Servus miteinander.
Ich hab eine kurze Verständnisfrage.
Konkret geht es um eine klassische 5V-Spannungsversorgung aus 12V. Oft
genug passiert, aber leider keinen diesbezüglich wirklich passenden
Beitrag gefunden - soll auch nur ne kleine Frage sein.
Also, gegeben ist eine 12V-Versorgungsspannung (DC).
Dann kommt ein 5V-Längsregler (7805 oder 2940 oder wasauchimmer).
An der 5V-Leitung hängen im schlimmsten Falle 300mA. Ach ja -
Schaltregler soll vermieden werden.
Der Regler würde nun aber im schlimmsten Falle knapp über 2 W verbraten
- selbst bei TO220 heißt das mE Kühlkörperpflicht.
Genau das will ich aber vermeiden, sprich max. 1 W Pd am Regler.
Also gut, 2 Mögliuchkeiten, auf die mein kleines Hirn kommt:
1. mehrere Standarddioden (Uf etwa 0,7V) hintereinander in Reihe zum
Regler, die ein paar V verbraten. Um da ernsthaft was zu reißen, müssen
das dann aber schon etwa 6-7 Stück sein...
2. eine kleine Z-Diode 2,7 V in Sperrrichtung und eine normale Diode in
Durchlassrichtung. D.h. 3,3 V an den Dioden und nur noch 3,7 V am Regler
zu verbraten. Z-Diode und Regler knapp unter 1 Watt, Standarddiode
irgendwo bei 0,3 Watt. Mit 1,3 W Dioden soweit machbar, denk ich mir.
Zwecks Ifmin der Z-Diode noch n Widerstand mit um die 800 Ohm parallel
gegen Masse...
1N4007 ZD 2V7 __
| |
.----->|-----z<- -|7805|----.
| | |____| |
--- .-. | .-.
12V - 800R | | | | | R(last)
| | | | | |
| '-' | '-'
| | | |
| | |
| | | |
=== === === ===
GND GND GND GND
Macht Variante 2 Sinn oder gibt es da Komplikationen in irgendeinem
Lastfall des Reglers (Leerlauf o.ä.)? Denn das wäre die eleganteste
Lösung, finde ich...
Die Steilheit ist ja nicht so wild, wenn nur 50mA abgenommen werden,
dann verbrät der Regler ohnehin kaum Leistung, sodass die dort
anliegende Spannung auch etwas ansteigen kann.
Naja die Verlustwärme hast Du trotzdem sie wird nur etwas anders verteilt.
Unabhängig von deinem Vorschlag: Hast du irgendwelche Lasten, die du mit einem Vorwiderstand direkt an 12V anschliessen kannst? Z.B. Relais, LEDs, Motoren usw. Die einfachste "Lösung" wäre wohl, wenn du dir zwei (oder mehr) gleiche einstellbare Spannungsregler besorgst und sie in Serie schaltest. Schlussendlich wirst du immer ca. 2W abführen müssen. Natürlich ist es einfacher, wenn dies über mehrere Bauteile geschieht, die Erwärmung deiner Schaltung bleibt aber mehr oder weiniger gleich.
Meine Meinung: Du gewinnst nichts dabei. Die Spannungsdifferenz wird verheizt, ob das jetzt im Spannungsregler allein oder im Regler und einer Diode passiert. Folglich musst du auch die gleiche Wärmemenge pro Zeit abführen können. Daher wirst du platzmäßig nicht besser werden.
Klar kann man das so machen. Ich sehe auch keine Probleme bei irgendwelchen Lastfällen, außer du überschreitest deine 300mA deutlich (Kurzsschluss). Die 800Ω braucht man nicht, sie verursachen nur noch mehr Verlustleistung. Einen Mindeststrom für die Z-Diode ist nicht erforderlich. Wenn der Strom so klein ist, dass sie ihre 2.7V deutlich unterschreitet, dann kann der 7805 die Verlustleistung locker. Eine weitere Alternative wäre auch das Kaskadieren eines 9V und 5V-Reglers, letzteren ev. noch mit einer 1N4001 davor. Das hätte auch den Vorteil, dass ein Kurzschluss dann die beiden in die thermische Abschaltung führt, bei der Z-Diode wird die in dem Betriebsfall dann kaputt gehen. Ich muss allerdings zugeben, dass ich gerade kein Gefühl dafür habe, wo die Grenze beim TO220 mit der Verlustleistung ohne Kühlung liegt. 1W ist schon reichlich. Warum den nicht auf eine Platine montieren und die Kupferfläche als Kühlung verwenden?
Felix schrieb: > Ach ja - Schaltregler soll vermieden werden. Aber SMD wäre ok? Das ist doch oft auch so ein Tabou. Mal im ernst: Warum keinen Schaltregler? Hast du damit schlechte Erfahrungen, traust du den Dingern nicht oder was hast du da für eine Schaltung zu versorgen, die nur mit verlustetem Strom läuft?
HildeK schrieb: > Ich muss allerdings zugeben, dass ich gerade kein Gefühl dafür habe, wo > die Grenze beim TO220 mit der Verlustleistung ohne Kühlung liegt. 1W ist > schon reichlich. 1W geht bei Zimmertemperatur noch gut, anfassen sollte man ihn aber nicht mehr... Wird deine Schaltung in ein Metallgehäuse verbaut? Du könntest testen, ob es als Kühlkörper ausreicht.
