Hi, habe jetzt eine gefühlte Ewigkeit durch das Forum geschaut, aber zu meinem Problem weniger passendes gefunden - die Beiträge haben eher mehr Fragen aufgeworfen.. :D Ich brauche drei verschiedene Spannungen auf einer Platine. 9V ~75mA fast immer im Leerlauf 5V >=500mA für USB-Anschluss für einen RasPi oder Leerlauf 3,3V ~300mA Zur Verfügung stehen mir alte Festpannungssteckernetzteile mit 5V@2,8A oder 12V@1A oder dann eben ein neu zu beschaffendes Steckernetzteil. Es gibt mehrere Wege, wie ich die Spannungen bekomme aber ich dachte, ich frage mal wertungsfrei in die Runde, welche Methode ihr bevorzugen würdet :) - Sollte möglichst wenig Energie verbraten Danke!
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Hallo, Ich würde eine Spannung an die Platine anschließen und mit die benötigten über Schaltregler selbst erzeugen. Dann brauchst du keine drei Netzteile und kannst dir die so dimensionierten, wie du sie brauchst. Wenn du analoge Signale messen willst, dann lieber noch einen Linearregler spendieren. Ist aber nicht die billigste Lösung.
nicht“Gast“ schrieb: > Wenn du analoge Signale messen willst, dann lieber noch einen > Linearregler spendieren. Wenn's ihm um die Effizienz geht, besser Schaltregler: Julian H. schrieb: > - Sollte möglichst wenig Energie verbraten
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Julian H. schrieb: > Ich brauche drei verschiedene Spannungen auf einer Platine. > 9V ~75mA fast immer im Leerlauf > 5V >=500mA für USB-Anschluss für einen RasPi oder Leerlauf > 3,3V ~300mA > > Zur Verfügung stehen mir alte Festpannungssteckernetzteile mit 5V@2,8A > oder 12V@1A oder dann eben ein neu zu beschaffendes Steckernetzteil. Input: 12V, 1A 9V per LDO, Sind ca 200mW Leistung die abgeführt werden müssen 5V per DC/DC aus 12V 3,3V per LDO aus 5V, sind 600mW Wärmeeistung, kann man mit kleinem Kühlkörper auch machen. rgds
Max H. schrieb: > nicht“Gast“ schrieb: >> Wenn du analoge Signale messen willst, dann lieber noch einen >> Linearregler spendieren. > Wenn's ihm um die Effizienz geht, besser Schaltregler: > > Julian H. schrieb: >> - Sollte möglichst wenig Energie verbraten Du kannst mich jetzt empfindlich nennen. Hast du dir meinen ganzen Text überhaupt durchgelesen? Ich hab doch Schaltregler empfohlen und der Linearregler war ein Zusatz.
Da der meinste Strom aus 5V verbraucht wird, ich würde die vorhandene 5V Quelle benutzen. Und dann 5V -> DC/DC step down -> 3,3V. 5V -> DC/DC step up -> 9V.
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> - Sollte möglichst wenig Energie verbraten Ökonomisch oder energetisch? DC/DC-Wandler kosten etwas mehr als ein 7805. http://de.rs-online.com/web/c/stromversorgungen-transformatoren/dc-dc-wandler/
Hi, erstmal danke für alle eure Antworten! oszi40 schrieb: >> - Sollte möglichst wenig Energie verbraten > > Ökonomisch oder energetisch? DC/DC-Wandler kosten etwas mehr als ein > 7805. Die Schaltung soll 24/7 laufen, daher tendiere ich zu DC-DC wandlern. Bevor ich diese Frage gestellt habe, hatte ich drei Lösungen im Sinn, jetzt sind auch zwei genannt worden und ich würde gerne wissen, ob es Punkte gibt, ob/warum eine Schaltung zu bevorzugen wäre. 1: 12V -> 9V (vmtl. höchste verluste) -> 5V (-> 3,3V) 2: 5V -> 9V (verluste?) -> 3,3V 3: 9V -> 5V -> 3,3V Danke schonmal im voraus :)
