecht. P 
(und Pv) = U x I => 6V x 6A = 36W geteilt / 4 = 9W -> Aktive Kühlung 
notwendig.

Berechnung Pv (LM1084) inkl. Rp  bei 0.001V => Uo x 10A = 
(12V-0.001V-1V) x 10A = 110W geteilt durch 4 gibt immer noch 27.5W was 
nur mit aktiver Kühlung bewerkstelligt werden kann oder weitere 
Parallelisierung.

Technische Einwände / Vorschläge zu dieser Lösung?

Gruss X.

Hi,
Xilinx schrieb:
> Worstcase bei 10A (Nur
> Kurzschlussfall) Die Pv (LM1084) bei 6V = 6V * 10A = 60W -> geteiltes
> Leid /4 => 15W
 wo begrenzt du den Strom auf 10A? Die Strombegrenzung des LM1084 greift 
bei 8A, macht also 32A. In den Datenblättern der Dreibeinregler sind 
Beispiele für Strombegrenzungen.

Grüße

Hi schrieb:
> wo begrenzt du den Strom auf 10A? Die Strombegrenzung des LM1084 greift
> bei 8A, macht also 32A. In den Datenblättern der Dreibeinregler sind
> Beispiele für Strombegrenzungen.

10A Begrenzug = Kurzschlussschutz des Netzteils.
Besser natürlich die Begrenzung des Stromes auf 2A pro LM1084 -> 
https://www.mikrocontroller.net/part/LM1084 via z.B. die Schaltung in 
Figure 27 Seite 19.

Ich baue diese Erweiterung mal im LTSpice nach. Erfahrungsgemäss wird es 
nicht funktionieren. Am liebsten würd eich dier Schaltung auf dem 
Steckbrett aufbauen.
Ob da dieser OPAMP: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm101a-n.pdf das 
richtige ist oder man da gleich ein R2R nehmen sollte z.B. mcp602 
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/MCP602
Ev. hat da jemand noch einen Tip. Es gibt ja noch die LM324, LM741, 
LM358, etc.

X.