L7805 überhitzt bei bestimmten Last-Szenarien

[Lysandros (lys)]

Hallo liebe Leute,

meine Platine wird mir 24V-DC gespeist und sorgt dafür, dass bis zu vier 
Verbraucher mit 0...5V-DC, bzw. mit fixen 5V-DC versorgt werden 
(s.Bild).
Leider überhitzt der Spannungsregler L7805, sobald ich den μCU an 
irgendeinen der vier verfügbaren Ausgänge anschließe. Und es scheint, 
als ob das jeweilige Ausgangs-Pin sogar dadurch gestört wird, denn 
danach gibt es keine Spannung aus, als ob die Leiterbahn beschädigt 
wären...

Irgendwelche Tips?
Danke

[Marek N. (db1bmn)]

Wer Schaltungen ohne Abblockkondensatoren nachbaut oder in Verkehr 
bringt, wird mit Schwingneigung nicht unter 2 MHz bestraft!

[N. M. (mani)]

Wo sind die? 🤷

[Arduino F. (Firma: Gast) (arduinof)]

1. Fehlende Kondensatoren, darum aufschwingen
2. µC wird über seine ClampDioden versorgt, das überlastet den L7805

[N. M. (mani)]

Und je nach dem wieviel Strom du entnehmen möchtest: 19V verballern ist 
auch ne Menge Holz. Vielleicht über einen Schaltregler nachdenken.

[Marek N. (db1bmn)]

P.S. Die Versorgung ist auch verpolt.

[Paul B. (paule201)]

24V Plus und Minus vertauscht.

[Gerhard (sgssn)]

Hallo
hat der L7805 nen Kühlkörper? Ab 1 Watt Verlustleistung braucht acuh ein 
TO220 einen Kühlkörper. Da reichen dann 50mA dass es ihm warm wird.
Gruß

[Lysandros (lys)]

=>vermeintliche Verpolung: war mein Fehler beim Einzeichnen in das Bild. 
Die Pole sind in der Realität schon richtig verdrahtet

=> Wärmeableitung: s. Foto mit großzügigem passiven Kühlkörer. Das 
System bleibt jeweils nur wenige Minuten einschaltet

=> Kondensatoren: die 24V-Speisung ist bereits sehr stabil, und ohne μCU 
ist die Ausgangsspannung überall scheint auch sehr stabil. Habe im 
Datenblatt des H723ZG noch nichts über Clamp-Dioden gefunden :/ ... Was 
hat es damit auf sich?

[Stefan S. (chiefeinherjar)]

Lysandros schrieb:
> sobald ich den μCU an irgendeinen der vier verfügbaren Ausgänge
> anschließe

Die wenigsten STM32-Controller werden direkt mit 5V betrieben sondern 
mit 3,3V. Wenn also da nicht noch ein 3,3V Regler vor dem Controller 
hängt, dann wird der Controller gegrillt und zieht undefiniert viel 
Strom.

[Lysandros (lys)]

Anbei noch ein Ausschnitt aus dem Datenblatt des STM32-Boards (Nucleo 
H723ZG).
Und mein Vorschlag um zumindest die 24V-Seite mit einem Kondensator 
auzurüsten.

[N. M. (mani)]

Lysandros schrieb:
> die 24V-Speisung ist bereits sehr stabil, und ohne μCU ist die
> Ausgangsspannung überall scheint auch sehr stabil.

Du scheinst keine Ahnung von EMV zu haben. Der kleinste Piekser sorgt 
bei dir vermutlich gerade dafür dass dein Regler durchdreht. Nicht 
umsonst soll man solche Blockkondensatoren so dicht wie möglich 
anbringen.
Löt halt mal welche über die Pins. Ist ja kein Hexenwerk.
So wie es aussieht ist das in einem Industrie Schaltschrank. Je nach 
Applikation geht da der Punk ab! Die ganzen frei schwebenden Platinen 
machen das nicht besser.

Stefan S. schrieb:
> Die wenigsten STM32-Controller werden direkt mit 5V betrieben sondern
> mit 3,3V. Wenn also da nicht noch ein 3,3V Regler vor dem Controller
> hängt,

Unten ist ein Nucleo. Da ist ein Teller drauf. Ich hoffe er hat es an 
den richtigen Pin angeschlossen.

