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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik [OT] Spannungsregler 7812 / 7805 hintereinander?


Autor: Snowman (Gast)
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Hallo Forum,

ich habe eine kleine Off-Topic Frage, ich hoffe es stört nicht allzu
sehr :-)

Mir hat mal jemand gesagt das man 2 Spannungsregler nach Möglichkeit
nicht hintereinaderschalten soll sondern beide sollten vom selben
Punkt aus gespeist werden.

Ein konkretes Beispiel:
Meine Schaltung benötigt 12 Volt und 5 Volt.

Bislang habe ich es so gemacht: 15 VDC vom Steckernetzteil gehen
auf einen 7812. Hinter den 7812 habe ich dann den 7805 gesetzt.
Nachteil: der 7812 muß die Last des 7805 "mittragen", aber dafür
braucht der 7805 ja nur 7 Volt "verbraten".

Nun Frage ich mich ob die Aussage stimmt das man besser die 15 VDC
sowohl auf den 7812 wie auch auf den 7805 gibt. In dem Fall muß doch
der 7805 satte 10 Volt "verbraten".

Warum soll das besser sein? Wie macht ihr das?

Danke für alle Anregungen im voraus!

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

kommt auf die Ströme auf den beiden Spannungsschienen an. Wenn bei den
12V nur wenig Strom fließt und auf den 5V deutlich mehr kann man die
Spannungsregler durchaus hintereinanderschalten um die Verlustleisung
etwas gleichmäßiger zu verteilen. Wenn es umgekehrt ist häng lieber bei
direkt an die 15V.

BTW:
15V DC sind reichlich knapp. Bei 2V dropout und 10%
Eingangsspannungstolleranz reicht das schon nicht mehr.

Matthias

Autor: Ratber (Gast)
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@Snowman

Rechnen wir doch einmal etwas Theoretisch herum.

Grundsätslich hat bei ner Reihenschaltung der Regler der erste auch den
Strom des letzten zu tragen.
In diesem Punkt dürfte es wohl kein Verständigungsproblem geben.

Wie läuft es mit dem Strom und der Verlustleistung im Regler ? :

Abgesehen von einem kleinen Strom vom Regler nach masse ,den ich hier
jetzt weglasse da er unerheblich ist)läuft der Gesammte
Verbraucherstrom auch durch den Regler.

Da die Spannung für den Verbraucher konstant gehalten wird fällt die
Restdifferenz zur Versorgungsspannung am Regler ab.

Soweit dürfte das auch klar sein ja ?

Gut,dann mal ein Beispiel.

Versorgungsspannung: 15V
Regler:              7812 also 12V
Verbraucher:         Ein Motor der 300mA braucht.

Am regler fallen 15V-12V=3V ab.
Bei einem Strom von 300mA muß der Regler nach P=U*I also 3V*0.3A=0.9W
an Leistung irgendwie verbraten.
Die setzt er natürlich in Wärme um.

Jetzt brauchen wir noch 5V für einen Controller und ein Beleuchtetes
Display.

Die Verbraucher haben einen Gesammtstrom von 200mA
Den Regler hängen wir zunächst auch an die 15V

Demnach ergibt sich nach obiger Rechnung eine Verlustleistung am Regler
von:
15V-5V=10V
Bei 200mA und P=U*I sind das dann 10V*0.2A=2W
Die werden dann auch in Wärme umgesetzt.

Jetzt mache ich den Schritt und lege den 5V Regler hinter den 12V
Regler.

Die 200mA vom 5V Kreis kommen zu den 300mA vom 12V Kreis hinzu.

Damit muß der 12V Regler 15V-12V=3V bei 300mA+200mA=500mA nach P=U*I
also 3V*0.5A=1.5W Umsetzen.

Der 5V Regler dann 12V-5V=7V bei 200mA also 7V*0.2A=1.4W Umsetzen.



Kleine Tabelle zur Übersicht.

12V und 5V einzeln.

12V Regler 0.9W
 5V Regler 2.0W
---------------
Gesammt:   2.9W



12V und 5V Regler in Reihe

12V Regler 1.5W
 5V Regler 1.4W
---------------
Gesammt    2.9W

Wie man schön sieht ist bei beiden Methoden die Gesammte
Verlustleistung gleich.
Bei der Reihenschaltung ist sie nur besser verteilt so das sich bei
beiden Reglern die erwärmung in grenzen hält.

Aber diese MEthode hat natürlich auch Nachteile.

Zum einen muß der erste Regler auch den Strom des Zweiten tragen und
Störungen (Egal von welcher Seite) können sich natürlich auf beide
auswirken.

Als oein Kurzer im 5V Kreis hat auch auswirkungen im 12V Kreis.
Eine Störung im 12V Kreis wirkt sich ebenso im 5V Kreis aus.
Für starke Laständerungen gilt das gleiche.
usw.

Die Methode mit 2 Reglern von einer Versorgungsspannung ist zwar Billig
aber wer öfters Experimentiert der sollte sich überlegen ob er nicht
eib passendes Netzteil besorgt das für beide Kreise eine passende
Eingangsspannung bereitstellt um beide Regler optimal ausnutzen zu
können.

Ein kleines Schaltnetzeil (50-100W) mit 12 und 5V  Ausgang bringt genug
Leistung und ist nicht so klobig wie ein NT von nem PC.

Oder einen passenden Trafo mit mehreren Ausgängen (7-8V und 15V) bei
genügend Strom (Jeweils 2A bei 5V und 12V reichen in aller Regel auch
für Mittlere Prototypen aus).


Zum Abschluß :

Wenn die5V Schiene eh nur bis 200mA geht und die 12V auch nur wenig
Bauelemente bedienen soll dann geht das mit der Reihenschaltung
einigermaßen klar.
Bei mehr und wegen der Lastausreglung würde ich se aber lieber
trennen.
Ein guter Kühlkörper ist da schon sinvoller denn wie wir oben ja
gesehen haben wird in jeder Kombination die gleiche Leistung
"Verbraten2 also speilt es wegen der Verlustleistung keine Rolle wie
wir es machen.




PS:Alle obigen angenommennen Werte sind nur fürs Beispiel gedacht also
keine Meckereich weil die 15V für den 12V Regler zu knapp sein könnten.

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