Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Linearregler oder Schaltregler? [war: Moralische Frage]


von Jan (Gast)


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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]

: Bearbeitet durch Moderator
von Gerd E. (robberknight)


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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...

Beitrag #6877305 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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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.

Beitrag #6877313 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6877315 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6877318 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Fan von Yussif (Gast)


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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.

von Arno (Gast)


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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

von Udo S. (urschmitt)


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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!

von meckerziege (Gast)


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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.

von Paul2 (Gast)


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Sehr intelligenter und zielführender Betreff.

von Nikolaus S. (Firma: Golden Delicious Computers) (hns)


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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.

: Bearbeitet durch User
von Fan von Yussif (Gast)


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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.

von Sauer (Gast)


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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.

von Kevin M. (arduinolover)


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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.

von Cyblord -. (cyblord)


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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.

von Jens G. (jensig)


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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 ...

von Percy N. (vox_bovi)


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Wie viele Sekunden pro Jahr soll die Schaltung betrieben werden, und wie 
viele dieser Schaltungen? Über welchen Zeitraum insgesamt?

von Andreas B. (bitverdreher)


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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.

von Elliot (Gast)


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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.

von Dieter (Gast)


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Nikolaus S. schrieb:
> dann muss man das anders anpacken: ...

Er hat als einziger erfasst, was hier moralisch wäre.

von Peter D. (peda)


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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.

von M.A. S. (mse2)


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Gerd E. schrieb:
> Oder wenn die Schaltregler erst 2023 lieferbar sind...
Bekannte Situation, das! Leider kann das derzeit auch auf Linearregler 
zutreffen...

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