Nabend!
Szenario: 24V Eingangsspannung ist gegeben. Die Schaltung benötigt
jedoch 3V. Für die Funktion der Schaltung spielt es keine Rolle, ob man
einen Linear- oder einen Schaltregler verwendet, um an die 3V zu kommen.
Frage: Ab welcher Stromaufnahme bzw. Verlustleistung würdet ihr es
bevorzugen, den Weg des Schaltreglers zu gehen? Würdet ihr das
thermische Limit eines grossen Packages ausreizen? Wo liegt eure "Hier
verlasse ich meinen Wohlfühlbereich"-Grenze?
[MOD: Betreff konkretisiert]
Schaltregler sind hübsch klein geworden, und auch effizient bei kleiner
Last. Ich würde in den meisten Fällen schon bei 10 mA nen Schaltregler
nehmen.
Nur vielleicht wenn man extra saubere Spannung braucht nicht und man
sich die Filter sparen will
Oder wenn die Schaltregler erst 2023 lieferbar sind...
Ich verwende wenn immer möglich Schaltregler.
Hängt aber damit zusammen dass ich sehr oft Lowenergy Anwendungen oder
Highenergy Anwendungen habe eher selten was dazwischen.
Spannungsregler Linearer art sind in Audioanwendungen gerne gesehen, Oft
auch für mC's wo es nicht auf den Energy Verbrauch ankommt.
Als beispiel Direkt-Netz-Anwendungen mit dem LR8 günstiger geht's kaum.
Wenn deine super-geheime Schaltung nur 10 mA bei 3 V aufnimmt, dann hat
ein Längsregler schon mal 87,5 % Wirkungsgrad (Ruhestrom außen vor).
Da muss man mit dem Schaltregler erstmal hin.
Bei 10 A sieht das wieder anders aus.
Jan schrieb:> Frage: Ab welcher Stromaufnahme bzw. Verlustleistung würdet ihr es> bevorzugen, den Weg des Schaltreglers zu gehen? Würdet ihr das> thermische Limit eines grossen Packages ausreizen? Wo liegt eure "Hier> verlasse ich meinen Wohlfühlbereich"-Grenze?
Kommt drauf an. Kommen die 24V aus einem knapp bemessenen Akku oder ist
das die Steuerung für einen Drehstrom-Heizlüfter, der eh 12kW
verbraucht? Hab ich Platz für TO220-Regler (bis 1W Dauer, kurzzeitig
auch mehr) oder will ich SOT23 verbauen? Ein Stück oder 100 oder eine
richtige Serie? Einschaltdauer?
Ich hab beispielsweise eine weiße-Standard-LED-an-1500mAh-LiPo-Anwendung
mit Konstantstromquelle (MIC2860) gelöst, weil der Rest der Schaltung um
die 100mA verbraucht und die LED eh nur kurz (unter 1% - einige Sekunden
pro Stunde) eingeschaltet werden. Einen 100mAh-LiPo mit Dauerlicht von
10 LEDs hab ich aber auch schon mit Buck-Boost-Schaltregler
ausgestattet, damit der Akku länger hält.
Spätestens wenn ich vor der Frage "Kühlkörper oder Schaltregler" stehe,
würde ich eigentlich immer den Schaltregler wählen.
Aber wo da die Moral reinkommt?
MfG, Arno
Fan von Yussif schrieb:> Wenn deine super-geheime Schaltung nur 10 mA bei 3 V aufnimmt, dann hat> ein Längsregler schon mal 87,5 % Wirkungsgrad
Man merkt schon deutlich dass du Fan vom Forenobertroll bist.
Für mehr reichts nicht, nicht mal für Grundrechenarten.
24V Eingang und 3V Ausgang und du kommst auf 87,5% Wirkungsgrad mit
einem Längsregler.
Toll!
