Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3V Spannungsregler für KFZ mit möglichst geringen Ruhestrom - LP2950 Ersatz?


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von Dominik (koelner)


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Hallo,

ich suche einen Spannungsregler mit welchen ich einen 3V uC in einem 
länger stehendes KFZ aus dem Bordnetz versorgen kann. Der uC benötigt 
nur 10uA im Sleepmode. Er wacht alle paar Sekunden mal auf und benötigt 
dann ca. 10mA für wenige ms.
Ich habe Low Quiesent LDOs gefunden, die zwar gut passen, allerdings nur 
bis 6V Input gehen, bzw. 7V absolut maximum. Für die höhere Input 
Voltage des KFZ Boadnetz wird hier oft LP2950 empfohlen. Die gibt es bei 
Reichelt und Pollin als "CZ"-Version und bei Reichelt eine wesentlich 
günstigere ACZ Version. Datenblätter finde ich ziemlich unübersichtlich, 
da sie für mehrere Typen sind. ACZ soll nur etwas genauer sein, was mich 
verwundert, da der CZ bei Reichelt 3x so teuer wie der ACZ ist.

Entscheidend ist für mich aber der Ruhestrom und der ist schwierig 
rauszulesen aus den verschiedenen LP2950 Datenblättern. Es sind 
vermutlich 75uA, was im Verhältnis zu den gebrauchten 10uA des uC im 
Sleepmode schon ein Vielfaches ist. Dann lese ich hier in einem anderen 
Beitrag, dass der LP2950 sowieso eine Grundlast von min. 100uA benötigt 
um zu funktionieren. Müsste also dauerhaft noch einen 33K Widerstand am 
Ausgang mit dranhängen. Wären also in Summe dann schon rund 0,2mA. Da 
habe ich hier ganz billige MP1584-Schaltreglermodule von Aliexpress, die 
in Ruhe auch nur 0,2mA benötigen. :(

Kennt jemand vielleicht einen sparsameren 3V Linearregler, der einen 
höheren Eingangsspannungsbereich hat für's KFZ-Netz und mit weniger 
Grundlast auskommt?

Danke

Dominik

: Verschoben durch Moderator
von Steve van de Grens (roehrmond)


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Dominik schrieb:
> Es sind wohl 75uA, was im Verhältnis zu den gebrauchten 10uA
> des uC im Sleepmode schon ein Vielfaches ist.

Das stimmt wohl, aber es ist im Vergleich zur Ruhestromaufnahme des KFZ 
und der Selbstentladung der Batterie vernachlässigbar. Denn da geht es 
eher um zweistellige mA.

> eine Grundlast von min. 100uA benötigt um zu funktionieren

Da kann ich dich beruhigen. In der Praxis funktioniert er sogar ganz 
ohne Grundlast gut genug. Dabei sind die 3V nicht mehr garantiert, kann 
dann durchaus mal 3,3V werden. Aber das juckt keinen, oder?

: Bearbeitet durch User
von Dominik (koelner)


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Steve van de Grens schrieb:
> Dominik schrieb:
>> Es sind wohl 75uA, was im Verhältnis zu den gebrauchten 10uA
>> des uC im Sleepmode schon ein Vielfaches ist.
>
> Das stimmt wohl, aber es ist im Vergleich zur Ruhestromaufnahme des KFZ
> und der Selbstentladung der Batterie vernachlässigbar. Denn da geht es
> eher um zweistellige mA.

naja, die Boardelektronik selbst braucht ja meist schon einige mA. Die 
möchte ich dann nicht unnötig weiter mitbelasten, wenn das KFZ mal ein 
Monat oder mehr steht.

> Da kann ich dich beruhigen. In der Praxis funktioniert er sogar ganz
> ohne Grundlast gut genug. Dabei sind die 3V nicht mehr garantiert, kann
> dann durchaus mal 3,3V werden. Aber das juckt keinen, oder?

Naja, das klang hier aber etwas anders: 
Beitrag "Festspannungsregler LP2950 12V -> 5V geht nicht"
Da waren es bei 5V gleich 7-8V. Müsste ich im Zweifel mit 10uA mal 
ausprobieren, welche Spannung noch abfällt.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Dominik schrieb:
> ich suche einen Spannungsregler mit welchen ich einen 3V uC in einem
> länger stehendes KFZ aus dem Bordnetz versorgen kann.

