Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Empfehlung/Erfahrung: fertiges, effizientes Step-Down Modul 5V 3A


von Dominik (koelner)


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Hallo,

für den Einsatz an kleiner Solaranlage mit 12V Pb-Akku suche ich ein 
effizientes Modul mit Schaltregler. Bei den verschiedenen Schaltreglern 
und Frequenzen habe ich auch nach langer Recherche keine Übersicht:

Bedingungen:
- Es sollte möglichst effizient sein
- Es sollte max. 3A Dauerlast(!) können ohne außergewöhnlich heiß zu 
werden und extra Kühler oder gar Lüfter zu benötigen.
- Der Ruhestrom/Eigenverbrauch bei unbelasteten Ausgang sollte möglichst 
gering sein
- Es sollte solide sein, also im 24/7 Dauerbetrieb nicht nach kurzer 
Zeit häufig ausfallen (Erfahrungswerte?).
- Es sollte ein Fertigmodul mit Platine sein, gerne aus China mit 
längerer Lieferzeit. Bitte keine Eigenschaltungen! Lediglich der Tausch 
einiger Komponenten (z.B. bessere Elkos, etc) von fertigen Module wäre 
für mich machbar.
- Es sollte schon ein normales Modul sein und kein 12V-Steckgerät für 
die KFZ-Bordsteckdose.
- Es wäre auch schön, wenn die Ausgangsspannung noch frei regelbar über 
Poti (Ziel 5,2V) statt fest 5,0V. Wäre aber rein optional und kann ich 
verzichten, falls alle vorherigen Punkte gut zutreffen.

Mich interessieren vor allem Erfahrungswerte? Mit vielen Verkäufen ist 
ein 5A-Modul mit den Schaltregler "XL4015" zu finden, von dem man hier 
nicht viel lesen kann.


Danke im Voraus,
Dominik

: Verschoben durch Moderator
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Dominik P. schrieb:
> Mit vielen Verkäufen ist
> ein 5A-Modul mit den Schaltregler "XL4015" zu finden, von dem man hier
> nicht viel lesen kann.

Das Dings ist gar nicht schlecht und sollte alle deine Ansprüche 
erfüllen. Ich habe davon einige am Laufen.
Bezogen habe ich sie aus DE:
https://www.ebay.de/itm/255283221975
Liefern recht fix und hat einen kleinen Kühlkörper, der sonst nicht 
immer dabei ist.

von Stefan F. (Gast)


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Die DC/DC Wandler von Traco haben einen guten Ruf. Ich habe davon eine 
Hand voll (kleinere Modelle) kommerziell ohne Probleme verwendet.

Bei den Chinesischen Modulen musst du aufpassen, die Leistungsangaben 
gelten in der Regel nur für wenige Sekunden oder bei ganz besonders 
aufwändiger Kühlung. Gut dass der Matthias dir ein 5A Modul empfohlen 
hat.

von Stefan F. (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> hat einen kleinen Kühlkörper, der sonst nicht
> immer dabei ist.

Eigentlich sollen diese ICs über durch Kühlfahne gekühlt werden, nicht 
durch das Plastik-Gehäuse.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Eigentlich sollen diese ICs über durch Kühlfahne gekühlt werden, nicht
> durch das Plastik-Gehäuse.

Werden sie auch. Zumindest beim makershop Teil ist unter dem Chip recht 
viel Kupfer stehen gelassen worden.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Die DC/DC Wandler von Traco haben einen guten Ruf.

Gibts da welche mit Poti?

: Bearbeitet durch User
von Das ist echt deprimierend hier (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Gibts da welche mit Poti?

Wozu braucht ein Festspannungsregler ein Poti?

Ansonsten, ja, selbstverständlich, Traco hat auch einstellbare 
DC-DC-Wandler:
https://de.farnell.com/c/stromversorgung-netzschutz/netzteile/dc-dc-wandler/dc-dc-wandler-mit-einstellbarer-ausgangsspannung-nicht-isoliert-leiterplattenmontage?brand=traco-power

von Frank K. (fchk)


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Vorschlag:
https://g.recomcdn.com/media/Datasheet/pdf/.fXV2ve-W/.t344a70efac7671e03729/Datasheet-266/R-5A.pdf

Die Kondensatoren im Schaltplan auf Seite 7 solltest Du nicht weglassen. 
Die sind notwendig, insbesondere der am Ausgang.

fchk

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Das ist echt deprimierend hier schrieb:
> Wozu braucht ein Festspannungsregler ein Poti?

