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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsversorgung


Autor: Bernd Schubart (Gast)
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Hallo,

für ein uC-Projekt brauche ich eine Spannungsversorgung, die mit 12V
(DC) oder etwas mehr Eingangsspannung gespeist werden soll.
Ich brauche daraus folgende Spannungen:

12V - ca. 2A
5V  - ca. 2A
3.3V - ca. 1.5A
2.5V - ca. 1A

Alles natürlich Maximalwerte.

Da das ganze möglichst klein werden soll, will ich da keine riesigen
Kühlkörper draufkleben, also Standard-Bauteile wie 7805 oder so
scheiden da wohl aus.

Was nimmt man da am Besten, wonach muss ich suchen? Low-Drop
Spannungsregler?
Kann mir vielleicht sogar jemand geeignete Bauteilbezeichnungen
nennen?
Müssten halt welche sein die auch einigermaßen gut zu bekommen sind.

Leider kenne ich mich mit Analogtechnik viel zu wenig aus merke ich.

Daher danke schon mal :-)

Autor: Ratber (Gast)
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Tja,das ist nicht so einfach.

Wenn die 12V stabil sind dann kannste se ja direkt verwenden.
ansonsten eben nen Lowdrop-Regler.
Der kommt mit ca. 1V Differenz aus.(zb. LT1085-12CT  3A)
Dann noch ein weiteres drauf wenn die Versorgung nicht so stabil ist
und schon biste bei min. 14V am Eingang.

Nun zum Rest:

du willst keine großen Kühlkörper.
Lowdropregler bringen da garnix denn die Spannungsdifferenz wird immer
im Regler in Wärme umgesetzt egal ob Normal oder Lowdrop.

Die einzige Lösung wären Schaltregler (zb. 78SRxx) aber die sind
richtig Teuer und auch einwenig Klobig (ca. 20x24x7mm)
Obendrein weiß ich jetzt nicht ob due alle Spannungen bekommst.

Die 2.5/3.3V hab ich noch nicht gesehen aber dafür kann man eben nen
Regelbaren nehmen.

Allerdings,wenn wir schon soweit sind kannste auch gleich alles diskret
als Schaltregler aufbauen.
Das käme etwas billiger.

Jedenfalls wüßte ich jetzt keine Lösung die "Klein UND Billig UND
Einfach" ist.

Autor: Bernd Schubart (Gast)
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Hm also jetzt bin ich etwas verwirrt :-)

Also gut, habe mir mal die Schaltregler angesehen, die kommen wohl
nicht in Frage.  Sind wirklich einfach zu teuer.

Was meinst Du mit diskret aufbauen? Aus Einzelbauteilen? Das braucht
dann aber auch ne Menge Platz, mal abgesehen davon dass man das
Know-How haben muss wie man son Ding aufbaut oder?

Ich habe im Netz ein Projekt gefunden, das ähnliche Anforderungen an
die Spannungsversorgung hat wie ich, hier der Schaltplan dazu:
http://www.frankvh.com/mp3player/Schematic_page1.pdf

Das sind alles Low-Drop-Regler oder?
Auf der Seite (http://www.frankvh.com/mp3player/) wird zwar erwähnt
dass man evtl.  einen Kühlkörper vorsehen muss, aber das PCB ist so
dicht aufgebaut, dass die eigentlich nicht besonders groß sein
können... was sagt ihr dazu?
Allerdings finde ich die verwendeten Bauteile bei Reichelt/Conrad  & Co
leider nicht. Woher bekommt man die oder ähnliche?

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

du wirst bei deinen Anforderungen nicht um einen Schaltregler für die
5V herumkommen. Die 2,5V und 3,3V machst du dann per LowDrop-Regler aus
den 5V. Ein geeigneter Schaltregler wäre z.B.
http://www.linear.com/pdf/1074fd.pdf
Allerdings wirst du auch da nicht ohne Kühlkörper auskommen. Du wirst
etwa 80% Wirkungsgrad erreichen und dann 6W am Schaltregler verbraten
müssen. Auch an den LDO's für die anderen Spannungen wirst du kaum
ohne Kühlkörper auskommen.