[N. M. (mani)]

Lysandros schrieb:
> Anbei noch ein Ausschnitt aus dem Datenblatt des STM32-Boards (Nucleo
> H723ZG).
> Und mein Vorschlag um zumindest die 24V-Seite mit einem Kondensator
> auzurüsten.

Kann gut gehen, muss nicht. Zwischen Klemme und Regler sind mindestens 
10cm. Das ist nicht so kurz wie möglich.

Und ich vermute dass der 100n am Ausgang mindestens genauso wichtig ist. 
Wenn nicht sogar wichtiger. Denn da geht es auf das Feedback, also auf 
die Regelung...

[N. M. (mani)]

N. M. schrieb:
> Teller

Regler 😅

[Udo K. (udok)]

Marek N. schrieb:
> Wer Schaltungen ohne Abblockkondensatoren nachbaut oder in Verkehr
> bringt, wird mit Schwingneigung nicht unter 2 MHz bestraft!

Der L7805 braucht keinen Abblockkondensator.  Da werden sowieso nur ein 
paar Widerstände versorgt.  Ist also völlig unkritisch.

[Roger S. (edge)]

Lysandros schrieb:
> Wärmeableitung: s. Foto mit großzügigem passiven Kühlkörer.

das ist der Schenkelklopfer am Montag.

Nimm drei chinesium dc/dc module, wie z.B. sowas hier
https://de.aliexpress.com/item/1005006691231614.html
Deine Aufgabe ist dann noch eine Schutzbeschaltung hinzuzimmern dass 
Dein Aufbau bei einem Kurzschluss nicht die Huette abfackelt.

Das mit dem 'μCU' war auch eine leichte Untertreibung, denn man erkennt 
das da wohl noch mehr mitversorgt wird.

Cheers, Roger

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Lysandros schrieb:
> Anbei noch ein Ausschnitt aus dem Datenblatt des STM32-Boards (Nucleo
> H723ZG).

Und die Schleifer der beiden Potentiometer gehen direkt auf ADC-Eingänge 
des STM32H723? Hast Du dabei überhaupt beachtet, welche "I/O structure" 
die entsprechenden Pins haben? Warum meinst Du, dass die Einschränkungen 
für "TT" und "FT_a" und sinngemäß für "FT_ha" dann nicht für Deine 
Anwendung gelten?

> Und mein Vorschlag um zumindest die 24V-Seite mit einem Kondensator
> auzurüsten.

Dieses Thema wurde doch schon hunderte Male ausgiebig durchgekaut, und 
zwar sowohl in Datenblättern als auch Forenthreads. Wieso glaubt 
"jeder", dass die ausdrücklichen Empfehlungen nicht für ihn bzw. sein 
Projekt gelten? Und was ist an der Vorschrift "möglichst dicht an den 
Anschlüssen des Spannungsreglers" nicht zu verstehen? Sind damit eher 
zwei bis maximal zehn Millimeter gemeint oder vielleicht doch so etwas 
"irgendwo an möglichst weit vom Spannungsregler entfernten 
Schraubklemmen"?

[Udo K. (udok)]

Andreas S. schrieb:
> Anschlüssen des Spannungsreglers" nicht zu verstehen? Sind damit eher
> zwei bis maximal zehn Millimeter gemeint oder vielleicht doch so etwas
> "irgendwo an möglichst weit vom Spannungsregler entfernten
> Schraubklemmen"?

Komm mal wieder runter.

Das ist ein langsammer gutmütiger analoger Regler, da ist es ziemlich 
wurscht wo der Kondensator dran hängt, und ob überhaupt ein Kondensator 
da ist.
Ganz im Gegenteil, zuviel Kermik-Ko am Ausgang ist da tödlich.

Wenn schnelle Digitalelektronik dranhängt, dann macht ein Kerko Sinn, 
aber nicht beim Regler sondern dort wo er gebraucht wird.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

N. M. schrieb:
> Und ich vermute dass der 100n am Ausgang mindestens genauso wichtig ist.
Der L7805 ist auch ohne Kondensator stabil. Den Kondensator braucht es 
nur, wenn man "improved transient response" braucht.

Arduino F. schrieb:
> µC wird über seine ClampDioden versorgt, das überlastet den L7805
Der uC an sich bräuchte auch bei parasitärer Versorgung (das ist der 
Fachbegriff) über die Clamp-Dioden nicht mehr Strom als wenn er über Vcc 
versorgt würde.