Fan von Yussif schrieb:> Wenn deine super-geheime Schaltung nur 10 mA bei 3 V aufnimmt,> dann hat> ein Längsregler schon mal 87,5 % Wirkungsgrad (Ruhestrom außen vor).> Da muss man mit dem Schaltregler erstmal hin.> Bei 10 A sieht das wieder anders aus.
Schon zu spät heute? Wirkungsgrad ist niemals über 12.5% mit
Linearregler.
Wobei auch bei einem Schaltregler die Effizienz nicht allzu toll
ausfallen wird, außer es wird ein spezieller Low-Current/Power-typ
verwendet.
Jan schrieb:> Ab welcher Stromaufnahme bzw. Verlustleistung würdet ihr es> bevorzugen, den Weg des Schaltreglers zu gehen?
Das lässt sich ausrechnen. Wer zahlt den Strom? Wie lange solls halten?
Wer muss Ersatz bezahlen? Wie oft ist es an?
> Würdet ihr das> thermische Limit eines grossen Packages ausreizen?
Das Package + UMGEBUNG hat ein Limit, nicht das Package alleine. Auch
hier wieder die Fragen von zuvor. Wenn das Ding einmal im Jahr für 30
Sekunden auf 90°C geht, dann egal. Wenn das dauerhaft bei 90°C leben
muss, dann würde ich das nicht tun.
> Wo liegt eure "Hier> verlasse ich meinen Wohlfühlbereich"-Grenze?
Thermisch: Schaltung sollte immer noch "angenehm" anfassbar bleiben,
falls für den Dauerbetrieb ausgelegt.
Finanziell: Die Kosten für den vorgesehenen Betriebsmodus müssen im
Rahmen bleiben, wobei es Schaltregler (inkl. Mehraufwand für Entwicklung
+ Löten) auch nicht gratis ist.
Lernfaktor: Auch das sollte mit rein spielen. Wenn du den 50.
Linearregler verbaut hast, willst du ggf auch mal an einen Schaltregler
ran.
Arno schrieb:>> Aber wo da die Moral reinkommt?
Wenn ihr das moralisch analysieren wollt, also die Frage ob ein
Schaltregler oder ein Linearregler moralischer ist, dann muss man das
anders anpacken:
1. was ist hier eigentlich eine moralische Frage? Ich nehme an gemeint
ist das Thema Energieverschwendung (= unnötige Erderwärmung) und
Umweltverschmutzung zum Nachteil unserer Nachfahren.
2. die Energieverschwendung kann man bestimmen
3. aber halt: es ist nicht nur der Wirkungsgrad bzw. Verlustleistung zu
betrachten
4. sondern die Energieverschwendung über die Lebens/Betriebsdauer der
Schaltung bis zur Entsorgung
5. es hängt auch davon ab wie komplex die Schaltung ist und aus welchen
Materialien die Einzelteile bestehen
6. da unterscheiden sich beide Ansätze ebenfalls. Schaltregler haben
meist einen hohen Wirkungsgrad aber brauchen Spulen. Diese bestehen je
nach Hersteller aus mehr oder weniger "moralischen" Materialien.
7. beide brauchen noch Kondensatoren mit Elektrolytflüssigkeiten oder
Keramiken
8. dagegen braucht ein Linearregler oft einen Kühlkörper, weil er einen
geringeren Wirkungsgrad hat.
9. Der Kühlköroer ist aus oft aus Aluminium das mit mehr oder weniger
moralischem Strom aus Bauxit bzw. Aluminiumoxid gewonnen wird.
10. Und Wärmleitpaste braucht es auch - mit mehr oder weniger
definierter Chemie, die bei der Herstellung und Entsorgung neue
moralische Fragen aufwerfen kann.
Und so weiter.... Das ist alles sicher nicht vollständig betrachtet,
sondern nur erste Gedanken an was man alles denken muss.
Das ist also eine Frage, die sich überhaupt nicht pauschal beantworten
lässt. Man kann nur zwei konkrete Alternativen analysieren (sehr mühsam,
wenn man es vollständig und korrekt machen will) und vergleichen.