Wenns wirklich ohne Kühlkörper gehen muß wirst du hocheffiziente
(n>95%) Schaltregler verwenden müssen. Dann gehts aber nur noch mit SMD
und Multilayer.

Matthias

Autor: Ratber (Gast)
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In deinem Plan wird auch erstmal brav mit dem LT1374 auf 5V
runter"geschaltet" bevor man auf 3.3V Regelt.

Bei 1.5A wären dann nur max (5-3.3V=1.7V   1.5V*1.5A=2.25W)  2.25W zu
verbraten.

Wenn du direkt von 12 auf 3.3V bei 1.5A gehen würdest wären es immerhin
13W und da gibt es kein drumrumkommen um nen Kühlkörper.



Ja,mit Diskret meine ich nen Schaltregler mit Standardbauteilen.
Das wäre dann noch Finanziell billig.

aber so oder so bekommste Kosten und geringen Platzbedarf kaum unter
einen Hut.

Bei Netzteilen gillt immernoch Klein=Teuer bzw. Fertige
Komponenten=Teuer (Natürlich ist das nur ne Richtschnur denn es gibt
ausnahmen aber meist stimmt es so)

Ich würde auch liebend gerne "nur" Schaltregler verbauen aber bei den
Preisen ist das eben nicht immer drinn.

Zu den Bauteilen aus den Anleitungen:

Die Bezugsquellen sollten eigentlich dabeistehen.


So,oder so steht ne entscheidung an.

Billig "oder" klein

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Low-Dropout bedeutet doch nichts anderes, als dass die Regler weniger
Spannung verschlucken, als die normalen Regler.
Ein LM317 (einstellbarer Spannungsregler) hat z.B. einen Dropout von
1.25V.

Aber das ist ja relativ egal, wenn die Eingangsspannung groß genug ist.
So könnte man z.B. aus 4V keine 3.3V mehr machen. Sonst würde ich die
immer nehmen, da die um einiges billiger sind.

Die Beschaltung der einzelnen Regler ist ja immer in den Datenblättern
hinterlegt. Lade dir die einfach runter und suche den passenden raus.
Damit siehst Du, was Du wirklich noch beschalten musst. So kompliziert
ist das garnicht, wie es jetzt erst einmal aussieht. Vor allem dann,
wenn Du Festspannungsregler nimmst.

Das was sicher am meisten Arbeit macht ist das berechnen der benötigten
Ströme. Gerade wenn Du die Regler dann kaskadierst. Also aus 12V 5V
machst, aus 5V 3.3V und 2.5 usw.

Allerdings müssen die eben bei entsprechender Last wirklich gekühlt
werden. Da kann man sich ja überlegen, wie der Kühlkörper aussehen
muss. Evtl. empfiehlt sich da auch ein längerer für alle Regler wie
beim PC-Netzteil.

Autor: Ratber (Gast)
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Hoppla,matthias war schneller.

Naja,jetzt haste es 2x gg

Autor: Ratber (Gast)
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@Ronny


"Low-Dropout bedeutet doch nichts anderes, als dass die Regler
weniger
Spannung verschlucken, als die normalen Regler.
Ein LM317 (einstellbarer Spannungsregler) hat z.B. einen Dropout von
1.25V."


Ich schätze mal das du den klassischen Gedankensprung machst und von
Permanent 1.25V ausgehst.

Die Dropspannung ist wichtig wenn man möglichst dicht an die
Versorgungsspannung rankommen will bzw. möglichst wenig verlust haben
will.

Ein Standardregler braucht ca. 2V und bei zb. 5V am Ausgang benötigen
wir mindestens 7V am Eingang damit der Regler läuft.

Bei zb 2A Ausgansstrom sind das dann 2Vx2A=4W Verlustleistung.

Nen Lowdropregler der mit 1V Drop hinkommt kann mit 6V befeuert werden
und verbrät nur 2W

Aber das ist ja nur das Minimum.