Was haben Spannungsregler in der Fahrzeugelektronik mit "möglichst 
geringem Ruhestrom", die du als Sonderentwicklung sowieso nicht bezahlen 
möchtest, mit Mikrocontrollern und sonstiger digitaler Elektronik zu 
tun.

Reichen dir am Markt verfügbare Spannungsregler nicht aus?
Da gibt es genug mit sehr geringer Eigenstromaufnahme (s. parametrische 
Suche bei Herstellern oder Distributoren).
Hast du deine 0.2mA schon einmal in Relation zur Selbstentladung der 
Kfz-Batterie gesetzt?

von Michael B. (laberkopp)


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Dominik schrieb:
> Kennt jemand vielleicht einen sparsameren 3V Linearregler, der einen
> höheren Eingangsspannungsbereich hat für's KFZ-Netz und mit weniger
> Grundlast auskommt?

LT3014, RS3007, TP552, MST5630B, RT9072, LM2936HV.

von Georg M. (g_m)


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AP7375Q-30Y-13
AP7387Q-30Y-13
SE8530
SE8630
ME6203A30PG
LR8341A-M30

von Rüdiger B. (rbruns)


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Solarmodul zur Pufferung ?

von Roland E. (roland0815)


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Und wenns nix fertiges gibt, selber bauen. So ein ultrastromsparender 
Linearregler ist jetzt kein Hexenwerk, wenn der wirklich nur 10mA 
liefern können muss.

von Michael B. (laberkopp)


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Roland E. schrieb:
> Und wenns nix fertiges gibt, selber bauen. So ein ultrastromsparender
> Linearregler ist jetzt kein Hexenwerk,

Na dann, wir freuen uns auf dein Schaltungsbeispiel.

von (prx) A. K. (prx)


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Dominik schrieb:
> aja, das klang hier aber etwas anders:
> Beitrag "Festspannungsregler LP2950 12V -> 5V geht nicht"

Diesen Thread würde ich nicht als Referenz verwenden.

von (prx) A. K. (prx)


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Dominik schrieb:
> einen 3V uC

Um welchen Typ geht es eigentlich dabei¿

von Manfred P. (pruckelfred)


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Dominik schrieb:
> Ich habe Low Quiesent LDOs gefunden, die zwar gut passen, allerdings nur
> bis 6V Input gehen,

HT7530 geht weiter hoch, ebenso MCP1703.

Für Deine feindliche Umgebung willst Du den MCP1792.

von Klaus H. (hildek)


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Ich werfe mal den Maxim MAX16910 in den Ring. Vin max. 30V (Transienten 
bis 45V), 20µA Ruhestrom, max. 300mA Iout. Automotiv Grade.
Wird man jedoch vermutlich nicht finden bei Reichelt/Pollin/Conrad ...

von (prx) A. K. (prx)


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Klaus H. schrieb:
> Ich werfe mal den Maxim MAX16910 in den Ring.

Wenn man die gleichen Kriterien wie beim LP2950 anlegt, dann sollte man 
eine 1mA-LED dahinter hängen, um im spezifizierten Betriebsbereich zu 
bleiben.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Steve van de Grens schrieb:
> Da kann ich dich beruhigen. In der Praxis funktioniert er sogar ganz
> ohne Grundlast gut genug. Dabei sind die 3V nicht mehr garantiert, kann
> dann durchaus mal 3,3V werden. Aber das juckt keinen, oder?

Yep. Die Daten sehr vieler Regler sind auch nach unten nur einem 
bestimmten Betriebsbereich spezifiziert. Und der fängt beim LP2950 bei 
100µA an, beim MAX16910 bei 1mA. Darunter muss er diese Daten nicht 
einhalten.

Manche Regler haben technisch bedingt eine Mindestlast, unterhalb der 
sie nicht funktionieren können. Das betrifft beispielsweise den LM317 
und die 1117er, die deshalb üblicherweise diese Mindestlast im 
Spannungsteiler verheizen. Andere funktionieren auch dann, nur eben 
nicht unbedingt mit exakt den spezifizierten Daten.

: Bearbeitet durch User
von Klaus H. (hildek)


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(prx) A. K. schrieb:
> Wenn man die gleichen Kriterien wie beim LP2950 anlegt, dann sollte man
> eine 1mA-LED dahinter hängen, um im spezifizierten Betriebsbereich zu
> bleiben.

Du meinst den Mindeststrom? Imho ist der nicht spezifiziert, nur die 
genannten Toleranzgrenzen für die Datenblattwerte (Vout33 = 3.234V ... 
3.366V) verlangen den.
Es sind aber auch Kurven im Datenblatt mit der Bedingung I_Load = 0.
Und z.B. der Satz: "... consumes only 20µA of quiescent current
at no load."