Lysandros schrieb:
> Leider überhitzt der Spannungsregler L7805, sobald ich den μCU an
> irgendeinen der vier verfügbaren Ausgänge anschließe.
Du schließt daran den **unversorgten µC** an? Dann betreibst du den 
ausserhalb der Spezifikation, denn wenn Vcc des µC 0V ist, dann darf an 
keinem anderen Pin mehr als 0,3V anliegen. Denn sonst beginnen die 
Schutzdioden zu leiten.

> Und es scheint,
> als ob das jeweilige Ausgangs-Pin sogar dadurch gestört wird, denn
> danach gibt es keine Spannung aus, als ob die Leiterbahn beschädigt
> wären...
Und: ist das nicht nur im Schein, sondern auch in der Realität der Fall?
Oder ist lediglich das Poti durchgebrannt?

Lysandros schrieb:
> Habe im Datenblatt des H723ZG noch nichts über Clamp-Dioden gefunden :/
Schon im Bild zu Struktur des ADC sind da einige Dioden zu sehen...

> ... Was hat es damit auf sich?
Diese Dioden sind entweder "Abfallprodukte" beim Chipdesign (Body-Diode) 
oder sie werden bewusst zum ESD-Schutz der Mosfets im Pintreiber 
eingebaut. Aber wie gesagt: such einfach man nach "parasitäre Versorgung 
über Schutzdiode", dann findest du schon was zum Thema. Sogar das 
KI-Ergebnis zeigt in die richtige Richtung.

Roger S. schrieb:
> Lysandros schrieb:
>> Wärmeableitung: s. Foto mit großzügigem passiven Kühlkörer.
> das ist der Schenkelklopfer am Montag.
Der KK hat vermutlich um die 25K/W:
- 
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/kuehlkoerper_15_2_mm_alu_26_k_w_to-220-228044

Wenn da dann 100mA fließen, fallen knapp 2W an und der Spannungregler 
wird um die 70°C warm. Halb so wild.

[Wastl (hartundweichware)]

Udo K. schrieb:
> Der L7805 braucht keinen Abblockkondensator.  Da werden sowieso nur ein
> paar Widerstände versorgt.  Ist also völlig unkritisch.

Unglaublich was hier wieder an "wertvollen" Informationen
verbreitet wird.

Wenn diverse KIs solche Sätze aufschnappen und in ihren Wissens-
Wortschatz aufnehmen, dann ..... gute Nacht!

[Wastl (hartundweichware)]

Lysandros schrieb:
> => Kondensatoren: die 24V-Speisung ist bereits sehr stabil, und ohne μCU
> ist die Ausgangsspannung überall scheint auch sehr stabil.

Wer Spannungsregler-Schaltungen ohne Abblock-Kondensatoren aufbaut,
nachmacht oder verfälscht, insbesondere bei existierenden
Schaltungen die Abblock-Kondensatoren weglässt oder falsch
verschaltet oder selbst solche Schaltungen entwirft, in Verkehr
bringt und/oder aufbaut ohne Abblock-Kondensatoren nach Hersteller-
Empfehlungen zu verwenden, wird mit Zugangs-Ausschluss vom
Mikrokontroller-Forum nicht unter zwei Jahren bestraft.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Wastl schrieb:
> Udo K. schrieb:
>> Der L7805 braucht keinen Abblockkondensator.  Da werden sowieso nur ein
>> paar Widerstände versorgt. Ist also völlig unkritisch.
> Unglaublich was hier wieder an "wertvollen" Informationen verbreitet wird.
Ja nur, dass das genau so im Datenblatt steht: der Kondensator ist für 
die Stabilität des Reglers nicht nötig.

Oder drehen wir den Spieß doch mal um: zeig ein Datenblatt eines L7805, 
wo diese Kondensatoren zwingend gefordert sind.

[Roland F. (rhf)]

Lothar M. schrieb:
> Der L7805 ist auch ohne Kondensator stabil. Den Kondensator braucht es
> nur, wenn man "improved transient response" braucht.

Trotzdem fehlt aber der Eingangskondensator.

rhf

[.● Des|ntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector)]

Hier könnte auch ein Step-Down Wandler tun.
Die "KFZ-Ladeadapter" laufen auch bei 24Volt
und werden haufenweise entsorgt.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Roland F. schrieb:
> Trotzdem fehlt aber der Eingangskondensator.
Der ist lediglich "required", damit die im DB angegebenen 
Spezifikationen eingehalten werden. Er ist aber nicht für die Funktion 
und Stabilität an sich "required". Nichtsdestotrotz zeigt das Fehlen der 
beiden Kondensatoren allerdings, dass sich der Entwickler der 
Leiterplatte das Datenblatt dieses Bausteins nicht angesehen hat.

