Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Empfehlung Step Down Converter IC


von Valentin H. (vh789)


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Hi zusammen,
ich nutze für meine kleinen uC Projekte zur Zeit immer fertige Step down 
converter Module, wenn ich eine Spannung wandeln muss. Auch wenn ich 
eine Platine selbst entwerfe, verwende ich bisher Module.
Jetzt möchte ich selbst einen Step Down Converter auf die Platine 
bringen um Platz und Kosten zu sparen und habe verschieden ICs dafür 
gefunden.
Meine Anforderungen sind:
-min Strom 500 mA
-Spannung Eingang 12 V
-Spannung Ausgang 5 V (Zukunft ggf. auch 3V3)

Als potentielle Kandidaten habe ich gefunden
-LM2596
-TPS560430
-ME3116

Leider haben alle ihre Vor- und Nachteile, wie bspws ein sehr kleines 
Package zum Handlöten, "hoher" Preis (Shop Aliexpress) oder aufwendige 
Beschaltung.

Hat jemand eine Empfehlung für mich, für einen Low-Cost converter IC, 
entweder als fixed voltage oder adjustable Version.

Gruß

: Verschoben durch Moderator
von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Vielleicht irgendwas Richtung AP5100 von Diodes Inc.?
Oder der AP62201?

Das sind so meine beiden Standard-Regler für 12V auf 5V geworden und mit 
50 bzw. 30 Cent pro Stück bezahlbar, die Spule kostet meist mehr.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Valentin H. schrieb:
> Meine Anforderungen sind:
> -min Strom 500 mA
Interessanter wäre da wohl der maximale Strom...

> -Spannung Eingang 12 V
> -Spannung Ausgang 5 V (Zukunft ggf. auch 3V3)
Mein Tipp: LMR51430

> sehr kleines Package zum Handlöten
Bei hohen Schaltfrequenzen ist es gut, wenn man kurze Wege durch ein 
kleines Gehäuse hat. Und diese "bedrahteten" SMD-Bauteile SOT323 und 
SOT23 sind noch relaitv einfach zu löten.

von Harald K. (kirnbichler)


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Den steinalten Klassiker MC34063A gibts im bastelfreundlichen DIP-8.
https://www.mouser.de/datasheet/2/389/mc34063ab-1849936.pdf

Der kann 1.5A schalten, kommt mit Eingangsspannungen zwischen 3 und 40 V 
zurecht, und kann Ausgangsspannungen herunter bis zu 1.25 V erzeugen.

Zusätzlich werden neben ein paar Kondensatoren und Widerständen eine 
Induktivität (Speicherdrossel) und eine Schottky-Diode benötigt.

Musterbeschaltung im Datenblatt, S. 11.


Das Ding ist alt, und nicht so effizient wie heutige Schaltregler, aber 
es ist potentiell einfacher zu verarbeiten. Und es kann auch für andere 
Aufgaben als als Step-Down verwendet werden.

von Peter D. (peda)


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Einfacher als hier geht es nicht:
https://www.amazon.de/Converter-LAOMAO-Einstellbar-Spannungwandler-Netzteil-gr%C3%BCn/dp/B0B932CTQJ/ref=sr_1_8?

Es gab hier eine Diskussion, daß 24V Eingang nicht geht, da andere Chips 
bestückt sind. Bis 16V Eingang geht jedoch.

Der IC hat eine Gegentaktstufe, d.h. die Verluste sind geringer, als bei 
ICs mit einer externen Diode. Und man hat keinen lückenden Betrieb 
(Pfeifen) bei kleinen Lasten.
Praktisch an den Modulen ist die Auswahl der Ausgangsspannung über 
Lötbrücke.

von Frank K. (fchk)


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Anregung:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps562201.pdf
https://www.digikey.de/de/products/detail/texas-instruments/TPS562201DDCR/5808210

klein, relativ wenig externe Beschaltung, günstig, noch handlötbar, 
verfügbar

noch kleiner, noch weniger Außenbeschaltung, aber nicht so gut 
handlötbar:
https://www.ti.com/product/TPSM82901
https://www.digikey.de/de/products/detail/texas-instruments/TPSM82901SISR/17394938

fchk

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Peter D. schrieb:
> Der IC hat eine Gegentaktstufe
Der Profi nennt das "synchrone Gleichrichtung"...  ;-)

von Gerald B. (gerald_b)


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Such dir was Passendes bei XL-Semi raus. Bekommst du LCSC oder auch in 
Ali-Shops.

von Thomas F. (igel)


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von Stephan S. (uxdx)


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MP1482, MP1584, MP2307

von Rainer W. (rawi)


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Valentin H. schrieb:
> Jetzt möchte ich selbst einen Step Down Converter auf die Platine
> bringen um Platz und Kosten zu sparen und habe verschieden ICs dafür
> gefunden.