Ich müsste es mal nachmessen ...

von (prx) A. K. (prx)


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Klaus H. schrieb:
> Imho ist der nicht spezifiziert

Genau. Bei den 317/1117ern ist er das, prinzipbedingt. Deren 
Betriebsstrom fliesst ja grösstenteils in den Ausgang, nicht in GND. Bei 
den meisten anderen sind am Ausgang höchstens irgendwelche Leckströme.

> Ich müsste es mal nachmessen ...

Natürlich gilt das dann nur (1) für das konkrete Exemplar und (2) für 
diesen Hersteller. ;-)

In der konkreten Anwendung des Threads wird das wahrscheinlich keine 
Rolle spielen. LP2950 ausprobieren, KFZ-Schutzschaltung davor und gut 
ist.

: Bearbeitet durch User
von Roland E. (roland0815)


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Michael B. schrieb:
> Roland E. schrieb:
>> Und wenns nix fertiges gibt, selber bauen. So ein ultrastromsparender
>> Linearregler ist jetzt kein Hexenwerk,
>
> Na dann, wir freuen uns auf dein Schaltungsbeispiel.

40uA Ruhestrom, 120mA Dauerstrom. Zwar 3,3V, aber ist ja kein Hexenwerk. 
Ein Eingangszweig kann ja hier auch weg.

Auf die Schnelle ein Foto vom Schaltplan. Akkus sind 12V nominal.

von Michael B. (laberkopp)


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Roland E. schrieb:
> Auf die Schnelle ein Foto vom Schaltplan

Du möchtest nicht eine Schaltung, deren Ausgangsspannung zwischen 3.5V 
im Leerlauf und 2.5V unter Volllast als Spannungsregler verkaufen ?

Und eine Moindesteingangsspannung von 7.5V um ca. 3V zu liefern ist 
ungefähr das Gegenteil von LowDrop.

Wenn du sie wenigstens mit einem OnSemi TLV431 aufgebaut hättest.

Na ja, dafür Strombegrenzung, ist ja auch was wert.

Aber weit entfernt von den unter 10uA Iq genannten echten 
Spannungsreglern.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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Warum keinen Schaltregler?

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/lt3970.pdf

Iq 2.5uA, 40V, AEC-Q100

Ziemlich cool oder?

Vanye

von Soul E. (soul_eye)


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Dominik schrieb:

> Kennt jemand vielleicht einen sparsameren 3V Linearregler, der einen
> höheren Eingangsspannungsbereich hat für's KFZ-Netz und mit weniger
> Grundlast auskommt?

TPS7A1633-Q1 braucht typ. 5 und max. 15 µA und erlaubt MLCCs am Ausgang.
https://www.ti.com/product/TPS7A16-Q1?qgpn=tps7a1633-q1

von Roland E. (roland0815)


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Michael B. schrieb:
> Roland E. schrieb:
>> Auf die Schnelle ein Foto vom Schaltplan
>
> Du möchtest nicht eine Schaltung, deren Ausgangsspannung zwischen 3.5V
> im Leerlauf und 2.5V unter Volllast als Spannungsregler verkaufen ?
>

Theoretisch mag dein Gesabbel stimmen, praktisch im Einsatz waren die 
3,3V hinreichend stabil. Und das Zählt letztlich. Ein MuC mit ein paar 
Pullups und -downs ist kein Leerlauffall mehr, egal ob der aus ist oder 
nicht. Und der Controller war für 1,8..3,6V spezifiziert. Warum also 
eine (unnötige) Goldkante?

> Und eine Moindesteingangsspannung von 7.5V um ca. 3V zu liefern ist
> ungefähr das Gegenteil von LowDrop.
>

Schrub ich was von LDO? Nein, der kommt nur in deiner Phantasie vor. Bei 
einer zu erwartenden Spannungsdifferenz von 3..25V auch völlig sinnfrei.

100mA im Betrieb auf 7,5..11V zu verheizen ist kein Pappenstiel mehr. 
Das macht man nicht auf nem einzelnen Sot23. Selbst Sot89 wird da schon 
eng.

> Wenn du sie wenigstens mit einem OnSemi TLV431 aufgebaut hättest.
>

Die brauchte den dreifachen Strom und ist auch nicht genauer als der LT 
-> ungeeignet.


