Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 12V auf 5V mit möglichst geringem Idle Current


von David P. (devryd)


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Hallo zusammen,
ich suche eine Möglichkeit, um 12V auf 5V zu wandeln. Es geht primär um 
einen sehr geringen idle strom. Der maximale Strom sollte ca bei 200mA 
liegen und fließt nur für ca eine Sekunde.
Derzeit nutze ich einen LM2596, allerdings braucht der ca 6mA ohne Last, 
was mir ein bisschen zu viel ist.
Vielen Dank für eure Ratschläge

: Verschoben durch Moderator
von Stefan F. (Gast)


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Das ist ein typischer Anwendungsfall für lineare Regler.

Der LF33 nimmt 500 µA Ruhestrom auf, verträgt maximal 40 Volt.
Der MCP1702 nimmt 4 µA Ruhestrom auf, verträgt maximal 13 Volt.

von David P. (devryd)


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Perfekt, danke

von H. H. (Gast)


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David P. schrieb:
> Es geht primär um
> einen sehr geringen idle strom.

In Zahlen?

von (prx) A. K. (prx)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Das ist ein typischer Anwendungsfall für lineare Regler.
>
> Der LF33 nimmt 500 µA Ruhestrom auf, verträgt maximal 40 Volt.
> Der MCP1702 nimmt 4 µA Ruhestrom auf, verträgt maximal 13 Volt.

Wobei extrem sparsame Regler wie der MCP1702 selten gleichzeitig auch 
die schnellsten bei plötzlichem Lastwechsel sind. Wenn die 200mA 
schlagartig auftreten, kann der Ausgang kurzzeitig deutlich einbrechen. 
Ein vorsichtshalber dahinter platzierter dicker Elko wiederum kann die 
Regelcharakteristik bis hin zur Instabilität verändern (typisches LDO 
Problem).

: Bearbeitet durch User
von David P. (devryd)


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H. H. schrieb:
> In Zahlen?

Deutlich unter 6mA. Am besten unter 1mA.
500 uA sind vollkommen ok.

von Stefan F. (Gast)


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(prx) A. K. schrieb:
> Wobei extrem sparsame Regler wie der MCP1702 selten gleichzeitig auch
> die schnellsten bei plötzlichem Lastwechsel sind.

Du meinst wohl eher, dass sie die langsamsten sind, nicht die 
schnellsten.

Falls ja, stimme ich dir zu. Sie eignen sich nicht überall 
uneingeschränkt. Den LF33 unterstütze ich mit einem (realtiv großen) 100 
µF Aluminium Elko, um damit einen ESP8266 zu versorgen.

von (prx) A. K. (prx)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Wobei extrem sparsame Regler wie der MCP1702 selten gleichzeitig auch
>> die schnellsten bei plötzlichem Lastwechsel sind.
>
> Du meinst wohl eher, dass sie die langsamsten sind, nicht die
> schnellsten.

So hätte ich es natürlich auch ausdrücken können, aber ich verwende 
nicht selten eine derart indirekte Floskel. ;-)

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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David P. schrieb:
> Es geht primär um einen sehr geringen idle strom

Nun, da kann ein Linearregler im Vorteil sein, der hat halt nur 42% 
Wirkungsgrad, aber es gibt auch Mikroleistungs-Schaltregler und sogar 
welche die selbst umschalten.

Niedrigstleistungs-Linear-Spannungsregler (mit oft sehr schlechten PSRR 
ab 100Hz): TP552 (200mA 1.2-12V aus 50V 2uA TechPublic SOT23-5) NCP551 
(4uA OnSemi, kein erhöhter drop out Strom, bis 12V) MCP1702/1703 
(2uA/250mA/16V Microchip Reichelt) GS7118 (4uA/3.8-24V)
 Niedrigstleistungs-Step-Down-Schaltregler: MAX16956 (3.5-36V 300mA 
1.1uA-1.5mA Iq) LMR36503 (3.5-65V 300mA 6uA Iq) A8591 (4-35V 2A ca. 25uA 
Iq) MCP1602 (0.8-5.5V 500mA 75uA Iq 50nA shutdown)

aus

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.2

aber die meisten gehen nur bis 150mA oder 5.5V.

von Manfred (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Der MCP1702 nimmt 4 µA Ruhestrom auf, verträgt maximal 13 Volt .

