mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie lange hält ein LM1117-5.0 ?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
Autor: Olli Z. (z80freak)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie berechne ich für den LM1117 mit fester Ausgangsspannung von 5 Volt 
wieviel Eingangspannung dieser verträgt bis es ihm zu heiß wird?
Im Datenblatt steht das er eine thermalabschaltung hat, aber wann 
schlägt die zu?

Als Beispiel nehme ich einen Strombedarf von 100 mA. Der Regler selbst 
braucht 1,2 V über Eingangsspannung und ca. 10 mA für den Eigenbedarf. 
Nun lege ich am Eingang 9V an und fahre diese in 1V Stufen hoch bis auf 
die maximal möglichen 20V laut Datenblatt. Der LM ist als SOT SMD 
ausgelegt und auf einer Platine aufgelötet, welche eine kleine 
Massefläche bietet (ca. doppelte Fläche vom LDO selbst).

Ich könnte das nun einfach experimentell ermitteln, aber sicher lässt 
sich das auch irgendwie, zumindest grob, rechnerisch ermitteln oder?

Autor: Harald W. (wilhelms)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:

> Wie berechne ich für den LM1117 mit fester Ausgangsspannung von 5 Volt
> wieviel Eingangspannung dieser verträgt bis es ihm zu heiß wird?

Man macht eine Leistungsrechnung (UxI) und berechnet dann mit dem
im Datenblatt angegebenen Wärmewiderstand den passenden Kühlkörper.

Autor: Patrick C. (pcrom)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kurze berechnung von benutztes power bei zB 20V in und 100mA out :

Ausgangspower = 5V * 100mA = 0.5W
Power benutzt durch LM = (20V - 5V) *(100mA + 10mA) = 15*110= 1,65W

Also LM benutzt mehr als 3x wie die Last

Deswegen soll man die eingangsspannung so niedrig wie moeglich halten !

: Bearbeitet durch User
Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:
> Im Datenblatt steht das er eine thermalabschaltung hat, aber wann
> schlägt die zu?
Hier schreibt ein TI Spezi was dazu:
https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/340222?LM1117-Thermal-shutdown-temperature-TSD

Der Tenor lautet: sorg durch geeignete Kühlung dafür, dass die 
Chiptemperatur nicht über 125°C steigt, denn sonst werden die Werte aus 
dem Datenblatt nicht merh eingehalten.

Autor: Helmut S. (helmuts)
Datum:

Bewertung
3 lesenswert
nicht lesenswert
Seite 19
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm1117.pdf

Ich nehme mal SOT-223 an.
Bei deiner kleinen Kühlfläche und 25°C ist bei 0,8W Schluss. Wenn wir 
bis 50°C Umgebungstemperatur im Gehäuse annehmen. dann sind da gerade 
noch 0,6W möglich. Wenn du dann noch etwas Reserve haben willst, dann 
sind wir bei 0,5W.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:
> Wie berechne ich für den LM1117 mit fester Ausgangsspannung von 5 Volt
> wieviel Eingangspannung dieser verträgt bis es ihm zu heiß wird?

Aus Verlustleistung, Umgebungstemperatur und einer Abschätzung (weil: 
genau wirst du es nicht wissen) des effektiven thermischen Widerstands 
zwischen Chip und Umgebung.

> Im Datenblatt steht das er eine thermalabschaltung hat, aber wann
> schlägt die zu?

Irgendwo zwischen 125°C (dem erlaubten Maximum) und ~175°C (der üblichen 
Maximaltemperatur von Epoxy-verkapselten Si-Bauteilen). Die Streuung 
dürfte erheblich sein.

> Als Beispiel nehme ich einen Strombedarf von 100 mA. Der Regler selbst
> braucht 1,2 V über Eingangsspannung und ca. 10 mA für den Eigenbedarf.

Der LM1117 braucht keinen extra Strom für den Eigenbedarf. Bzw. fließt 
dieser Strom direkt in die Last.

> Der LM ist als SOT SMD

Welches der SOT Gehäuse? Es gibt mehrere.

> ausgelegt und auf einer Platine aufgelötet, welche eine kleine
> Massefläche bietet (ca. doppelte Fläche vom LDO selbst).

