Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromverbrauch Schaltregler


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.
von Lars D. (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo zusammen,

für ein Projekt will ich mit dem Schaltregler LM5165 eine 
Eingangsspannung von 5-48V auf 5V regeln. Laut Datenblatt gibt er mir 
bei diesen Bedingungen bis zu 150mA raus. Um den Stromverbrauch zu 
berechnen muss ich doch die Ausgangsleistung berechnen, bei Ua=5V und 
Ia=150mA wären das zb. Pa = 0,75W. Um den Eingangsstrom zu berechnen 
muss ich dann diese 0,75W durch die Eingangsspannung rechnen zb. 10V, 
also wäre mein Eingangsstrom 75mA. Ich bin vom max. Ausgangsstrom 
(150mA) ausgegangen als Beispiel.
Ist das so richtig? (Wirkungsgrad und Eigenverbrauch ausgeschlossen)
Falls meine Rechnung stimmt, würde das heißen, je größer meine 
Eingangsspannung ist, desto kleiner mein Eingangsstrom (Stromverbrauch). 
Aber warum ist das so?
Bräuchte ich für diesen Fall ein Kühlkörper?
Könnte ich das Ganze auch mit einem festen 5V Spannungsregler 
(Linearregler) realisieren?

MFG Lars D.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Lars D. schrieb:

> für ein Projekt will ich mit dem Schaltregler LM5165 eine
> Eingangsspannung von 5-48V auf 5V regeln.

Jeder Regler braucht eine Mindestspannung zwischen
Ein- und Ausgang. Das heisst, das Du typischerweise
nur zwischen 7 und 48V Ue arbeiten kannst.

> Um den Eingangsstrom zu berechnen
> muss ich dann diese 0,75W durch die Eingangsspannung rechnen zb. 10V,
> also wäre mein Eingangsstrom 75mA. Ich bin vom max. Ausgangsstrom
> (150mA) ausgegangen als Beispiel.
> Ist das so richtig? (Wirkungsgrad und Eigenverbrauch ausgeschlossen)
> Falls meine Rechnung stimmt, würde das heißen, je größer meine
> Eingangsspannung ist, desto kleiner mein Eingangsstrom (Stromverbrauch).
> Aber warum ist das so?

Wenn Du die Verluste vernachlässigst, gilt für einen solchen Vierpol
Eingangsleistung=usgangsleistung. Allerdings gilt das nur für den
Effektivstrom. Der Spitzenstrom bleibt bei 150mA.

> Bräuchte ich für diesen Fall ein Kühlkörper?

Normalerweise nicht.

> Könnte ich das Ganze auch mit einem festen 5V Spannungsregler
> (Linearregler) realisieren?

Ja, aber dann brauchst Du schon einen recht grossen Kühlkörper,
um die entstehenden Verlust von bis zu 7W zu "vernichten".

von Michael M. (michaelm)


Lesenswert?

Lars D. schrieb:
> Um den Stromverbrauch zu
> berechnen muss ich doch die Ausgangsleistung berechnen, bei Ua=5V und
> Ia=150mA wären das zb. Pa = 0,75W.

Als Erstes: Strom/Energie wird nicht verbraucht, sondern in eine andere 
physikalische Form -Wärem-e umgewandelt.

> Um den Eingangsstrom zu berechnen
> muss ich dann diese 0,75W durch die Eingangsspannung rechnen zb. 10V,
> also wäre mein Eingangsstrom 75mA. Ich bin vom max. Ausgangsstrom
> (150mA) ausgegangen als Beispiel.
> Ist das so richtig? (Wirkungsgrad und Eigenverbrauch ausgeschlossen)

Rein theoretisch (wenn du das analog zum Trafo betrachtest) wäre es 
richtig, jedoch darfst du keinesfalls den E.-Aufwand für die 
Umwandlung einfach ignorieren! Ohne den geht es nicht.

> Falls meine Rechnung stimmt, würde das heißen, je größer meine
> Eingangsspannung ist, desto kleiner mein Eingangsstrom (Stromverbrauch).
> Aber warum ist das so?
Reine Theorie... wie gesagt: Der E.-Bedarf zum Umwandeln in eine 
niedrigere Spannung macht dir den Strich durch die Rechnung.
So fällt der WG des Reglers von gut 90% auf 75% ab.

> Bräuchte ich für diesen Fall ein Kühlkörper?
Das lässt sich unschwer berechnen (über thermischen Widerstand bzw. 
zulässige Betriebstemp.)

> Könnte ich das Ganze auch mit einem festen 5V (Linearregler) realisieren?
 Theoretisch ja, wenn du einen fändest, der 65 V am Eingang verträgt. 
;-)
Ob es sinnvoll ist, einen linearen Regler zu verwenden, entscheiden 
deine Anforderungen an die Reinheit der Ausgangsspannung.
Energetisch jedenfalls sehr sicher nicht. ^^

von Lars D. (Gast)


Lesenswert?

Michael M. schrieb:

>
> Rein theoretisch (wenn du das analog zum Trafo betrachtest) wäre es
> richtig, jedoch darfst du keinesfalls den E.-Aufwand für die
> Umwandlung einfach ignorieren! Ohne den geht es nicht.

Ja ich ignoriere den auch nicht, habe ihn für diese Berechnung nur Mal 
weggenommen, sonst wäre sie zu lang.

von Lars D. (Gast)


Lesenswert?

Harald W. schrieb:
> Lars D. schrieb:
>
>> für ein Projekt will ich mit dem Schaltregler LM5165 eine
>> Eingangsspannung von 5-48V auf 5V regeln.
>
> Jeder Regler braucht eine Mindestspannung zwischen
> Ein- und Ausgang. Das heisst, das Du typischerweise
> nur zwischen 7 und 48V Ue arbeiten kannst.

Was heißt ,,typischerweise" ?
Datenblatt Seite 20 zeigt mir eine Schaltung für diese Bedingungen.

von Michael M. (michaelm)


Lesenswert?

Lars D. schrieb:
> Ja ich ignoriere den auch nicht, habe ihn für diese Berechnung nur Mal
> weggenommen, sonst wäre sie zu lang.

:-D
0,75 W / 0,75 = 1 W Leistungsbedarf am Eingang. :-)
Du musst dann also mindestens 1/4 W Wärme ableiten, damit ihm nicht zu 
warm wird.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Lars D. schrieb:
> Um den Eingangsstrom zu berechnen
> muss ich dann diese 0,75W durch die Eingangsspannung rechnen zb. 10V,
> also wäre mein Eingangsstrom 75mA. Ich bin vom max. Ausgangsstrom
> (150mA) ausgegangen als Beispiel.
> Ist das so richtig? (Wirkungsgrad und Eigenverbrauch ausgeschlossen)

Warum?
Im Datenblatt Fig. 6-2 findest du die Effizienzangaben für die im Kap. 8 
angegebene Applikation.

Beitrag #6765612 wurde vom Autor gelöscht.
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Lesenswert?

Michael M. schrieb:
> Du musst dann also mindestens 1/4 W Wärme ableiten, damit ihm nicht zu
> warm wird.

Das macht so ziemlich jedes normale Bauteil schon über seine eigene 
Oberfläche und die Anschlusspins, also wahrscheinlich kein Kühlkörper 
nötig.

von Michael M. (michaelm)


Lesenswert?

Das muss der Anwender entscheiden, ob er max. 40°C Gehäusetemperatur bei 
"offenem" Aufbau zulassen will... ;-)

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]
  • [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.