Deshalb schaut man nach MCP1703, der kann 16 Volt bei sonst gleichen 
Eckdaten.

von Thomas (kosmos)


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es gibt welche die haben einen Standby-Pin, wenn du im Betrieb einen 
Elko(Goldcap) auflädst und dieser reicht z.B. für 2 Sekunden, dann lässt 
du eben deinen µC kurz vorher aufwachen, er steuert den Spannungsregler 
an erfüllt seinen Aufgabe, wären der Elko geladen wird, dann schalten er 
den Spannungsregler wieder ab und legt sich wieder schlafen......und 
muss vor diesen 2 Sekunden eben wieder aufstehen.

Welchen Ruhestromverbrauch hat er und wie lange muss er schlafen?

von sag doch einfach worum's geht (Gast)


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Thomas O. schrieb:
> (Goldcap)

Goldcaps sind ziemlich hochohmig, Du meinst wohl Supercap oder Ultracap.

> Welchen Ruhestromverbrauch hat er und wie lange muss er schlafen?

"ESP8266" brachte Stefan ins Spiel, nicht der TO. Der nannte nämlich den
Verbraucher nicht, weswegen es hier auch noch so einige Unbekannte gibt.


Zum Bleistift halt, wie schlagartig dieser seinen Strom ziehen wollen
würde. Sowie auch der erlaubte Spannungseinbruch, bzw. auch wie genau
selbige überhaupt "stimmen" muß (während des Idlings und auch Betrieb,
sowie wie sich letzterer genauer definiert).

Und diese Parameter bestimmen über passende Realisierungsmöglichkeiten
sehr viel wesentlicher als "Ruhestrom max. 6mA, besser weniger", denn
das ist mit ganz diversen Optionen leicht zu schaffen.


Nennung einiger elektrischer Eckdaten ersetzt leider keine 
Beschreibung,
sondern kann nur TEIL selbiger sein.

von David P. (devryd)


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Verbraucher ist ein attiny13a,welcher die zentralverriegelung meines 
Autos steuert. Im Power down Mode zieht der wenige uA (weniger als ich 
messen kann)
Der Strom steigt an, wenn er ein Relais schaltet. Wie schnell das 
Anliegen muss weiß ich nicht genau, da ich kein Datenblatt für das 
Relais Modul habe.
Der der attiny13 aber auch mit deutlich geringeren Spannungen auskommt, 
ist ein spannungseinbruch vermutlich nicht so kritisch

von Stefan F. (Gast)


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Ja, ist unkritisch, auch das Relais.

von Operator S. (smkr)


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Kannst du dann nicht ein 12V Relais nehmen und das direkt auf die 12V 
Speisung hängen? Ein kleiner NPN oder N-Fet am Attiny Ausgang und du 
hast kaum mehr eine Belastung auf deinen 5V

von David P. (devryd)


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Operator S. schrieb:
> Kannst du dann nicht ein 12V Relais nehmen und das direkt auf die 12V
> Speisung hängen? Ein kleiner NPN oder N-Fet am Attiny Ausgang und du
> hast kaum mehr eine Belastung auf deinen 5V

Das könnte man sicherlich machen und es wäre vermutlich auch die bessere 
Lösung, aber ich habe weder einen Mosfet noch ein 12V Relais hier 
rumliegen.

von Bauform B. (bauformb)


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Aber einen doch ziemlich speziellen Spannungsregler hast du rumliegen? 
Jetzt ist Biergartenwetter, geh' raus und denk dir eine bessere Ausrede 
aus ;)

von Stefan F. (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Aber einen doch ziemlich speziellen Spannungsregler hast du rumliegen?

Das habe ich mich auch gerade gefragt.

von David P. (devryd)


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Bauform B. schrieb:
> Aber einen doch ziemlich speziellen Spannungsregler hast du rumliegen?