Das ist klein. LT hat für den LT1117 eine Tabelle im Datenblatt für 
verschieden große Kupferflächen. Für 100mm² Kupferfläche unter dem 1117 
und 2500mm² Kupfer auf der anderen Seite (ohne Vias dazwischen) nennen 
sie 59K/W. Bei angenommen 65°C Umgebungstemperatur schafft ein derart 
"gekühlter" 1117 also 1W. Bei 100mA also 10V Spannungsdifferenz = 15V am 
Eingang. Vermutlich hast du sogar noch schlechtere Kühlung.

Die Effektivität der Kühlung durch die Platine hängt aber von jeder 
Menge Randbedingungen ab. Schon vertikale vs. horizontale Position der 
Platine macht einen großen Unterschied. Usw. usf.

Autor: Olli Z. (z80freak)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wow, ausschließlich wertvolle Hinweise, Danke!
Ja, ich meine den Chip im SOT-223 Gehäuse. Das mit den max. 125 Grad 
habe ich gelesen, aber das ist doch eher ein Maximalwert und nicht 
wirklich gesund für einen Dauerbetrieb?! ;-)
Klar, Umgebungstemperatur habe ich vergessen anzugeben. Das wären 0 bis 
max. 60 Grad. Wenn der Chip in einem kleinen gehäuse steckt heizt der 
sich natürlich selbst auf...
Im Datenblatt ist ein "Eigenbedarf" von typisch 10 mA angegeben, oder 
habe ich das falsch interpretiert?

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Axel S. schrieb:
> Der LM1117 braucht keinen extra Strom für den Eigenbedarf. Bzw. fließt
> dieser Strom direkt in die Last.
Das ist falsch. Schau dir auf der ersten Seite des hier automatisch 
verlinkten Datenblatts die Schaltung an. R1 hat 121Ω, das sind dann 
10mA, die  an der Last vorbei fließen.

Olli Z. schrieb:
> Im Datenblatt ist ein "Eigenbedarf" von typisch 10 mA angegeben, oder
> habe ich das falsch interpretiert?
Nein, schon weitgehend richtig. An anderer Stelle sind für R1 240Ω 
gezeichnet, das wären dann nur 5mA.
Man kann mit dem vermutlich noch etwas rauf gehen, wenn die Last nicht 
unter diese 5mA fällt. Allerdings sollte man den Querstrom trotzdem 
wenigstens 10 mal größer als den Strom aus dem Adj-Pin dimensionieren.

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
HildeK schrieb:
> Allerdings sollte man den Querstrom trotzdem
> wenigstens 10 mal größer als den Strom aus dem Adj-Pin dimensionieren.

der mit typisch 60µ nicht wirklich groß ist. Wenn deine Last immer 
mindestens 5mA zieht (die Power-LED) hast du fast freie Wahl beim 
Spannungsteiler.

MfG Klaus

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
HildeK schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Der LM1117 braucht keinen extra Strom für den Eigenbedarf. Bzw. fließt
>> dieser Strom direkt in die Last.
> Das ist falsch. Schau dir auf der ersten Seite des hier automatisch
> verlinkten Datenblatts die Schaltung an. R1 hat 121Ω, das sind dann
> 10mA, die  an der Last vorbei fließen.

Das ist dann aber kein Eigenbedarf des 1117. Und genau darum ging es 
(weil dieser Strom ebenfalls zu Verlustleistung im IC führen würde). Die 
relativ niederohmige Dimensionierung des Spannungsteilers hat zwei 
Gründe:

1. soll sie sicherstellen, daß der Mindest-Ausgangsstrom des 1117 fließt 
(der ja gleichzeitig der Versorgung des 1117 dient)

2. soll der Strom, der aus dem ADJ Pin des 1117 fließt, nur einen 
kleinen Fehler verursachen (Prinzip belasteter Spannungsteiler)

Wenn man den Mindeststrom anderweitig garantieren kann und wenn man mit 
dem Fehler durch den (leicht schwankenden, also nicht 100% 
kompensierbaren) ADJ-Strom leben kann, dann kann man diesen 
Spannungsteiler auch viel hochohmiger auslegen.

Und wie gesagt: zur Verlustleistung des 1117 trägt dieser Strom nicht 
bei. Zumindest nicht bei der Variante mit externem Spannungsteiler.