Der TE fragte danach:

Dominik P. schrieb:
> - Es wäre auch schön, wenn die Ausgangsspannung noch frei regelbar über
> Poti (Ziel 5,2V) statt fest 5,0V.

von Dominik (koelner)


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Danke für die Empfehlungen. Ich werde aktuell wohl den von Matthias 
vorgeschlagenen Regler probieren, sofern kein noch besserer Vorschlag 
kommt. Nennstrom x2 hätte ich aus China sowieso genommen. Mit LM2596ern 
habe ich da schlechte Erfahrungen gemacht.

Traco geht in Richtung Industriestandard und kostet tatsächlich 10-20mal 
soviel: 
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-tsr-3-3-0-6-0-vout-3000-ma-open-frame-tsr-3-2450-p124113.html
Wenn hohe Ausfallsicherheit gefordert ist und gar 
Produktionsausfallkosten verursacht werden, lohnt sich das sicherlich. 
Bei mir im privaten Bereich wohl eher nicht. Außerdem hat zumindest das 
o.g. Traco-Modul einen Ruhestrom von 25mA, was ich schon ganz schön viel 
finde. Das Modul von Matthias laut Datenblatt des Reglers typischerweise 
nur 2mA. Da fällt die Entscheidung doch schon leichter.

von Stefan F. (Gast)


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Dominik P. schrieb:
> Es sollte solide sein, also im 24/7 Dauerbetrieb nicht nach kurzer
> Zeit häufig ausfallen

Dominik P. schrieb:
> Wenn hohe Ausfallsicherheit gefordert ist und gar
> Produktionsausfallkosten verursacht werden, lohnt sich das sicherlich.

Na dann, nimm ihn.

von Dominik (koelner)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Dominik P. schrieb:
>> Es sollte solide sein, also im 24/7 Dauerbetrieb nicht nach kurzer
>> Zeit häufig ausfallen
>
> Dominik P. schrieb:
>> Wenn hohe Ausfallsicherheit gefordert ist und gar
>> Produktionsausfallkosten verursacht werden, lohnt sich das sicherlich.
>
> Na dann, nimm ihn.

Fällt er denn sehr oft aus? Deshalb habe ich ja explizit nach 
Erfahrungswerten gefragt: Wenn der alle 7Tage hinüber ist, würde ich 
doch lieber was anderes wählen. Nach 1-2Jahren kann ich ihn gerne mal 
ersetzen. Ggf. kann man auch Ausgangselkos gegen bessere (Low-ESR) oder 
die Spule tauschen und lieber dafür etwas ausgeben. Worauf es mir 
überhaupt nicht ankommt ist der Platzbedarf.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Die Traco Module die ich verwendet hatte, hielten mehr als 10 Jahre, 
danach habe ich den Kunden aus den Augen verloren.

Ich habe auch einige LM2576 Module von Aliexpress für meine 
Hobby-Basteleien verwendet. Bisher ohne Probleme, aber ich habe sie 
dabei auch nicht einmal halb ausgelastet. Bei 3A werden die schon 
ziemlich warm, das will ich nicht auf Dauer. Das du die für deinen Fall 
ablehnst, scheint mir sehr vernünftig.

von H. H. (Gast)


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Nimm eines der Module mit LT3800.

Hier nur ein Beispiel:

https://de.aliexpress.com/item/1005001715409903.html

von Dominik (koelner)


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H. H. schrieb:
> Nimm eines der Module mit LT3800.
[..]
> https://de.aliexpress.com/item/1005001715409903.html

Du bist sicher, dass bei diesem Layout ein LT3800 verwendet wird? Steht 
ja nirgendwo dabei - auch bei anderen Händler mit gleichen Produktbild.

Ich habe das Datenblatt überflogen, aber es gibt ja zig Schaltvarianten. 
Gibt es Erfahrungen, bezüglich Wirkungsgrad im unteren Lastbereich 
(1-2A) und Leerlaufstrom?
Gibt es Fälschungen vom LT3800? Ist das einer der modernsten 
Schaltregler (zu den es fertige Module gibt)?