> Na ja, dafür Strombegrenzung, ist ja auch was wert.
>
> Aber weit entfernt von den unter 10uA Iq genannten echten
> Spannungsreglern.

Die allesamt keine >7V am Eingang vertragen.
Und bei 28,8V (jump Start) wirds gleich ganz eng...

PS: Die Schaltung ist inzwischen 8Jahre alt. Damals sah es mit 
Linearreglern sparsam bis 30V richtig dünn aus.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7499090 wurde vom Autor gelöscht.
von Enrico E. (pussy_brauser)


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Roland E. schrieb:
> Auf die Schnelle ein Foto vom Schaltplan.

Die Strombegrenzung sollte vor dem Längsregler platziert werden, dann 
bleibt die Ausgangsspannung wenigstens stabil.

von Dominik (koelner)


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Ich bedanke mich, jetzt nach dem anschauen unzähligen Datenblättern, 
noch mal für alle Tipps! Die Eierlegende-Wollmilchsau, die man an jeder 
Ecke bekommt war - wie schon erwartet - leider nicht darunter. Ein paar 
interessante Typen habe ich nun auf den Zettel, wenn ich ein bisschen 
mehr hab um mich noch mal an einer Sammelbestellung bei mouser dran zu 
hängen.
Kurzfristig werde ich mein Vorhaben wohl doch mit dem LP2950 mit 
entsprechender Grundlast realisieren. Die 0,2mA werde ich der 
KFZ-Batterie dann halt zumuten müssen.

Schaltregler ist ja schön und gut, aber da erwarte ich im 24/7 
Dauerbetrieb keine hohe Lebensdauer. Und 2,5uA Schaltregler mag sicher 
cool sein, aber leider ziemlich teuer (waren glaub ich ~6EUR bei den 
Typ) und bedürfen viel mehr Hühnerfutter und somit Zeitaufwand. Da 
kommen für mich eigentlich nur fertige Module in Frage, die es damit 
nicht gibt. kleine Buck-Converter mit 0,2mA aus China habe ich schon 
hier. Es gibt auch welche mit angeblich nur 20uA nehmen: 
https://www.aliexpress.com/item/1005005434049056.html
Laut Beschreibung kommt ein XL4015 zum Einsatz. Ich habe hier ein 
anderes Modul mit dem selben Regler, welches allerdings 5,4mA nimmt. 
Insofern weiß ich nicht, ob man den Artikelangaben hier wirklich trauen 
kann. Unabhängig davon halte ich wegen der Lebensdauer einen 
Schaltregler sowieso für ungeeignet.

von Dominik (koelner)


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Nachtrag: Diese Module gibt es mehrfach bei Aliexpress und es ist kein 
XL4015. Der XL4015 nimmt laut Datenblatt nämlich tatsächlich 5mA 
Ruhestrom. Bei den meisten Händlern, ist laut Bewertungen die 
Chip-Bezeichnung abgeschliffen. Jedoch konnte ich einen finden, wo in 
der Bewertung steht, dass der Schaltregler ein ZCC5160 ist. Dieser 
braucht wohl tatsächlich nur 10-20uA Ruhestrom und würde passen - auch 
wenn ich kein richtiges Datenblatt finden kann.

: Bearbeitet durch User
von Hartmut  . (rio71)


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HT75xx-1 ; HT7530-1 ; 3% ; Vin = 30 V ; Iq = 2,5 µA ; max. 100 mA ; TO92 
; SOT89 ; OT23-5
HT75xx-2 ; HT7530-2 ; 1% ; Vin = 30 V ; Iq = 2,5 µA ; max. 100 mA ; TO92 
; SOT89 ; OT23-5

von Norbert (der_norbert)


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Dominik schrieb:
> Die 0,2mA werde ich der
> KFZ-Batterie dann halt zumuten müssen.

Also 2Ah in 10000 Stunden. (knapp 14 Monate)
Ja, das scheint ein echtes Problem. ;-)

: Bearbeitet durch User
von Roland E. (roland0815)


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Norbert schrieb:
> Dominik schrieb:
>> Die 0,2mA werde ich der
>> KFZ-Batterie dann halt zumuten müssen.
>
> Also 2Ah in 10000 Stunden. (knapp 14 Monate)
> Ja, das scheint ein echtes Problem. ;-)

Wenns dabei bleibt ist ja gut. Aber das ist nur der Eigenverbrauch vom 
Regler. Die Anwendung kommt noch dazu...

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