Autor: Manfred (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lothar M. schrieb:
> Der Tenor lautet: sorg durch geeignete Kühlung dafür, dass die
> Chiptemperatur nicht über 125°C steigt, denn sonst werden die Werte aus
> dem Datenblatt nicht merh eingehalten.

Möchtest Du Dich auch zur Lebenserwartung der Schaltung äußern? 125°C 
legt kein gesunder Mensch aus!

Axel S. schrieb:
> Das ist dann aber kein Eigenbedarf des 1117. Und genau darum ging es
> (weil dieser Strom ebenfalls zu Verlustleistung im IC führen würde). Die
> relativ niederohmige Dimensionierung des Spannungsteilers hat zwei
> Gründe:

Wer lesen kann ...

Im Fragetext steht LM1117- *5.0* , der hat keinen externen 
Spannungsteiler, das ist ein Festspannungsregler.

Im Datenblatt June 2004 von NS lese ich "Quiescent Current typ 5 mA / 
max 10 mA", der geht ziemlich sicher nicht in die Last.

Olli Z. geht das korrekt an, diesen in die Berechnung der 
Verlustleistung mit einzubeziehen. Relativ zur Last kann man den 
Querstrom meist vernachlässigen, aber bei nur 100mA-Last auf Kante 
genäht schon nicht mehr.

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Axel S. schrieb:
> Das ist dann aber kein Eigenbedarf des 1117. Und genau darum ging es
> (weil dieser Strom ebenfalls zu Verlustleistung im IC führen würde).

Du sagtest, der gesamte Strom fließe durch die Last, deshalb sei es kein 
Eigenbedarf. Der Strom durch diese Widerstände fließt aber nicht durch 
die Last. Der ist notwendig für die Grundfunktion des Reglers, daher 
zählt er zum Eigenbedarf.
Und dieser Strom fliest selbstverständlich auch durch den Regler und 
trägt damit zu seiner Verlustleistung bei. (Vin-Vout)*Iq.
Beim Festspannungsregler fällt nur die Verlustleistung dieser 
Widerstände zusätzlich innerhalb des Gehäuses an.
Klar, beide Leistungen sind vernachlässigbar bei den hier diskutierten 
Strömen.

Autor: Olli Z. (z80freak)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jo, da sind dann läppische 10mA gerade schonmal 10% der Gesamtlast :-)
Aber so auf die Spitze treiben wollte ich es ja garnicht. Mir ging es 
darum herauszufinden wie ich das dimensionieren kann. Sprich bis zu 
welcher Kombination aus Vin und I kann ein 1117-5 Festspannungsregler 
ohne besondere Kühlfläche noch sinnvoll betrieben werden. Vin kann ich 
in bestimmten Grenzen durch vorschalten einer Z-Diode noch in den Griff 
bekommen, sagen wir mal 9-15V. I ist anfänglich maximal 50mA, kann aber 
je nach Betriebsbedingung (LEDs, etc.) schon auf 100 oder 200mA steigen. 
Wie lange, kann man schlecht vorhersagen, also muss ich wohl weniger vom 
Durchschnitt, als vom maximum ausgehen und das dauerhaft, also 24x7 
Betrieb. Dabei kann die Außentemperatur systembedingt auf bis zu 60°C 
ansteigen. Eine aktive Kühlung ist nicht vorgesehen, auch gibt es im 
Gehäuse keine Luftzirkulation.
Das sind die recht rauhen Rahmenbedingungen des Reglers. Vermutlich ist 
der 1117 hierfür komplett ungeeignet, aber das würde ich gern 
rechnerisch "beweisen" können :-)

Autor: nachtmix (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:
> Das mit den max. 125 Grad
> habe ich gelesen, aber das ist doch eher ein Maximalwert und nicht
> wirklich gesund für einen Dauerbetrieb?

Doch, dem Silizium machen die 125°C wenig aus. Der Wert ist zum großen 
Teil durch die Gehäuse bedingt, denn dann hat man einigen 
Sicherheitsabstand zur Glastemperatur des Kunststoffs, die bei etwa 
140°C liegt.
Oberhalb dieser Temperatur verdoppelt sich der Ausdehnungskoeffizient 
und das kann dazu führen, dass die Bonddrähte vom Chip abgeschert 
werden.

