Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Konzeption Spannungsversorgung


von Thomas Frosch (Gast)


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Im Anhang befindet sich ein Ausschnitt aus Ulrich Radigs Webserver 
Projekt.

Die Linearregler sind in diesem Fall parallel geschaltet. Ich hatte 
zunächst vor für meine Spannungsversorgung die beiden Linearregler 
hintereinander zu schalten. Es soll aus einem SNT mit 7,5 oder 8V 
gespeist werden. Ich dachte durch die Reihenschaltung hätte ich den 
Vorteil, dass über dem 3,3V Linearregler nicht soviel Leistung abfällt, 
da ja nur noch von 5V auf 3,3V geregelt werden muss.

Mir ist natürlich klar, dass der Strom der hinter dem 3,3V Regler 
gebraucht wird auch durch den 5V Regler fließt und damit dort die 
Leistung in Wärme umgewandelt wird.

Nun meine Frage was spricht für und was gegen die 
Reihenschaltung/Parallelschaltung?

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


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M.E. ist das relativ wurscht, die 'Verbratbilanz' bleibt die gleiche. 
Mir ist die Parallelschaltung sympatischer, da du dann für die 3V3 
keinen LowDrop Regler brauchst und die Verlustleistung besser auf die 
Regler verteilt ist. Schau auch nochmal im Datenblatt, ob die gewählten 
Regler die 220u am Ausgang mögen.

von Thomas (kosmos)


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erstmal ein paar kleine Fehler.

1. Die Z-Diode hat keinen Begrenzungswiderstand oder Sicherung, die 
würde einfach durchbrennen und die Spannungsregler wären als nächstes 
dran.
2. Jedem Spannungsregler einen 3000µF/A Elko und einen 100nF spendieren.
3. 220µF am Ausgang finde ich etwas hoch.

Zu deiner Reihen/Parallelschaltung: Die Leistung muss verheizt werden ob 
der erste Spannungsregler die Hauptlast trägt oder nicht würde ich nach 
deinen Spezifikationen festmachen. Wieviel Strom willst du der 5 und 
3,3V Seite entnehmen können?

von Thomas Frosch (Gast)


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Also das war wie gesagt nicht mein Entwurf.

Mein aktueller Entwurf ist im Anhang. Die Z-Diode ist in meinem Fall 
auch ohne Widerstand drin. Du hast aber recht die macht alleine keinen 
Sinn. Aber wo sollte ich einen Widerstand reinbauen? Direkt nach der 
Sicherung? Wie lege ich den aus? Ich will ja nicht zu viel Leistung über 
den Widerstand verlieren. Ein 1Ohm Widerstand würde bei 1A bereits 1W 
verbraten und 1V würde darüber abfallen. Es sollen insgesammt über beide 
Regler max 1A fließen. Die Sicherung ist zwar auf 500mA ausgelegt, aber 
das ist erstmal nur Vorsichtsmaßnahme.

Über den 3,3V Regler sollen ca. 150mA - 200mA fließen. Für den ENC28J60 
und noch unbekannte 3,3V Bauteile.

Nach Überschlag meiner restlichen Schaltung fließen über den 7805 max 
800mA.

Warum ist ein großer Kondensator am Ausgang eines Linearreglers 
schlecht? Wie beeinflusst er die Schaltung? Ab wann ist er zu groß? Mein 
1000µF Kondensator ist ja dann viel zu groß.

Vor ein paar Wochen hat anscheinend ein Blitz bei uns eingeschlagen. 
Alle Mikrocontroller sind dabei "abgeraucht"

Nun möchte ich eine möglichst stabile und sichere Spannungsversorgung.

Der zuletzt eingebaute 7805 lieferte nach dem Blitz eine Spannung am 
Ausgang von >6V. Demnach gingen die Controller anscheinend kaput.

von MaWin (Gast)


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> Warum ist ein großer Kondensator am Ausgang eines Linearreglers
> schlecht?

Warum ist ein 1000 kg Gewicht am Fuß eines Seiltänzers schlecht ?

> Wie beeinflusst er die Schaltung? Ab wann ist er zu groß?
> Mein 1000µF Kondensator ist ja dann viel zu groß.

100nF reichen. Wenn die sich entladen, ist der Regler schnell genug, um 
nachzuregeln, bevor die Spannung ausserhalb des Nennbereichs kommt. Mehr 
ist schlicht nicht nötig, kostet nur Platz und Geld.


> Vor ein paar Wochen hat anscheinend ein Blitz bei uns eingeschlagen.
> Alle Mikrocontroller sind dabei "abgeraucht"

Gegen Blitzschlag hilft der ganze Quatsch nicht.

Deine Eingangsspannung scheint schon aus einem Gleichspannungsnetzteil 
zu kommen (Steckernetzteil?). Da ist der 2200uF und 1000uF elko am 
Eingang unnötig, der 10uF reicht, und am Ausgang reicht bei 78xx ein 
100nF Kerko.

Wichtiger ist, daß die Leitungen zu den KerKos möglichst kurz sind.
D1 und D4 sind überflüssig, sie haben überhaupt nur bei Ausgangsspannung 
über 7V einen Effekt.

Gegen Blitz hilft der VDR. Die Z-Diode D2 eher weniger, nimm mindestens 
eine Transil wenn du dem VDR nicht traust.

In Reihe zur Sicherung sollte eine Spule, eine UKW-Funkentstör-Drossel 
von so 50uH. Die hält alle Spannungsstösse ab, die schneller steigen, 
als die Elektronik ausregeln kann, als C6, C8 durch ihre 
Eigeninduktivität und Zuleitungsinduktivität abpuffern können, als C3 
annehmen kann.