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Glaubst du ich saug mir den Tip aus den Fingern?

von Stefan F. (Gast)


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Erfahrungswerte werden wohl kaum etwas nützen, wenn die Module von zig 
Herstellern unterschiedlich bestückt gebaut werden. Wie üblich muss man 
da wohl auf gut Glück bestellen und selber testen. Mal hat man ein 
glückliches Schnäppchen gemacht, mal nicht. Irgendwie ein bisschen 
funktionieren tun sie alle. In China reicht das, um einen Umtausch aus 
zu schließen.

von Dominik (koelner)


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Auch wenn Erfahrungswerte nicht viel nützen, hier mal eine Rückmeldung 
von meinen ersten Versuchen mit den beiden Modulen mit LT3800 und 
XL4015:

Alle Messungen (I_12,00V vom Display des Labornetzteils abgelesen) 
beinhalten mein USB-Messgerät "USB Meter" mit Display außer die 
unbelastete Messung, welche ich mit einem Multimeter im mA-Bereich 
gemacht habe ohne jeglichen Verbraucher.
Das LT3800-Modul hat eine blaue Betriebs-LED und das XL4015 ein rote. 
Wenn man die noch auslötet, was ich vor habe, wird der Ruhestrom sicher 
noch etwas geringer.
Die Ausgangsspannung des XL4015-Modul lässt sich wesentlich feiner am 
Poti einstellen als beim LT3800-Modul. Bei letzteren war es schon schwer 
genau 5,20V Ruhespannung zu treffen. Den Zusatzkühlkörper für das XL4015 
habe ich für den Test noch nicht angebracht.

I5V  | LT3800        | XL4015
     | U    | I12V   | U    | I12V
0,00 | 5,20 | 0,0075 | 5,20 | 0,0054
0,20 | 5,15 | 0,14   | 5,10 | 0,12
0,50 | 5,09 | 0,28   | 5,02 | 0,26
1,00 | 4,97 | 0,52   | 4,96 | 0,51
2,00 | 4,76 | 0,95   | 4,87 | 1,03
3,00 | 4,62 | 1,42   | 4,77 | 1,56

Der Wirkungsgrad liegt ab einen Ausgangsstrom von 0,5A bei beiden also 
bei ~80% (+/-5%).

Die Wärmebildkamera zeigt, dass ein Zusatz-Kühlkörper beim XL4015 nicht 
unbedingt nötig ist. Bei Zimmertemperatur liegt der XL4015 bei 2A 
33Grad, bei 3A 50Grad. Allerdings wird die Diode D1 (Typ 5554) auf der 
Platine noch heißer: Bei 2A 50Grad und bei 3A gar 60Grad. Ist das so 
etwas wie eine Freilaufdiode? Die ist antiparallel niederohmig zum 
Ausgang.

Der LT3800-IC ist wesentlich kleiner und wird eher heiß, aber steigt 
dann langsamer an: Bei 1A schon 40Grad, bei 3A sind es 44Grad. Sonst 
werden keine weiteren Bauteile auf der Platine nennenswert warm.

Fazit: Für meinen Zweck sind beide gut geeignet. Bei 200mA haben beide 
einen etwas schlechteren Wirkungsgrad, wobei aber wohl mein 
USB-Messadapter und die Status-LED auf der Platine das Ergebnis 
verfälschen.
Wegen der heißen Diode am XL4015 würde ich eher zum LT3800 tendieren.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Dominik P. schrieb:
> Wegen der heißen Diode

Vermutlich haben die Jungs eine zu langsame Diode verwendet. Aber klar, 
selber austauschen will man da nix.

von Alt G. (altgr)


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Die hier fehlen in deiner testliste:

https://de.aliexpress.com/item/33001457183.html
Und der auch:
https://de.aliexpress.com/item/1005003781600422.html

Würde mich persönlich interessieren wie die abschneiden.

von Dominik (koelner)


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Ergänzung: Ich habe beide Modulen übrigens beim gleichen Händler am 
04.09. bestellt und sie sind heute am 15.09. im Briefkasten gewesen:

https://www.aliexpress.com/item/32833317118.html
XL4015 with Radiator:
https://www.aliexpress.com/item/1005004272138392.html

von Dominik (koelner)


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Matthias S. schrieb:

> Vermutlich haben die Jungs eine zu langsame Diode verwendet. Aber klar,
> selber austauschen will man da nix.

Austauschen würde ich probieren. Kannst Du einen Ersatztyp empfehlen, 
die gut, also quasi überall zu bekommen ist?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Dominik P. schrieb:
> Kannst Du einen Ersatztyp empfehlen,
> die gut, also quasi überall zu bekommen ist?

Nö, da fehlt mir der Marktüberblick. ES5D würde z.B. funktionieren, (SMC 
Case) oder PDR5KF im PowerDI5 Case.
Ob das bei dir reinpasst, weiss ich aber nicht.

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