Bei Transistoren in Metallgehäusen waren regelmäßig Chiptemperaturen von 
175°C zulässig,. Manchmal und bei Gleichrichtern auch bis zu 225°C.
Ihre Kunststoff gekapselten Pendants durfen dann nur noch 125°C heiß 
werden.
Vergleiche z.B. den alten BC107 im Metallgehäuse mit den elektrisch 
gleichen Nachfolgern BC237, BC547 im Kunststoffgehäuse

Autor: nachtmix (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Achso ja. Da war noch was:


Olli Z. schrieb:
> Im Datenblatt steht das er eine thermalabschaltung hat, aber wann
> schlägt die zu?

Zwischen den im Datenblatt erwähnten 125°C und den erwähnten etwa 140°C.

Autor: Manfred (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:
> Vermutlich ist der 1117 hierfür komplett ungeeignet,
> aber das würde ich gern rechnerisch "beweisen" können :-)

Der Typ des Reglers ist vollkommen egal. Aus der Differenz Eingang zu 
Ausgang mal Strom ergibts sich die Verlustleistung von dem Käfer, die in 
Wärme umgesetzt wird.

Wie gut die Wärme abgeführt wird, hängt von den Eigenschaften des 
Gehäuses und davon ab, wie dieses montiert werden kann. Für die 
SMD-Gehäuschen gibt es in den Datenblättern oder Applikationsberichten 
Hinweise zum Aufbau der Leiterplatte, das ist für mich nicht begreibar 
bzw. als Bastler nicht umsetzbar.

Auf Seite 10 geht das los, Seite 11 benennt Flächen auf der Leiterplatte 
- vielleicht ist hier jemand, der das in einfache Worte übersetzen kann?

> Vin kann ich in bestimmten Grenzen durch
> vorschalten einer Z-Diode noch in den Griff bekommen,

Wenn ich Bedenken habe, setze ich einen simplen Widerstand ein: Bei 
geringem Strom kann der Längsregler die Leistung tragen, bei hohem Strom 
nimmt der Vorwiderstand diese.

Dein Denkansatz ist doch eher theoretisch als an der Praxis orientiert, 
wieso kein geeignetes Netzteil wählen? Ich hatte eine Anwendung, wo der 
Eingang zwischen 19 und 11 Volt wackelt, da sitzt vor meinem Arduino ein 
China-Schaltreglerplatinchen für 50ct und versorgt dessen LM1117 mit 6,5 
Volt.

nachtmix schrieb:
> Doch, dem Silizium machen die 125°C wenig aus.

Wieviele Tage oder Schaltzyklen soll das Gerät dann leben? Du baust 
geplante Obsoleszenz.

Autor: Olli Z. (z80freak)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
nachtmix schrieb:
> Olli Z. schrieb:
>> Im Datenblatt steht das er eine thermalabschaltung hat, aber wann schlägt die 
zu?
> Zwischen den im Datenblatt erwähnten 125°C und den erwähnten etwa 140°C.

Klingt logisch :-) Warum steht das da nur nicht..? Wird vermutlich 
vorausgesetzt das man sich das so zusammenreimt.

Autor: Olli Z. (z80freak)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Manfred schrieb:
> Dein Denkansatz ist doch eher theoretisch als an der Praxis orientiert,

Danke Manfred für Deine Ausführungen. Ja, Du siehst das vollkommen 
richtig, daraus habe ich aber auch keinen Hehl gemacht :-) Mir war schon 
klar das der 1117 für einen solchen Einsatzzweck ungeeignet ist. Das war 
aber mehr so ein Bauchgefühl, aber ich wollte es eben genau wissen, bzw. 
dies auch mit Fakten belegen können.

Warum? Weil ich auch immer mal wieder die Diskussion habe mit Leuten die 
meinen "des basst scho!" und "lafft bei mia seit joan!". Da steht ich 
dann immer bisserl wia a Depp do :-)

> wieso kein geeignetes Netzteil wählen? Ich hatte eine Anwendung, wo der
> Eingang zwischen 19 und 11 Volt wackelt, da sitzt vor meinem Arduino ein
> China-Schaltreglerplatinchen für 50ct und versorgt dessen LM1117 mit 6,5 Volt.
Bei sowas übergehe ich den Regler einfach (nicht in Vin sondern direkt 
auf +5V des Arduino gehen) und nehme einen der 5V direkt ausgibt. Warum 
unnötig Strom vergeuden? :-)

> geplante Obsoleszenz
DAS überlassen wir lieber den Profis der Industrie! ;-)

Autor: Patrick C. (pcrom)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb :
> Bei sowas übergehe ich den Regler einfach (nicht in Vin sondern direkt
> auf +5V des Arduino gehen) und nehme einen der 5V direkt ausgibt. Warum
> unnötig Strom vergeuden? :-)

Weil ein dc/dc converter eine viel schmutserischen ausgangsspannung 
gibt. dcdc+ldo ist eine bessere configuration. Es gibt auch dc/dc 
converter mit ldo eingebaut.

