Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche: DC/DC Wandler 12/24V -> 3,3V "konstant/geregelt"


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von JumpY Μ. (jumpy)


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Hallo zusammen,

ich bin auf der Suche nach Erfahrungen mit DC/DC-Wandlern für den 
Einsatz in Fahrzeug oder auch anderen Spannungsquellen.
Gewünscht wäre:
Eingangsspannung: 9-16V (PKW-Bordnetz) oder sogar 9-30V (LKW-Bordnetz)
Ausgangsspannung: Fest 3,3V oder einstellbar 3,0 - 3,5V
Ausgangsstrom: < 100mA benötigt ; Wirkungsgrad irrelevant
Bauform: Egal. Ich werde das Gehäuse entsprechend anpassen, bedrahtet 
oder mit Klemmstellen wäre mir am liebsten um es nicht extra eine 
Platine bauen zu müssen.

Warum:
Ich möchte Testweise eine Funkplatine mit einem ATmega328p und Funkmodul 
RFM69CW betreiben. Das Funkmodul ist relativ Spannungsempfindlich, 
weswegen eine stabile Ausgangsspannung benötigt wird. Ich habe vor 
längerer Zeit verschiedene China-Wandler-Module gemessen, die ihre 
Ausgangsspannung verändern, wenn die Eingangsspannung steigt (z.B. wenn 
die Lichtmaschine die Batterie lädt).
Wenn benötigt würde ich einen Lastwiderstand zusätzlich einbauen damit 
immer Strom abgegeben wird (welche Dimensionierung?), lieber wäre mir 
ein fertiges Bauteil, was das zuverlässig umsetzen kann.

Vielleicht kennt jemand etwas, oder hat eine sonstige Idee. Ich möchte 
nicht 10 verschiedene bestellen und testen.

von B. K. (kork)


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Ich würde einem DC/DC, der die Spannung meinetwegen auf ca. 5V 
herunterschaltet, einen linearen Spannungsregler nachschalten, wenn du 
eine stabile Ausgangsspannung brauchst. Du hättest dann bei 100 mA knapp 
200 mW Verlustleistung.

von Y. Z. (r4pt0r)


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Ich gehe mal davon aus, dass du keinen Isolierten Wandler haben 
möchtest.

Recom bieten z.B. einen vielleicht passenden an.
Den gibt es bei Reichelt.

[[https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-r78c-3-3-v-1000-ma-sil-3-single-r-78c33-10-p159158.html?&trstct=pol_10&nbc=1]]

Kosten natürlich ein paar Euro, aber vielleicht schaust du dir den 
einfach mal an.
Solche Wandler gibt es auch von ander Herstellern (z.B. Murata).
Im Datenblatt steht extra mit drin, dass diese den typischen 78XX-Regler 
ersetzen können.

Der Typ z.B. ist jetzt geregelt, es gibt aber auch ungeregelte DC-DC 
Wadnler, steht immer im Datenblatt mit drin.

Für den Einsatz im KFZ-Bereich sollte aber eine noch etwas an Elektronik 
vorgeschaltet werden, da im Falle eines Load-Dumps hohe Spannungsspitzen 
im Boardnetz auftreten können die dir evtl. deine selbstgebaute 
Elektronik zerstören.

: Bearbeitet durch User
von JumpY Μ. (jumpy)


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Nur kurz um Begrifflichkeiten zu klären:
- "isolierter" Wandler: Was meinst du damit?
- geregelt/ungeregelt: Wenn ich das richtig verstehe, suche ich aber 
doch explizit nach einem geregeltem Wandler um eben Spannungseinbrüche 
oder Steigerungen zu verhindern. Oder war das nur ein Hinweis, dass ich 
auf geregelt im Datenblatt achten soll?

B. K. schrieb:
> Ich würde einem DC/DC, der die Spannung meinetwegen auf ca. 5V
> herunterschaltet, einen linearen Spannungsregler nachschalten, wenn du
> eine stabile Ausgangsspannung brauchst. Du hättest dann bei 100 mA knapp
> 200 mW Verlustleistung.

Ja, möglich, aber sowas muss es doch in einem Bauteil geben bzw. auf 
einer Schaltung. Ein linearer Spannungsregler ist doch in dem Falle 
genau für die Regelung verantwortlich, weil der das mit seiner 
Referenzspannung abgleicht, richtig?

Ich hatte solche Schaltungen mehrfach gefunden:
https://eckstein-shop.de/LM2596S-DC-DC-einstellbarer-Step-Down-Spannungsregler-Adjustable-Power-Supply-Modul

Wenn man den Daten nur annähernd glauben kann, wäre das ausreichend. 
Fraglich ist, ob das eben wirklich so ist.
Die Spannung kann auch auf 3V eingestellt sein und bei 2,5% Schwankung 
passiert nichts.

von Joachim B. (jar)


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JumpY Μ. schrieb:
> - "isolierter" Wandler: Was meinst du damit?

alle input sind von allen output galvanisch gestrennt, ist im KFZ 
empfehlenswert (SIM1 und SIM2 z.B.)
2 Eingänge +- und 2 Ausgänge +- und keiner der Eingänge hat Durchgangzum 
Ausgang! (quasi Netztrennung!)
Alle anderen üblichen stepup oder stepdown haben immer den gemeinsamen 
GND was stören kann!