Sorry, ich habe Mist gerechnet.
Ich hatte die 3 V Drop über dem Regler angelegt, nicht über der Last.
Ja, bei 3 V aus 24 V sind es max. 12,5% Wirkungsgrad unabhängig vom
Strom.
Ist halt die Frage, ob du dir die 210 mW Verlustleistung erlauben kannst
bei den angenommenen 10 mA.
Bin hochmoralisch und treffe diesen Gewissensentscheid oft mit dem
Finger: Wird der Linearregler trotz kunstvoller Berechnung und Auslegung
einer Schaltung (aka grobe Schätzung) zu warm, fliegt er wieder raus und
wird durch einen Schaltregler ersetzt. Weil ich nämlich zu faul und zu
geizig bin, dem Linearregler einen teuren und großen Kühlkörper zu
spendieren.
So spare ich weder an der falschen Stelle, noch mit der Moral.
Ich habe mir angewöhnt Linearregler nur bei kleinen Spannungsdifferenzen
(5V->3V o.ä.) zu verwenden und selbst da nutze ich mittlerweile eher
Schaltregler. Es sei denn es muss jetzt super günstig sein oder man hat
was Analoges. Pauschal ist das natürlich schwer zu sagen, kommt halt
extrem auf die Anwendung an.
Jan schrieb:> Wo liegt eure "Hier> verlasse ich meinen Wohlfühlbereich"-Grenze?
Mach mal den Test und ziehe 100mA aus dem Ding. Bei 24V
Eingangsspannung. Und Finger druff. Bin gespannt ob du da noch in deinem
Wohlfühlbereich bist.
Cyblord -. schrieb:> Jan schrieb:>> Wo liegt eure "Hier>> verlasse ich meinen Wohlfühlbereich"-Grenze?>> Mach mal den Test und ziehe 100mA aus dem Ding. Bei 24V> Eingangsspannung. Und Finger druff. Bin gespannt ob du da noch in deinem> Wohlfühlbereich bist.
Das ist aber jetzt sehr unmoralisch, ihn auf die heiße Herdplatte
tatschen zu lassen ...
Jan schrieb:> Würdet ihr das> thermische Limit eines grossen Packages ausreizen?
Ich würde das thermische Limit eines kleinen Packages ausreizen (SOT-89
o.ä.).
Wenn das nicht reicht -> Schaltregler.
Ansonsten gibt es noch Schaltregler als dreibeinigen Ersatz für die
TO-220 78xx. Die sind nur etwas dicker als TO-220.
Percy N. schrieb:> Wie viele Sekunden pro Jahr soll die Schaltung betrieben werden, und wie> viele dieser Schaltungen? Über welchen Zeitraum insgesamt?
Es ist doch höchst unmoralisch, solch konkrete Fragen zu stellen ;-)
Ich selbst benutze wenn irgend möglich nur lineare Regler. Die schon
unvermeidlich vorhandenen Schaltregler (Oszi, FG, PLC der Nachbarn, ...)
und das verseuchte 230V-Netz machen mir viele Messungen schwer bis
unmöglich, da muss ich nicht noch selbst was zu beitragen. Viele meiner
Geräte funktionieren nur durch Akkuversorgung im komplett geschlossenen
Metallgehäuse.
Jan schrieb:> Ab welcher Stromaufnahme bzw. Verlustleistung würdet ihr es> bevorzugen, den Weg des Schaltreglers zu gehen?
So ab etwa 1W. 1W kann man noch ohne zusätzlichen Kühlkörper über die
Platine abführen. Ein Kühlkörper macht die Fertigung deutlich teurer.
Gerd E. schrieb:> Oder wenn die Schaltregler erst 2023 lieferbar sind...
Bekannte Situation, das! Leider kann das derzeit auch auf Linearregler
zutreffen...