Gegen Blitzschlag hilft erst mal, jedes Gerät mit nur einer Leitung 
anzuschliessen.

Denn jede Leiterschleife ist eine Trafowindung.

Die wenigsten Geräte machen aber Sinn mit nur einer Leitung, meistens 
braucht man 2 oder 3 (Netzleitung, Eingang, Ausgang).

Dann sollten diese Leitungen parallel geführt werden. Nicht eine in eine 
Raumecke und die andere in die andere Raumecke.

Beispielsweise die Telefonleitung zusammen mit dem Netzkabel zum 
Sicherungskasten, und DORT, wo die Telefonleitung von druassen 
reinkommt, dort baut man einen Überspannungsschutz hin, einen 
ordentlichen, mit Gasableitern und VDRs.

Sonst hilft der kleine VDR im Gerät sowieso nicht.

Gegen eine direkten Treffer hilft das natürlich nicht.

Wenn ein Blitz in der Nähe einschlägt, wird das Massepotential drastisch 
schnell angehoben.

Als ob Masse plötzlich auf 500V liegt.

Dann gibt es natürlich Spannungsdiffernezen zu allen anderen Leitungen, 
die grösser sind, als Elektronik aushält.

Du musst nun dafür sorgen, daß diese anderen Leitungen so dicht an der 
Masseleitung liegen, daß sie EBENFALLS um diese 500V mitangehoben 
werden.

Dazu hilft die räumliche Nähe und die Kapazität zwischen beiden 
Leitungen, und ein paar Kondensatoren, so wie C8, C9. Allerdings darf 
nicht jede Leitung (Signalleitungen) mit solchen Kondensatoren gegen 
Masse abgestützt werden. Das Maximum ist noch ein Koax-Kabel. Da ist die 
Leitung nahe an Masse, und kapazitiv über die ganze Länge gekoppelt.

Blitzsicher sind also immer die Geräte, aus denen lediglich ein 
Kabelbündel rausgeht, und das an einem Punkt endet, der blitzsicher ist, 
also z.B. komplett in ein aneres Gerät, oder in einen 
Blitzschutzadapter.

Alle Geräte, von denen Kabel in alle Himmelsrichtungen laufen, an deren 
Enden unterschiedliche Sachen hängen, die ihrerseits vielleicht noch 
untereinander verbunden sind, sind gefährdet.

Kleine Drosseln erlauben es, daß die Spannung an einem Teil ruchartig 
steigt, ohne daß das andere Teil gleich mitgezogen wird (sondern, im 
Blitzmasstab, langsam).

Aber aiuch die Post, vulgo Telekom, verliert immer wieder Elektronik 
dank Blitzschlag. Absolut sicher ist nur eine Blitzschutz- und 
Überspannungsversicherung, manchmal bei Überspannungsteckdosen gratis 
dabei.

von Thomas (kosmos)


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ich wurde mich beim Spannungsregler auf die Empfehlung des Herstellers 
verlassen, siehe Datenblatt. Manche Low Drop Regler z.B. brauchen einen 
kleinen Low ESR Elko zw. 1-20µF weil sie sonst schwingen, durch den 
größeren Elko wird der Spannungsregler träger.

D1 und D4 haben den Hintergrund, das eine Spannung in der Schaltung bei 
abschalten der Versorgungsspannung und absinken derselben rückwärts 
durch den Regler fließen und ihn zerstören können. Die paar Cent würde 
ich auf jedenfall investieren. Beispiel man baut ein Ladegerät und 
schaltet die Versorgungsspannung ab nun würde vom Akku der Strom durch 
den Laderegler gehen und diesen grillen. Ok man könnte der Ladeschaltung 
auch eine Diode spendieren damit das ganze nicht rückwärts geht. Aber es 
kann schonmal vorkommen das man etwas übersieht.

von Thomas Frosch (Gast)


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Wow super! Vielen Dank für alle Erklärungen!

Also meine abgerauchte Schaltung war eine kleine "Hausbus" Anlage. Klein 
deshalb weil sie nur 2 Zimmer bedient. Jedoch arbeiten ca 5 
Mikrocontroller im verbund und diese sind alle kreuz und quer in alle 
Richtungen verteilt.

Habe mich ewig gefragt wie das passieren konnte. Nach meinen 
Nachforschungen wurde die Schaltung auch von Innen heraus zerstört. SNT 
ging im Nachhinein weiterhin ohne Probleme.

Apropo Telekom. Die Telefone unserer Nachbarn gingen anschließend für 
ein paar Tage auch nicht mehr. Wir sind selber bei Kabel-Deutschland. 
Dennoch hat es bei uns auch die Telefonanlage gekillt. Nun ist natürlich 
klar warum.
Leitungsschleifen kreuz und quer durchs Haus.

Dagegen kann man also praktisch nichts tun. Drosseln einbaun zwischen 
den Versorgungsdrähten Kondensatoren... Viele Verbindungen sind bei mir 
natürlich Kommunikationsverbindungen. Der Einsatz von Kondensatoren ist 
da natürlich eingeschränkt.

Zu den Kondensatoren C7 und C5. Ich habe an der >5V Seite einen 
Infrarotsender. C7 soll den nötigen Strom für den Sender liefern. Für 
eine gewisse Reichweite braucht der bissl Strom. Dabei soll der Strom 
für die restliche Schaltung nicht "abgesaugt" werden deshalb die Diode 
D3 und nochmals C5. Das hab ich auch in meiner bisherigen Schaltung so 
gehabt und es hat sich bisher zumindest bewährt.

Also nochmals vielen Dank für die Infos. Jetzt weiss ich auch warum der 
Blitzschlag alles kaput gemacht hat! Auf die Idee der Leiterschleifen 
bin ich gar nicht gekommen.

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