JumpY Μ. schrieb:
> - geregelt/ungeregelt:

es gibt stepdown die wollen ungefähr die Eingangsspannung die 
aufgedruckt ist, z.B. SIM1 1205 12V rein 5V raus oder so 0912 9V rein 
12V raus.
Dieser Bereich ist für den Eingang relativ eng!

Dann gibt es die stepdown mit Weitbereichseingang Uin 0,6V > Uaus bis 
Uin 36V, diese wären optimal für den Betrieb 12V in oder 24V in.

Für die saubere Ausgangsspannung wäre eine Ausgangsspannung von 0,5V bis 
3V größer als gewünscht und danach ein Filter L-C und einen Lienarregler 
(ggflls. low drop) auf deine 3,3V

Wie schon geschrieben wurde achte auch auf den gefilterten 
Eingangsspannungschutz vor Überspannungen, das Tham KFZ ist nicht ohne.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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JumpY Μ. schrieb:
> ich bin auf der Suche nach Erfahrungen mit DC/DC-Wandlern für den
> Einsatz in Fahrzeug

> Ich möchte Testweise eine Funkplatine mit einem ATmega328p und Funkmodul
> RFM69CW betreiben. Das Funkmodul ist relativ Spannungsempfindlich,
> weswegen eine stabile Ausgangsspannung benötigt wird.

Muß die Ausgangsspannung denn galvanisch getrennt (aka isoliert) vom 
Bordnetz sein? Denn oft (aber nicht immer) geht es um eben diese 
Eigenschaft, wenn man "DC/DC-Wandler" sagt, statt einfach nur 
"Spannungsregler" oder "Schaltregler".

Spannungsregler, die aus dem Bordnetz stabile 5V machen, gibt es wie 
Sand am Meer. Als Ladegeräte für Handy, MP3-Player etc. Manche sind 
sogar ganz solide (im Sinne von: den Anforderungen, die das Kfz-Bordnetz 
stellt, gewachsen). So etwas könnte man auf 3.3V modden. Oder - 
einfacher - mit einem Linearregler auf 3.3V nachstabilisieren.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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grrr....

musst du zur gleichen Zeit abschicken, kann nicht mal den letzten 
Tippfehler korrigieren, dann schreibe auch dazu das es PKW gibt wo GND 
nicht immer- ist sondern es auch PKW gibt die + auf Chassis haben was 
blöd ist bei durchgehend GND auf -.

von Harald W. (wilhelms)


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Joachim B. schrieb:

> musst du zur gleichen Zeit abschicken, kann nicht mal den letzten
> Tippfehler korrigieren, dann schreibe auch dazu das es PKW gibt wo GND
> nicht immer- ist sondern es auch PKW gibt die + auf Chassis haben was
> blöd ist bei durchgehend GND auf -.

Die sind aber m.W. inzwischen genauso selten wie Autos, die mit
einer Kurbel gestartet werden.

von JumpY Μ. (jumpy)


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Vielen Dank für die zahlreichen und detaillierten Erklärungen dazu.

- Der Wandler sollte galvanisch getrennt sein. Mir war nicht bewusst, 
dass man dann von "isoliert" spricht. Die Massen in den meisten 
Fahrzeugen sind echte Drecksschleudern, ich bräuchte also tatsächlich 
ein unabhängige Masse.

Axel S. schrieb:
> Spannungsregler, die aus dem Bordnetz stabile 5V machen, gibt es wie
> Sand am Meer. Als Ladegeräte für Handy, MP3-Player etc. Manche sind
> sogar ganz solide (im Sinne von: den Anforderungen, die das Kfz-Bordnetz
> stellt, gewachsen). So etwas könnte man auf 3.3V modden. Oder -
> einfacher - mit einem Linearregler auf 3.3V nachstabilisieren.

Ist das wirklich so? Ich habe immer bezweifelt, dass die ganzen Wandler 
für den Zigarettenanzünder eher Schätzeisen sind.

Ich habe allerdings eher wenig Interesse ein solches Modul zu zerlegen 
und mich anschließend über eine Linearregelung auf 3,3V zu kümmern, 
vorallem mangels richtiger Erfahrung darin.

Ich werde mal weiter suchen ob es nicht doch eine passende fertige 
Platine dafür gibt:
- Weitbereichseingang in der Eingangsspannung, gewünscht 12-24V (+ den 
benötigten Pufferbereich)
- Ausgang galvanisch getrennt
- Einstellbar oder fix auf 3,3V, unabhängig vom Input

Vielen Dank!

von Harald W. (wilhelms)


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JumpY Μ. schrieb:

> - Der Wandler sollte galvanisch getrennt sein. Mir war nicht bewusst,
> dass man dann von "isoliert" spricht.

Eigentlich spricht man dann auch nicht mehr von "Wandler", sondern
eher von Schaltnetzteilen.