Die wirst nie und nimmer auf Stückzahlen kommen, die eine 
Kostenersparnis gegenüber den weit verbreiteten Fertigmodulen bringt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Rainer W. schrieb:
> Die wirst nie und nimmer auf Stückzahlen kommen, die eine
> Kostenersparnis gegenüber den weit verbreiteten Fertigmodulen bringt.

Vielleicht nicht. Aber eine eigene Schaltung kann man kleiner bauen oder 
in anderer Form. Man kann sie passend(er) auslegen. Etwa eine größere 
oder kleinere Spule verbauen für mehr/weniger Strom. Und man lernt auch 
noch was dabei.

Mit einem Fertigmodul bin ich in der Bauform festgelegt. Bei Strom und 
Spannung bin ich an die Auswahl an verfügbaren Modulen gebunden. Mit 
einen selbstgebauten Buck bin ich da einfach flexibler.

von Valentin H. (vh789)


Angehängte Dateien:

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Hi zusammen,

danke für die vielen schnellen Antworten.

Ein paar allgemeine Antworten vorweg:
-Ich verstehe, dass kleine Packages ein besseres elektrisches Verhalten 
bieten und es muss auch nicht DIP sein, aber je größer SMD desto besser, 
da ich nur einen recht billigen, groben Lötkolben habe und nicht immer 
auf das Löten bei der Arbeit angewiesen sein möchte :D
-Ich habe den min. Strom angegeben und damit eigentlich den maximalen 
gemeint, der in der aktuellen Anwendung vorkommt. Allerdings stört es 
mich nicht, wenn ich am Ende einen IC auswähle, der auch 1 A oder 3 A 
kann.
-Zu dem Modul: Genau das verwende ich grade und das ist auch einfach zu 
bedienen, aber wenn die Platine klein werden soll, dann komme ich 
einfach besser klar, die Schaltung selbst zu bestücken. Leider habe ich 
keinen Schaltplan/Teileliste davon gefunden, ansonsten hätte ich wohl 
das Modul einfach auf meine Platine kopiert. Es scheint aber der ME3116 
darauf verbaut zu sein.

Ich habe mal schnell alle Vorschläge zusammengetragen und die für mich 
wichtigen Kriterien dazugeschrieben. Wo kein Preis ist, habe ich das 
Produkt nicht bei Ali finden können und Versand 0 steht bei Produkten, 
die bei Ali ab 10€ Order kostenlos versendet werden.

Für mich scheint der MC34063A aktuell am besten geeignet zu sein. Das 
hauptziel ist es, auf der Platine ein besseres Packaging zu erreichen 
als mit einem Modul, aber hier wird man vermutlich auch nichtmal teurer 
sein als ein fertiges Modul.

Danke für alle Beiträge!

von Thomas F. (igel)


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Valentin H. schrieb:
> Für mich scheint der MC34063A aktuell am besten geeignet zu sein.

Du wolltest doch auch Platz sparen? Der MC34063 braucht von allen 
wahrscheinlich am meisten Bauteile für die externe Beschaltung. Ein 
Grund warum ich den schon vor 10 Jahren verworfen habe und nie mehr 
verwenden würde.

Sein einziger Vorteil ist m.E. sein unschlagbar günstiger Preis weil er 
in China billig nachgebaut wird.
Aber ansonsten hat er nur Nachteile: Schlechtere Regelung, schlechter 
Wirkungsgrad, aufwändige Beschaltung,..
https://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063

von Harald W. (wilhelms)


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Harald K. schrieb:

> Das Ding ist alt, und nicht so effizient wie heutige Schaltregler,

Ausserdem brauchen die "alten" Regler grössere (und damit teurere)
Spulen, weil sie mit niedrigeren Frequenzen arbeiten. Der Vorteil
ist aber, das es bei den niedrigeren Frequenzen einfacher ist, ein
Design zu erstellen.

von Harald K. (kirnbichler)


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Harald W. schrieb:
> Der Vorteil ist aber, das es bei den niedrigeren Frequenzen
> einfacher ist, ein Design zu erstellen.