Autor: Olli Z. (z80freak)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Patrick C. schrieb:
> Weil ein dc/dc converter eine viel schmutserischen ausgangsspannung
> gibt. dcdc+ldo ist eine bessere configuration. Es gibt auch dc/dc
> converter mit ldo eingebaut.

Hmm, welche denn z.B.?
Ok, also erstmal mit Step-Down die Drecksarbeit machen und auf 7V runter 
und dann mittels LDO auf saubere, stabile 5V.

Autor: hinz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:
> Klingt logisch :-) Warum steht das da nur nicht..? Wird vermutlich
> vorausgesetzt das man sich das so zusammenreimt.

Die Datenblätter werden nicht für Laien geschrieben.

Autor: Clemens L. (c_l)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:
> Patrick C. schrieb:
>> Es gibt auch dc/dc converter mit ldo eingebaut.
>
> Hmm, welche denn z.B.?

TPS54122, TPS65262, LM27761, LM27762
Die sind aber alle recht speziell, normalerweise nimmt man für den LDO 
einen Extra-Chip.

Autor: Udo K. (udok)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
23 Beiträge, weil der TO zu faul ist das Datenblatt zu lesen...

Autor: Patrick C. (pcrom)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:
> Patrick C. schrieb:
>> Weil ein dc/dc converter eine viel schmutserischen ausgangsspannung
>> gibt. dcdc+ldo ist eine bessere configuration. Es gibt auch dc/dc
>> converter mit ldo eingebaut.
>
> Hmm, welche denn z.B.?

Ok nicht als separates dc/dc converter chip aber als dc/dc converter 
module. zB die moduls von RECOM gibt es Regulated und Unregulated 
(www.recom-power.com)

Autor: Olli Z. (z80freak)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Udo K. schrieb:
> 23 Beiträge, weil der TO zu faul ist das Datenblatt zu lesen...

Und nach 22 sinnvollen, hilfreichen Beiträge der erste Vollpfosten der 
nix anderes zu bieten hat als einen selten dämlichen Spruch um seinem 
Intellekt die farbige Ausgestaltung seiner Gesinnung zu geben. Ich 
empfehle Dir dich abzumelden und irgendwas anderes zu machen, vielleicht 
mit Tieren. In einem Forum bist Du definitiv fehl am Platze.

Autor: Manfred (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:
> Mir war schon
> klar das der 1117 für einen solchen Einsatzzweck ungeeignet ist. Das war
> aber mehr so ein Bauchgefühl, aber ich wollte es eben genau wissen, bzw.
> dies auch mit Fakten belegen können.

Ich habe ja gehofft, dass jemand auf mein Datenblatt und die dort 
benannten thermischen Anforderungen an die Leiterplatte anspringt und 
versucht, diese zu erklären - leider nicht.

In der Realität ist auf dem Arduino ein 1117 drauf und den Aufbau der 
Leiterplatte kann ich nur grob schätzen.

> Warum? Weil ich auch immer mal wieder die Diskussion habe mit Leuten die
> meinen "des basst scho!" und "lafft bei mia seit joan!". Da steht ich
> dann immer bisserl wia a Depp do :-)

Mit "passt schon" oder "wird eng" kann man mitunter machen, wenn man 
Erfahrung hat. Es scheint etliche Bastler zu geben, die aus den 5V des 
Arduinos weitere Peripherie versorgen und sich dann beklagen, dass der 
China-Plunder-Regler ausfällt. Dass der kleine thermisch überfahren 
wird, wird mangels Grundlagenwissen nicht mal erahnt.

Mehr als 200mW Verlustleistung mute ich dem 1117 im Arduino-Nano nicht 
zu, kann es aber nicht vorrechnen.