Ich finde das Projekt zwar schwachsinnig, aber schon mal überlegt einfach einen Widerstand vor den Regler zu hängen? Den dimensionierst du so, dass er bei Maximallast die hälfte der Heizleistung abnimmt und wenn ich mich nicht verdenke, dann hast du damit schon erreicht was du willst... Oder du schaltes vor den 5V regler noch einen 3,3V Regler, wobei dessen GND, dann die 5V vom 5V regler sind... Oder du nimmst einfach einen der zig tausend super funktionierenden und sau günstigen Schaltregler und bist mal nicht ganz so verbohrt auf Linearregler. Übrigends gibt es auch fertige Schaltregler die Pinkompatibel zu den 7805 sind... nennen sich glaube ich 78E05 oder 78R05 oder so ähnlich. Gibts bis 2A soweit ich mich erinnere...
Klar, die Leistung muss so oder so verbraten werden. Aber sie würde eben verteilt, was es für mich einfacher macht, da keine Kühlkörper, die massig Platz brauchen, verbaut werden. Schaltregler deshalb nicht, da die Beschaltung ja doch wesentlich Bauteilintensiver ist als ein Längsregler. Das wollte ich vermeiden, auch wenns bei dem "Verteilkonzept" wahrscheinlich ähnlich viele Bauteile werden. Außerdem sind Schaltregler meiner Erfahrung nach sehr Störstark, was die Versorgungsspannung angeht. Für die, die es interessiert und bzgl. des Postings von HildeK etc: Das ganze hängt an einem Trafo und wird nach Gleichrichtung und grober Siebung bereits mit einem 2940 auf 12V geregelt, an dem dann Relais hängen. Die 5V sind lediglich für den Ansteuer-Controller und ein paar LED vorgesehen. 300mA werden wohl nie erreicht, aber ich dimensioniere lieber zu groß als zu klein. Realistisch werdens wahrscheinlich um 150mA. Also wenn das mit der Z-Diode in Serie keine Schwierigkeiten gibt, werde ich es vermutlich so machen... Danke euch allen für die tollen Tipps!!!
Ok, schei*** drauf. Die Platine wird so umgebaut, dass beide Regler auf einer Seite stehen und an den Geräte-KK angeschraubt werden... Tabs beide auf GND-Potential, sollte kein Problem sein. Danke!
Felix schrieb: > Danke euch allen für die tollen Tipps!!! Eine Variante hätte ich noch: eine geeignete Glühlampe könnte man auch verwenden ...
Ja, die Idee hatte ich auch schon, eine Halogenlampe für Gehäuseinnenbeleuchtung zwischenzuschalten ;)
HildeK schrieb: > eine geeignete Glühlampe könnte man auch verwenden ... Dabei sollte man berücksichtigen, das normale Glühlampen wegen ihres schlechten Wirkungsgrades nicht so toll sind ;-(
Felix schrieb: > Schaltregler deshalb nicht, da die Beschaltung ja doch wesentlich > Bauteilintensiver ist als ein Längsregler. Nicht wenn man fertige Module nimmt, wie die RECOM Regler, die kaum grösser sind als ein 7805. Allerdings sind sie teurer.
T.E. schrieb: > Dabei sollte man berücksichtigen, das normale Glühlampen wegen ihres > schlechten Wirkungsgrades nicht so toll sind ;-( Wieso? Ein Wirkungsgrad von 95% bei der Umwandlung von Elektrizität in Wärme ist doch gar nicht so schlecht. :-) Gruss Harald
Als man solche Regler noch diskret aufgebaut hat fand man in Geräten in denen die MINDESTlast bekannt war öfters Lastwiderstände parallel zum Stellglied... ob ein 78xx das insbesondere vom Anlaufverhalten her verträgt ist eine andere Nummer...
Durch das Verteilen der Wärme auf mehrere Bauteile erreichst Du doch keinen Vorteil! Ob Du nun die Wärme über die Oberfläche eine Alu-Blech ableitest, oder dazu die Oberfläche andere Bauteile verwendest - läuft doch auf's Gleiche hinaus. Die Fläche brauchst Du so oder so. Oder meinst Du, eine Diode würde bei gleicher Leistung weniger Warn, als ein ALU Kühlkörper (oder eine Kupferfläche). Das kann ja nur klappen, wenn die Oberfläche der Diode größer ikst, als die des Kühlkörpers. Dann muss die Diode schon rechts groß sein, bestimmt größer als ein Kühlkörper.
> Schaltregler deshalb nicht, da die Beschaltung ja doch wesentlich > Bauteilintensiver ist als ein Längsregler. Ein 7805 benötigt zwei Kondensatoren. Du hattest Vorgeschlagen, noch einen Widerstand und eine fette Z-Diode dazu zu geben. Ein LM2575 braucht zwei Kondensatoren, eine Diode und eine Spule. Also genau die gleiche Anzahl von Bauteilen. Passende Spulen gibt es in der Größe eines halben Zuckerwürfels. Im gegenzug brauchst Du keine Kühlkörper oder Kühlflächen. Etwas teurer, dafür aber definitiv mit weniger Bauteilen ist der folgende Regler, er benötigt keine Kondensatoren drumherum und ist zum 7805 Pinkompatibel. Abmessung entsprechen etwa einem Zuckerwürfel: http://www.reichelt.de/Wandler-Module-DC-DC/TSR-1-2450/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=116850;GROUPID=4956;artnr=TSR+1-2450;SID=12UP08UH8AAAIAAGzIbi07b9b0c8f5baa7b0d312ba74b6696b8ac
Dir ist aber schon klar, daß wenn du 3V vor dem Regler verheizt du mindestens 11V Eingangspannung brauchst damit die 5V am Ausgang stabil bleiben! Das heisst bei Starten des Autos wird dann deine 5V einbrechen.
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