Im wesentlichen genau deswegen erwähnte ich das Ding.

von Frank K. (fchk)


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Valentin H. schrieb:

> Ich habe mal schnell alle Vorschläge zusammengetragen und die für mich
> wichtigen Kriterien dazugeschrieben. Wo kein Preis ist, habe ich das
> Produkt nicht bei Ali finden können und Versand 0 steht bei Produkten,
> die bei Ali ab 10€ Order kostenlos versendet werden.

Das ist zu kurz geschossen. Du müsstest die gesamte BOM für die Lösung 
berücksichtigen, also auch Speicherdrossel, Schottky-Diode (falls nicht 
integriert), Kondensatoren etc. Wenn man es genau nimmt, dann hat auch 
jeder Quadratcentimeter benötigter Leiterplattenfläche seinen Preis.

Wenn man das dann alles berücksichtigt, dann sehen die moderneren 
Lösungen besser aus.

> Für mich scheint der MC34063A aktuell am besten geeignet zu sein.
"scheint" ist hier das passende Wort. Siehe oben.

Und Du solltest mal in Dein Werkzeug investieren.

fchk

von Thomas B. (thombde)


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Ich benutze auch noch den MC34063.
Das Layout muss nicht so exakt sein, das ist wichtig wenn es mal schnell 
gehen soll.
Und ob der Wirkungsgrad 90 oder 80%  ist mir ehrlich gesagt sch...egal.
Es sei den man näht auf Kante.
Wenn man den bis 1,5A ausreizt wird das Ding aber kochend heiß.
Da würde ich dann einen externen Transistor verwenden.
Das Ding ist auch gut um höhere Spannungen zu erzeugen.

Geigerzähler, Tens, Displaybeleuchtung, Elektroschocker...usw.

PS:
Man kann auch einen SMD-Kühlkörper draufkleben.
Ist halt jedem selber überlassen, je nach Anforderung, Platzbedarf,
und Wirtschaftlichkeit.
Ich glaube in Modems werden die immer noch verwendet.

: Bearbeitet durch User
von Harald A. (embedded)


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TPS54202 (grobmotorisch lötbar), kostet bei LCSC 15ct bei Einzelstücken. 
Passende Spule MWSA0603S-150MT, nochmal 15ct.

: Bearbeitet durch User
von Thomas F. (igel)


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Thomas B. schrieb:
> Das Layout muss nicht so exakt sein, das ist wichtig wenn es mal schnell
> gehen soll.

Ich bin alles andere als Schaltregler-Designexperte. Aber meine Platinen 
mit LM2574 und anderen funktionieren alle.

> Wenn man den bis 1,5A ausreizt wird das Ding aber kochend heiß.
> ... Man kann auch einen SMD-Kühlkörper draufkleben.

Naja, dann doch lieber gleich einen LM2596/TS2596. Der kann das.

> Ich glaube in Modems werden die immer noch verwendet.

Ich habe vor einigen Jahren mal billige chinesische 5V-Ladestecker für 
Zigarettenanzünder auseinander genommen: Seit 2010 verwenden nicht mal 
mehr die Chinesen den MC34063. Dort sind dann die LM2575 / 2596 
Nachbauten drin.

von Gerald B. (gerald_b)


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Ich hatte gestern schon mal XL-Semi ins Spiel gebracht, aber vergessen 
einen Link mit einer Übersicht anzuhängen:
https://www.xlsemi.com/products_DC_DC_buck_mv.html
Den Nachfolger des 2576, den 2596 bauen sie auch nach. Ich verwende von 
XL-Semi 5A LED Treiber. sowohl Step Up, als auch Step down. Habe dafür 
eigene Boards erstellt, die Dinger sind recht pflegeleicht, haben den 
Leistungstransistor gleich mit drin und sind recht handlich vom löten 
her.

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