>> wieso kein geeignetes Netzteil wählen? Ich hatte eine Anwendung, wo der
>> Eingang zwischen 19 und 11 Volt wackelt, da sitzt vor meinem Arduino ein
>> China-Schaltreglerplatinchen für 50ct und versorgt dessen LM1117 mit 6,5 Volt.
> Bei sowas übergehe ich den Regler einfach (nicht in Vin sondern direkt
> auf +5V des Arduino gehen) und nehme einen der 5V direkt ausgibt. Warum
> unnötig Strom vergeuden? :-)

Ich habe mehrere Anwendungen, wo ich den Arduino direkt mit 5V speise, 
wenn ich für andere Komponenten 5V und etwas mehr Strom brauche.

In dem erwähnten Aufbau *1) habe ich einen extrem weichen Kartentrafo 
und keine Leistungsreserve für einen richtigen 7805. Da kam der Chinese 
*2) passend, dem ich aber keine sauberen und stabilen 5 Volt zutraue, um 
noch einen ACS712 zu versorgen. Die 50..100mW am 1117 tun mir nicht weh, 
da an anderer Stelle gut 5 Watt Verluste anfallen - Betrachtung des 
Gesamtaufbaus.

Wie schon anderweitig kommentiert: Mäßige Qualität des Schaltwandlers 
mit dem Längsregler nachbügeln.

Wenn es sparsam werden muß, kommt ein ProMini zum Einsatz. Dem löte ich 
seinen Regler und die LED ab und versorge aus einem MCP1703, das geht 
bei meiner Akkuüberwachung weit unterhalb der Selbstentladung.

>> geplante Obsoleszenz
> DAS überlassen wir lieber den Profis der Industrie! ;-)

Thermisch bin ich sehr konservativ bis überängstlich unterwegs und 
strebe an, das Gehäuse bei 60 bis max. 70°C zu halten. Ich stelle keine 
Lebensdauerberechnungen an, will einfach, dass der Kram hält bis ich 
ablebe.

*1) Beitrag "Re: Leitungsschutzschalter kommt beim Abschalten"
*2) 
https://www.aliexpress.com/item/15950-Free-Shipping-10pcs-Model-aircraft-power-step-down-DC-DC-mini-360-power-supply-module/32356678600.html

Autor: Olli Z. (z80freak)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe mir jetzt mal einen LP2950 5V Festspannungsregler (LDO) von ON 
Semi besorgt. Der soll automotive geeignet sein und kommt ohne besondere 
Beschaltung aus. Ist nur für 100mA, also klitzekleine Anwendungen.

Und, Souleye hat recht, habe mir jetzt mal ein paar Platinen aus 
KFZ-Modulen angeschaut und meist findet man keine Spannungsregler am 
Eingang und wenn doch, dann eine Kombi aus Step-Down und sekundären 
LDO(s). Von Spulen, außer die für die Step-Downs notwendig sind, keine 
Spur. Meist nur eine Schottky und eine Verpolschutzdiode.

Autor: Manfred (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:
> Ich habe mir jetzt mal einen LP2950 5V Festspannungsregler (LDO) von ON Semi 
besorgt

Müssen wir evtl. doch noch klarstellen, was 'LDO' bedeutet?
Drop-Out ist die Differenz zwischen Eingang und Ausgang, interessant ist 
die kleinst mögliche Differenzspannung, bei der der Regler seinen 
Ausgang noch garantieren kann.

Typische 78xx wollen 3 Volt, wer weniger kann, nennt sich LOW Drop Out 
(LDO). LDO sagt aber garnichts darüber aus, wieviel Eigenstrom 
(Quiescent Current) der Regler benötigt.

Der LP2950 ist nicht so ganz neu, aber er nimmt bei geringer Last recht 
wenig Querstrom. Bei 100 mA Last ist er leider nicht besser als ein 
78L05! Ich habe ihn einer Anwendung eingesetzt, wo meine Speisung hoch 
genug für einen 7805 wäre, aber nur sehr kurzzeitig Laststrom fließt - 
der Ruhestrom des 7805 hätte mich gestört.

Ich hatte schon den MCP1703 erwähnt, der Kamerad ist erheblich sparsamer 
im Querstrom. Der Haken war, wie groß die Eingangsspannung werden kann - 
der 2950 kann bis 30V, der 1703 aber nur 16 Volt.