> Die Massen in den meisten Fahrzeugen sind echte Drecksschleudern,
> ich bräuchte also tatsächlich ein unabhängige Masse.

Insbesondere wenn die Ausgangsmasse vielleicht sowieso mit der
Eingangsmasse verbunden wird, macht das keinen Sinn. Störungen
durch das Bordnetz sind zwar vorhanden, lassen sich aber durch
geeignete Siebschalungen entfernen.

> Ich habe immer bezweifelt, dass die ganzen Wandler
> für den Zigarettenanzünder eher Schätzeisen sind.

Normalerweise kommen gut entwickelte Transistorschaltungen
problemlos auch mit grösseren Spannungsschwankungen zurecht.
Präzisionsspannungsquellen braucht man nur für spezielle
Präzisionsmessungen.

> Ich habe allerdings eher wenig Interesse ein solches Modul zu zerlegen
> und mich anschließend über eine Linearregelung auf 3,3V zu kümmern,
> vorallem mangels richtiger Erfahrung darin.

Normalerweise muss da nur der Spannungsteiler am Ausgang für die
Rückkopplung der Regelung geändert werden. Den findet man meist
auch ohne Schaltplan.

> Ich werde mal weiter suchen ob es nicht doch eine passende fertige
> Platine dafür gibt:
> - Weitbereichseingang in der Eingangsspannung, gewünscht 12-24V (+ den
> benötigten Pufferbereich)
> - Ausgang galvanisch getrennt
> - Einstellbar oder fix auf 3,3V, unabhängig vom Input

Es gibt spezielle Stromversorgungsschaltungen für Elektronik
in Kraftfahrzeugen. Die liegen preislich aber eher im drei-
stelligen Bereich.

von JumpY Μ. (jumpy)


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Das hört sich alles "komplex" an, vielleicht sprechen wir doch etwas 
aneinander vorbei.

Ja, ich brauche eine stabile 3,0 - 3,3 V Spannungsquelle.
Ja, das Bauteil ist "Spannungsempfindlich" auf zu hohe Spannung, 
Spannungsschwankungen im kleinen Rahmen sind aber kein Problem.
Nein, die Masse wird nicht wieder zusammengeführt.
Nein, es wird keine hochpräzise Spannung erwartet.

Beispiel:
Ich hätte keinerlei Bedenken, das Bauteil an einem Chinanetzteil egal 
welcher Art für die Steckdose zu betreiben.

Deshalb hatte ich die Bauteile genannt, wie den Funkchip RFM69CW, ich 
denke viele kennen das Bauteil.

Vielleicht denke ich auch viel zu kompliziert und ängstlich und jeder 
Spannungswandler betreibt das Teil ohne Probleme.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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JumpY Μ. schrieb:
> Das hört sich alles "komplex" an, vielleicht sprechen wir doch etwas
> aneinander vorbei.

Ich glaube, du weißt einfach bloß nicht, was du wirklich brauchst. Ich 
habe bspw. noch keinen Grund gehört, warum eine galvanische Trennung 
erforderlich sein sollte. Aus so einem Zigarettenanzünder-Adapter kommen 
relativ stabile 5V raus. Zweipolig über USB-Buchse. Irgendwelche 
Sauereien auf der Kfz-Masse sind da weit weg. Das angeschlossene Gerät 
sieht die gleiche Spannung wie der (typischerweise) Schaltregler da drin 
an seinen Feedback-Pins.

Wenn man so ein Ding auf 3.3V umbauen wöllte, müßte man im wesentlichen 
einen Widerstand im Feedbackpfad ändern. Dazu müßte man es natürlich 
öffnen. Wenn man extern von 5V auf 3.3V nachstabilisiert, muß man das 
nicht. Da packt man einfach einen LT1117-3.3 dahinter und fertig.

Ob die Dinger an 24V funktionieren, weiß man nicht. Ist 
unwahrscheinlich, weil das halt nicht der Zielmarkt ist. Kaputt gehen 
sollten sie trotzdem nicht, denn 24V können in Spitzen auch im 12V 
Bordnetz auftreten. Und eben hier trennt sich die Spreu vom Weizen. Ich 
habe so Dinger aufgemacht, da steckte ein hundsgewöhnlicher MC34063 
drin. Zwar mit Verpolschutzdiode, aber Schutz gegen Überspannung gab es 
effektiv nicht. OK, bis 40V hält der garantiert ab. Typisch sicher noch 
mehr. Tatsächlich würde der wohl auch an 24V noch funktionieren. 
Vielleicht mit schlechterem Wirkungsgrad, aber du willst ja ohnehin nur 
100mA.

Und wenn man ein Produkt von einem renommierten Hersteller nimmt, ist 
man relativ auf der sicheren Seite. Immerhin stecken da sonst recht 
teure Smartphones dran. Wenn die reihenweise gegrillt würden, wäre das 
Produkt sehr schnell vom Markt.

von Joachim B. (jar)


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Axel S. schrieb:
> Immerhin stecken da sonst recht
> teure Smartphones dran. Wenn die reihenweise gegrillt würden, wäre das
> Produkt sehr schnell vom Markt.

das gab es aber bei Samsung schon mal!

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