Wenn ich dem 5V-Regler 12V am Eingang gebe dann muß er dier Differenz
zu den 5V eben "Verbraten"

Bei 2A wären das bei beiden Modellen 12-5=7V  bei 2A also Satte
7V*2A=14W die in Wärme umgesetzt werden.

Das gilt übrigens auch für den Lm317 wen er bei 12V am Eingang auf 5V
eingestellt wird.

Nen Schaltregler hat nur seine Schaltverluste zu tragen udn die sind
eben wesentlich niedriger.
Vorallendingen wenn die Spannungsdifferenz recht hocht ist (zb. 12 auf
5V)

Autor: Bernd Schubart (Gast)
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Ahhh!

Danke, jetzt wirds ein wenig Licht.

Also ich nehme dann wohl einen Schaltregler (der ohne Kühlkörper
auskommt), um von 12V auf 5V zu gehen. Der ist zwar teuer, aber es ist
ja auch nur einer.
Dann nehme ich "normale" Low-Drop Regler kaskadiert dahinter, da
brauche ich dann ja nur noch (5V-3.3V)*1.5A = 2.55W bzw. (3.3V-2.5V)*1A
= 0.8W "verbraten" und komme so mit recht kleinen Kühlkörpern aus.
Damit könnte ich dann wieder leben.

Ok, dann werde ich mich mal umsehen. Danke nochmal!

Autor: Ratber (Gast)
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Yo,kein Problem

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

wenn du keinen Kühlkörper am den Schaltregler haben willst brauchst du
einen Wirkungsgrad von ~95% bei 5A! Das ist alles andere als trivial
und mit Standardbauteilen kaum zu schaffen. Da wirst du schon auf SMD
und wahrscheinlich sogar Multilayer setzen müssen.

Matthias

Autor: BernhardT (Gast)
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Bernd ich glaub du hast da was übersehen:
Wenn du die 2,5V aus den 3,3V erzeugst, musst du natürlich mindestens
diesen Strom dazurechnen also (5V- 3,3V) * (1,5 A + 1 A) = 4,25 Watt  +
 (3.3V-2.5V)*1A =  0.8W.
Mit 5V- 3,3V * 1,5A = 2,55 Watt und  5V -2,5V * 1A = 2,5 Watt hast du
eine deutlich bessere Verteilung auf die Spannungsregler. Der 5V
Wandler müsste aber mindestens 4,5A liefern ( 2A für 5V + 1,5A für 3,3
+ 1A für 2,5). Bei 12V Eingang und 80% Wirkungsgrad ca.  6,3 Watt
Verlustleistung (wie Matthias ja schon vorgerechnet hat).

Bei Pollin gibt es übrigens gerade ein Steckernetzteil das aus 100 -
230 V   12V/3A + 5V/5A + -12/?mA  kann - für 5 EURONEN !

Gruß Bernhard

Autor: Bernd Walter (Gast)
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Der MAX1964 ist für die Aufgabe bestens geeignet.
Per Schaltregler kannst du auf die 5V kommen und zusätzlich hat der
noch zwei Linearregler eingebaut, die du nur mit externen
Längstransistoren versehen musst.

Autor: tom (Gast)
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Hi hab mir das gleich gespart alle Beiträge durchzulesen.
Für dein Problem gibt es eine einfach Lösung und die heißt

LMxxC (xx steht entweder für 05 = 5V stabil, 12 = 12V stabil oder 15 =
15V stabil.

Was besseres gibts nicht. Falls du z.B: 7V brauchen solltes baust du
dir einfach mit nem OPV eine Subtrahierschaltung auf und bastelst dir
so die gewünschte Spannung zusammen. Natürlich gibts auch für den LMxx
viele Schaltungen wie du die Spannung gewünschte Spannung z.b. 7v
gleich bekommst (findest du alles unter www.google.com ->
Fixspannungsregler).

berg heil, tom

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

@tom

toller Vorschlag. Sind ja auch bloß 50W Verlustleistung.

Matthias

Autor: Ratber (Gast)
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Na wenigstens friert die Schaltung dann im Winter nicht mehr ein fg

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