Es gibt kein globales Patentrezept, benenne Eingangs- und Lastbereich, 
nur dann kann hier nach einer Optimierung gesucht werden.

Autor: Olli Z. (z80freak)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Manfred schrieb:
> Müssen wir evtl. doch noch klarstellen, was 'LDO' bedeutet?
Ich will wirklich nicht kleinlich sein, aber sogar im Datenblatt steht 
"Low Drop-Out Voltage Regulator". Weiterhin steht dort: "Low 
Input−to−Output Voltage Differential of 50 mV at 100 µA and 380 mV at 
100 mA"
Ok, 380 mV bei Vollast sind jetzt kein Brüller, aber besser als ein 7805 
oder LM1117-5 allemal...

> Der LP2950 ist nicht so ganz neu, aber er nimmt bei geringer Last recht
> wenig Querstrom. Bei 100 mA Last ist er leider nicht besser als ein
> 78L05! Ich habe ihn einer Anwendung eingesetzt, wo meine Speisung hoch
Als das Datenblatt meint hierzu: "Low Quiescent Bias Current of 75 µA"
Finde ich jetzt nicht sooo schlecht...

> Ich hatte schon den MCP1703 erwähnt, der Kamerad ist erheblich sparsamer
> im Querstrom. Der Haken war, wie groß die Eingangsspannung werden kann -
> der 2950 kann bis 30V, der 1703 aber nur 16 Volt.
Wenn ich dem was Souleye so schreibt folge, und da neige ich bei jemand 
der 20 Jahre Berufserfahrung auf dem Automotive-Gebiet hat doch sehr zu, 
dann ist alles unter 30V Vin zu meiden. 16V wäre schon wieder was, wo 
man einen Regler davor bräuchte, denn die sind sogar unter 
Normalbedingungen durchaus zu erreichen.

> Es gibt kein globales Patentrezept, benenne Eingangs- und Lastbereich,
> nur dann kann hier nach einer Optimierung gesucht werden.
Das ist mir schon bewußt. Ich mache mir gerade eine kleine Liste von 
Strombelastbarkeiten und den passenden Reglern dazu. Ausgangsspannung 
ist jeweils 5V und ich fange da bei 100mA an. Dann kommt 300mA und 
500mA. Ab 1A würde ich eher eine Doppel-Regler-Lösung bevorzugen, also 
erst mit einem Step-Down auf 6V und dann mit einem LDO auf 5V.

Ich habe mal meine Anwendungsfälle im KFZ-Bereich so betrachtet und die 
meisten liegen eher im Bereich bis 300mA.
Also sind meine Auswahlkriterien hierbei:
- Geringer Querstrom (unter 1mA) um keine Reglerabschaltung zu benötigen
- Vin 30..60V
- Vdrop <= 500 mV um auch während dem anlassen (>= 6V) noch auf meine 5V 
zu kommen
- Keine besondere Kühlung notwendig (passiv, über Massefläche auf der 
Platine)
- Load-Dump gesichert (intern)

Die Auswahl ist riesig, egal ob bei OnSemi, ST, Linear, Infineon, Maxim, 
usw. Also schaue ich auch ein wenig auf den Preis und vor allem auf die 
Verfügbarkeit, damit ich auch bei Reichelt, eBay und Conrad fündig werde 
und nicht was von Mouser brauche. Aber das sind wieder alles Aspekte 
eines Hobby-Bastlers!

Z.B. ist der LM2596S, den man als fertige Platine ab 0,35€ bekommt, 
garnicht so schlecht. Das ist zwar kein Linear-Regler sondern ein 
Step-Down, aber mit bis zu 45V Vin, 5mA Operatng-Quescient und 80µA 
Standby-Quescient angegeben. Negatives Vin mag der nicht so, also muss 
eine vorgeschaltete 1N4004 da für Ruhe sorgen. Den gibt es auch als 5V 
Festspannungsregler, was einen externen Trimmer, bzw. Widerstand spart 
und damit wieder eine potentielle Fehlerquelle mit 
Temperaturabhängigkeit weg ist.

: Bearbeitet durch User
Autor: Manfred (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olli Z. schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Müssen wir evtl. doch noch klarstellen, was 'LDO' bedeutet?
> Ich will wirklich nicht kleinlich sein, aber sogar im Datenblatt steht
> "Low Drop-Out Voltage Regulator".