Lysandros schrieb:
> => Kondensatoren: die 24V-Speisung ist bereits sehr stabil
Wie hast du das gemessen? Hoffentlich schon mit einem Oszi? Denn ein 
Multimeter mit seinen 3 Messungen pro Sekunde zur Messung der Qualität 
der Spannungsversorgung nicht in der richtigen Zeitbasis unterwegs. 
Bestenfalls die Quantität kann man damit feststellen.

[Wastl (hartundweichware)]

Roland F. schrieb:
> Trotzdem fehlt aber der Eingangskondensator.

Sehr richtig! Der Hersteller geht bei seiner "Nicht-
Spezifikation" davon aus dass die Quelle unendlich stabil
und einen Innenwiderstand von Null hat. Wenn den Regler das
bekommt dann braucht er wohl keinen Kondensator. In Realität
schaut das anders aus.

[H. H. (hhinz)]

Lothar M. schrieb:
> Roland F. schrieb:
>> Trotzdem fehlt aber der Eingangskondensator.

> Der ist lediglich "required", damit die im DB angegebenen
> Spezifikationen eingehalten werden. Er ist aber nicht für die Funktion
> und Stabilität an sich "required".

Ich konnte mich in der '70ern mit den Entwicklern der µA7800 
unterhalten. Der ist schon nötig für die Stabilität, aber eben nicht 
immer.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Bei den Unmengen an Herstellern, die irgendwelche Linearregler mit einer 
78 im Namen anbieten, gibt es mit Sicherheit Unmengen an verschiedenen 
Ausführungen, von denen die allermeisten mit der Urversion von Anno 197x 
nicht mehr allzu viel gemein haben. Außer der Pinbelegung bei TO-220. 
Und dementsprechend wird es auch sehr unterschiedliches Regelverhalten 
und Schwingneigung geben.

[Udo S. (urschmitt)]

Sinnvoll wären hier einige Änderungen am "Konzept".
1. Ist es sicher dass der STM(bzw. das verwendete Board) 5V Versorgung 
braucht? Oder nicht eher 3,3V?
2. Den Potentiometer, der als Sollwertvorgabe gedacht ist, sollte man 
über das STM Board mit Spannung versorgen. So wird vermieden, dass der 
STM spannungslos ist, aber über das Poti eine Spannung an seinem IO-Port 
anliegt.
3. Statt eines 7805 könnte man ein Schaltregelmodul benutzen. Das gibts 
sogar Pinkompatibel zum 7805. Z.B. Meanwell N7805
4. Die Potis zur Versorgung des STMs und des Sensors sind Unfug. Sidn ja 
aber offensichtlich auch gebrückt.

[H. H. (hhinz)]

Udo S. schrieb:
> Meanwell N7805

Erfordert Kondensatoren an Ein- und Ausgang.

[Gerald B. (gerald_b)]

H. H. schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> Meanwell N7805
>
> Erfordert Kondensatoren an Ein- und Ausgang.

Dort sogar noch zwingender, als beim Linearregler. Und man sollte 
tunlichst ins DB schauen, es gibt für die Abblock Cs da auch 
Maximalwerte

[Udo S. (urschmitt)]

Gerald B. schrieb:
> Und man sollte
> tunlichst ins DB schauen

Das sollte man auch beim 7805. Siehe vorherige Diskussion.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Die Motorolas aus den 80ern haben zuverlässig geschwungen, wenn sie ohne 
Co betrieben wurden, obwohl im Datenblatt genau der gleiche Spruch wie 
oben geschrieben stand.
Da die Diskussion um ein Bauteil für wenige Cent geht, ist mir die 
Diskussion auch nicht ganz klar. Einfach einbauen...

[Gerald B. (gerald_b)]

Matthias S. schrieb:
> Da die Diskussion um ein Bauteil für wenige Cent geht, ist mir die
> Diskussion auch nicht ganz klar.

Wenn doch die Maker für jedes Projekt alles abgezählt einkaufen, wird es 
dann halt zum Problem, wenn der einzelne Kondensator dann statt ein paar 
Cent, plötzlich 8 Euro inklusive Porto kostet.