Das nicht, aber es ist günstiger einen spannungswandler zu bestellen als 
2 Transistoren 2 Relais.

von H. H. (Gast)


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David P. schrieb:
> Verbraucher ist ein attiny13a,welcher die zentralverriegelung meines
> Autos steuert.

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

von Richard (Gast)


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David P. schrieb:
> Verbraucher ist ein attiny13a,welcher die zentralverriegelung meines
> Autos steuert. Im Power down Mode zieht der wenige uA (weniger als ich
> messen kann)
> Der Strom steigt an, wenn er ein Relais schaltet. Wie schnell das
> Anliegen muss weiß ich nicht genau, da ich kein Datenblatt für das
> Relais Modul habe.
> Der der attiny13 aber auch mit deutlich geringeren Spannungen auskommt,
> ist ein spannungseinbruch vermutlich nicht so kritisch

Also erst mal ist es unsinnig eine Schaltung im Auto auf das letzte uA 
zu optimieren. Zweitens kann es im Bordnetz zu hohen Spannungsspitzen 
kommen, worauf die oben genannten Spannungsregler mit vorzeitigem 
Ableben reagieren könnten.

Hier darfst du dir was passendes aussuchen:
https://www.st.com/en/automotive-analog-and-power/linear-voltage-regulators.html
https://www.infineon.com/cms/en/product/power/linear-voltage-regulator/linear-voltage-regulators-for-automotive-applications/

von David P. (devryd)


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Richard schrieb:
> Also erst mal ist es unsinnig eine Schaltung im Auto auf das letzte uA
> zu optimieren

Auf das letzte uA wollte ich nicht optimieren, mir waren nur die 6mA 
etwas zu viel, die der Regler gezogen hat. Das mit den Spannungsspitzen 
ist gut zu wissen, danke

von Thomas (kosmos)


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Goldcap, Ultracap,.... ist doch völlig egal, soviel Strom zieht ein AVR 
nicht, das der Innenwiderstand entscheidend wäre, sobald er wach ist 
schaltet er sich den Spannungsregler ein und dann kann er wieder aus den 
Vollen schöpfen.

von Manfred (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Jetzt ist Biergartenwetter, geh' raus und denk dir eine bessere Ausrede
> aus ;)

Jaaaaaaaa!

David P. schrieb:
> Das nicht, aber es ist günstiger einen spannungswandler zu bestellen als
> 2 Transistoren 2 Relais.

Es mag billiger sein, ist ansonsten aber einfach nur dämlich.
Nächster Thread "Hilfe, mein ATTiny stürzt ab, wenn ..."

Wenn man zwei Spannungsebenen hat, kommen die Relais natürlich an die 
höhere (12V). Das spart Veluste am Längsregler, er kann kleiner 
ausgelegt werden. Was viel wichtiger ist: Man hält mögliche Störungen 
vom µC weg. Ich klemme Relais niemals an die µC-Versorgung.

Wenn ich "Auto" lese, viel Spaß damit. Da käme als Längsregler ein 
LP2950 in Betracht, der als Automotive-Version verfügbar ist.

von Thomas (kosmos)


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im Bereich der ZV, könnte man auch auf Relais verzichten, die sind meist 
so ausgelegt das nach dem Schließ- oder Öffnungsvorgang der Kontakt 
mechanisch unterbrochen wird. Es funktioniert dann nur noch die 
Ansteuerung in die andere Richtung.

von Stefan F. (Gast)


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Richard schrieb:
> Zweitens kann es im Bordnetz zu hohen Spannungsspitzen
> kommen, worauf die oben genannten Spannungsregler mit vorzeitigem
> Ableben reagieren könnten.

Ja, für KFZ sind die alle nicht geeignet.

von MaWin (Gast)


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David P. schrieb:
> Das könnte man sicherlich machen und es wäre vermutlich auch die bessere
> Lösung, aber ich habe weder einen Mosfet noch ein 12V Relais hier
> rumliegen.

Aber ein Sortiment Niedrigleistungsschaltregler ?

Deine vorgeschoben Argumentationskette ist doch absurd.

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