Ich habe mich falsch ausgedrückt: LDO wird oftmals gleichgesetzt mit 
geringem Eigenverbrauch, und damit bin ich nicht einverstanden.

Mir ist leider keine Bezeichnung für Regler mit geringem Querstrom 
bekannt.

Die ersten LDOs (80er-Jahre) hatten gewaltig große Querströme, aktuelle 
LDOs sind deutlich sparsamer und erfüllen meist den Wunsch des geringen 
Querstromes.

>> Der LP2950 ist nicht so ganz neu, aber er nimmt bei geringer Last recht
>> wenig Querstrom. Bei 100 mA Last ist er leider nicht besser als ein
>> 78L05!
> Als das Datenblatt meint hierzu: "Low Quiescent Bias Current of 75 µA"
> Finde ich jetzt nicht sooo schlecht...

Dann beachte auch die Tabelle auf Seite 5:

Supply Bias Current
IO = 100 µA − Typ. 93 Max. 120 µA
IO = 100 mA − Typ. 4.0 Max. 12 mA

Der Querstrom ist lastabhängig, bei 100 mA nicht mehr so beeindruckend 
gering.

>> Ich hatte schon den MCP1703 erwähnt, der Kamerad ist erheblich sparsamer
>> im Querstrom. Der Haken war, wie groß die Eingangsspannung werden kann -
>> der 2950 kann bis 30V, der 1703 aber nur 16 Volt.
> Wenn ich dem was Souleye so schreibt folge, und da neige ich bei jemand
> der 20 Jahre Berufserfahrung auf dem Automotive-Gebiet hat doch sehr zu,
> dann ist alles unter 30V Vin zu meiden. 16V wäre schon wieder was, wo
> man einen Regler davor bräuchte, denn die sind sogar unter
> Normalbedingungen durchaus zu erreichen.

Das ist ein Widerspruch. Weder bei 16 noch bei 30 Volt habe ich ein 
Problem mit dem DropOut, es geht ausschließlich um den Querstrom.

>> Es gibt kein globales Patentrezept, benenne Eingangs- und Lastbereich,
>> nur dann kann hier nach einer Optimierung gesucht werden.
> Das ist mir schon bewußt. Ich mache mir gerade eine kleine Liste von
> Strombelastbarkeiten und den passenden Reglern dazu. Ausgangsspannung
> ist jeweils 5V und ich fange da bei 100mA an. Dann kommt 300mA und
> 500mA. Ab 1A würde ich eher eine Doppel-Regler-Lösung bevorzugen, also
> erst mit einem Step-Down auf 6V und dann mit einem LDO auf 5V.

Nochmal: Es kommt auf Spannung, Strom und Zeit an. Wenn meine Schaltung 
ein paar mA braucht und nur alle xx-Minuten mal für zwei Sekunden 500mA, 
setze ich einen Längsgregler. Brauche ich aber dauerhaft 
xxx_Milliampere, kann ein Schaltregler Sinn geben.

Anstatt StepDown und LDO kann man auch gerne einen anständigen 
Schaltregler einsetzen, auch das ist nur anhand der Anwendung zu 
entscheiden.

> Ich habe mal meine Anwendungsfälle im KFZ-Bereich so betrachtet und die
> meisten liegen eher im Bereich bis 300mA.

Aha, jetzt kommt eine Salamischeibe, in welche Richtung die Anwendung 
geht.

> Also sind meine Auswahlkriterien hierbei:
> - Geringer Querstrom (unter 1mA) um keine Reglerabschaltung zu benötigen
> - Vin 30..60V
> - Vdrop <= 500 mV um auch während dem anlassen (>= 6V) noch auf meine 5V
> zu kommen

Na ja ... wenn mein Auto beim Anlassen unter 10 Volt kommt, weiß ich 
nicht mehr, ob ich es am Folgetag noch gestartet bekomme.

Wichtiger ist, die Sauereien des Bordnetzes abzufangen - aber auch davon 
war bislang nicht die Rede.

Autor: Harald W. (wilhelms)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Manfred schrieb:

> Ich habe mich falsch ausgedrückt: LDO wird oftmals gleichgesetzt mit
> geringem Eigenverbrauch, und damit bin ich nicht einverstanden.

Normalerweise ist es genau umgekehrt.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.