Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Effiziente Stromversorgung 24V - 5V - 3,3V


von Max (max374)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

Max hier. Ich verfolge dieses Forum schon seit längerem und es hat mir 
schon sehr oft geholfen. Jetzt habe ich ein eigenes Thema und wäre sehr 
froh über eure Unterstützung.

Ich habe folgendes Problem/Ausgangssituation:
Ich brauche für ein, mit Bleigel-Akkus (24V) betriebenes Projekt eine 
Stromversorgung mit 5V sowie 3,3V, um einen Mikrocontroller, Display, 
verschiedene Sensoren, ... zu effizient betreiben.

Ich plane ca. mit den folgenden Werten:
5V -> ca. 100 - 300mA, je nach Taktung des Mikrocontrollers (Puffer 
engerechnet)
3,3V -> ca. 100mA max

Jetzt stellt sich die Frage, wie ich die 24V möglichst effizient auf 5V 
und 3,3V herabsetze. Mein Plan wäre folgendes:
24V -> 5V mittels Step-Down
5V -> 3V mittels Linearregler

Macht das aus eurer Sicht her Sinn?

Und falls ja, welche Step-Down Regler würdet ihr empfehlen? Aktuell 
teste ich diese hier, bin mir aber nicht sicher, ob diese "gut" sind und 
man sich auf einen langfristigen Einsatz verlassen kann.

https://de.aliexpress.com/item/1005007342634171.html?spm=a2g0o.productlist.main.71.4f4cc465xXPArv&algo_pvid=5cc2af8d-96e4-4129-b3d9-b639d3f80505&aem_p4p_detail=2024091706423910371779582779160000787796&algo_exp_id=5cc2af8d-96e4-4129-b3d9-b639d3f80505-35&pdp_npi=4%40dis%21EUR%212.71%210.99%21%21%212.95%211.08%21%402103850917265805595193816ef705%2112000040342385003%21sea%21DE%210%21ABX&curPageLogUid=0YpOpC7YzoUA&utparam-url=scene%3Asearch%7Cquery_from%3A&search_p4p_id=2024091706423910371779582779160000787796_9

Macht es Sinn, einen Step-Down Regler selber nachzubauen, mittels 
LM2576, oder doch direkt kaufen?

Und ich verwende im Projekt ebenfalls einen 433mHz Funkmodul. Würde es 
durch die, im Step-Down Regler verbaute, Spule zu Problemen kommen?


Danke für eure Hilfe :)

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


Lesenswert?

Max schrieb:
> 24V -> 5V mittels Step-Down
> 5V -> 3V mittels Linearregler

In diesem Fall muss der 5V Regler halt für beide Lasten ausgelegt 
werden. Wenn die 3,3V auch direkt mit Schaltwandler aus den 24V gewonnen 
werden, ist das nicht der Fall. Deine Lösung ist dann sinnvoll, wenn die 
3,3V höheren Ansprüchen an Reinheit genügen sollen.
Energietechnisch ist die Lösung mit 2 Schaltwandlern geringfügig besser. 
Keine Ahnung, ob es bei dir darauf ankommt.

Max schrieb:
> Macht es Sinn, einen Step-Down Regler selber nachzubauen, mittels
> LM2576, oder doch direkt kaufen?

Direkt kaufen ist sicher sinnvoll, weil du dich da nicht mit Layout und 
Bauteilbeschaffung aufhalten musst. Auch preislich kannste als 
Selbstbauer da nicht mithalten. LM2576 ist ein altes Schlachtroß, da 
gibt es mittlerweile besseres.

Max schrieb:
> Und ich verwende im Projekt ebenfalls einen 433mHz Funkmodul.
Die Versorgung des Moduls auf jeden Fall zusätzlich sieben, am besten 
mit CLC Filter (Pi-Filter). Modul weit absetzen von digitalem Krams und 
die Antenne am besten auch. Vor allem für den Empfang ist das wichtig, 
wenn das Modul nur sendet, ist es nicht so kritisch.

von Helmut -. (dc3yc)


Lesenswert?

Sagst du uns bitte auch, um welchen µC es sich handelt? Vielleicht 
reichen ja die 300mA nicht ganz?

von Max (max374)


Lesenswert?

Danke für die Rückmeldungen.

Das Funk Modul soll senden und empfangen können.

Matthias S. schrieb:
> Die Versorgung des Moduls auf jeden Fall zusätzlich sieben, am besten
> mit CLC Filter (Pi-Filter)

Hast du eine Beispielschaltung dafür?


Matthias S. schrieb:
> Direkt kaufen ist sicher sinnvoll, weil du dich da nicht mit Layout und
> Bauteilbeschaffung aufhalten musst.

Ich möchte das ganze später eh auf einer eigenen, gezeichneten Platine 
aufbauen. Mir ging es hier mehr darum eine Lösung zu finden, auf die ich 
mich wirklich verlassen kann. Auch im Außenbereich bei Temperaturen von 
max -10 - 40 Grad.

Helmut -. schrieb:
> um welchen µC es sich handelt?
nach aktuellen Planungen möchte ich den Teensy 4.1 einsetzen. 
Wahrscheinlich jedoch etwas niedriger getaktet.

von Gerald B. (gerald_b)


Lesenswert?

Es gibt 78xx Derivate auf Schaltreglerbasis. Die sind nur in etwa so 
groß, wie ein TO220 und benötigen lediglich einen Eingangs- und einem 
Ausgangskondensator. Die gibts vom freundlichen Chinesen schon unter 1€. 
Nehme ich gerne in eigenen Projekten.
https://www.lcsc.com/products/DC-DC-Power-Modules_13486.html?keyword=7805

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


Lesenswert?

Max schrieb:
> Ich möchte das ganze später eh auf einer eigenen, gezeichneten Platine
> aufbauen.

Den Teensy layoutest du dir auch selber? Wenn nicht, kannst du da 
genauso wie eine Teensy Platine auch eine Reglerplatine rein layouten.

Max schrieb:
> Hast du eine Beispielschaltung dafür?

Guckstu 'Pi-Filter':
https://www.electronicdeveloper.de/FilterPassivTiefpassLC_Pi_3O.aspx

Die untere Grenzfrequenz so tief wie möglich, so das du noch kleine 
Bauteile verwenden kannst. Als Anhaltspunkt 1µF Alu, 220µH Drossel, 
100nF Keramik/Folie, aber alles frei variabel. Du möchtest digitales 
Sproddeln vom 433Mhz Modul fernhalten (und umgekehrt). Viele HF Designer 
legen in die Datenleitungen noch kleine Widerstände (22-100 Ohm), über 
die keine HF rüberhüpft.

Max schrieb:
> Auch im Außenbereich bei Temperaturen von
> max -10 - 40 Grad.

Der normale industrielle Temperaturbereich wäre von 0-70°C, aber ich 
habe noch keine Schaltung erlebt, die bei -10°C deswegen ausgestiegen 
wäre. Viel problematischer ist Kondensation.

: Bearbeitet durch User
von Michael (Gast)


Lesenswert?

Max schrieb:
> Macht das aus eurer Sicht her Sinn?

Ja.
Strom spart man aber letztlich am meisten durch ein stimmiges 
Gesammtkonzept in dem die Schaltungsteile so oft wie möglich schlafen 
gelegt werden.

Suche die Schaltregler danach aus das die nicht viel mehr als die 
geforderte Leistung schaffen.
Die hohe Effizienz haben die irgendwo bei 80% max. Leistung.
Bei Deinen Pipiströmen verbraten die mehr selber als die liefern müssen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.