Julian H. schrieb: > 1: 12V -> 9V (vmtl. höchste verluste) > -> 5V (-> 3,3V) > > 2: 5V -> 9V (verluste?) > -> 3,3V > > 3: 9V -> 5V > -> 3,3V zu 1 12->9 Volt per LDO oder sollte auch mit einem anderen normalen Regler gehen bei 3 Volt Differenz. Wenn das meist im Leerlauf ist, sollte man einen Regler nehmen mit geringem Ruhstrom oder eventuell abschaltbar wenn der Anwendungsfall das zuläßt, also die Spannung bei Leerlauf abgeschaltet werden darf. Ein Schaltregler lohnt sich kaum.´Er müßte einen Wirkungsgrad von über 75% haben und wäre meist im Leerlauf. Selbst bei 90% reden wir von 225 mW vs 75 mW also eine Differenz von 150 mw und die meiste Zeit im Leerlauf. Da sind die Leerlaufverluste vermutlich interessanter. 12V->5V per Schaltregler 5V->3,3V per LDO Schaltregler wäre kaum besser bei der Ausgangspannung solange es kein besonders guter Synchron-Buck-Converter ist. Es fallen aber zwei mal Verluste an. Ich unterstelle 80% Wirkungsgrad des 12V->5V Reglers. Das ergibt 0,8 * 3,3/5 = ca 0,53, also ein schlechter Wirkungsgrad in dieser Stufe. Besser wäre per Schaltregler direkt von 12V auf 3,3V zu gehen. Bei Linearregler sind die Verluste leicht auszurechnen (siehe oben). Bei Schaltrgler Datenblätter selber wälzen, nachrechnen und dann die Kosten vergleichen. zu 2) Wäre meiner Meinung nach das Sinnvollste. Der Step-up läuft selten. Sein Wirkungsgrad ist nebensächlich. Die Hauptlast wird direkt bereitgstellt. Das Netzteil wäre schon vorhanden. Um die 3,3 Volt zu erzeugen wieder LDO oder synchron Buck.(siehe oben) Die Unterschiede dürften gering sein. Verlust bei Linearregler: ca 0,3A * 1,7 Volt = ca 0,51 Watt Bei Netzteilen ist diese Verlustleistung unspektakulär, folglich gilt dies für den erziebaren Vorteil beim Schaltregler, also nur einem Bruchteil davon, um so mehr. Bei Batteriebetrieb würde es anders aussehen und sich teure hocheffiziente Synchronbuckregler eher lohnen. zu 3) 9V->5V 9V->3,3V Etwas besser als 1, da ein Regler und seine Verluste entfallen und der höhere Dutycyle im Vergleich zur 12 V Versorgung bei Buckreglern von Vorteil wäre, aber im Vergleich zu 2 weniger sinnvoll, denn: Das 9 Volt NT muß noch angeschafft werden. Die 9V werden kaum gebraucht. Buckregler sind im Allgemeinen etwas effizienter als Boost/Step-Up-Regler, aber man benötigt mehr Stromdurchsatz bei 5 Volt als bei 9 Volt. Darum sind die Verluste hier trotz Buck-Architektur in der Summe höher. Ob man die 3,3 Volt bei 2) per LDO oder Schaltregler aus 5 V erzeugt oder bei 3) per Schaltregler aus 9 V erzeugt dürfte keinen großen Unterschied bei der Verlustleistung machen. Ich vermute tendentiell einen Leichten Vorteil für 5V->3,3V gegenüber 9->3,3 Volt wenn man beiden ähnlich gute Schaltregler einsetzt (höherer Dutycyle = geringere Verluste an der Freilaufdiode).
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Super, vielen Dank! das hab ich sogar verstanden g. Werde dazu mal ein einen Schaltplan zusammenzimmern, wenn ich wieder ein bisschen Zeit habe und mal sehen, was aus den Vorlesungen noch hängen geblieben ist.
Kurzfassung um sich zu orientieren. Bedarf: Minimal bei Wandlung mit idealisierten 100% Wirkungsgrad: 5V*0,5A + 3,3V*0,3A + 9V*0,075A(sporadisch) = 2,5W + 0,99W + 0,675W (sporadisch) = 3,49W typisch / 4,165W sporadisch Bei Linearreglern werden Spannungsdifferenzen verbraten und der Bedarf ergibt sich aus der Summe der Ströme. 0,5A + 0,3A + 0,075A sporadisch= 0,8A typisch / 0,875A sporadisch -Bei 12 V wären das 12V * 0,875A = 9,6W typisch/10,5W sporadisch -Bei 9 V wären das 9V * 0,875A = 7,2W typisch/7,875W sporadisch -Bei 5 V wären das 5V * 0,800A = 4W typisch/ 4,9W sporadisch (0,9 Watt für den Bedarfs das Stepup für die 75mA @ 9V, den ich mal mit 75% Wirkungsgrad angesetzt habe) Das wäre schon gut, gemessen am Ideal. Mit einem sehr guten Buck wären nur noch ca. 0,2-0,4 Watt mehr einzusparen im Vergleich zum LDO für die 3,3Volt, bei Teillast noch weniger. Mit dieser Mischung aus Schaltregler und Linearregler hat man also schon einen guten Kompromis. Ob es sich dann noch lohnt für den Rest auf ein reines Schaltreglerdesign zu gehen hängt von der Dringlichkeit der Effizienzanforderung ab. Die Effizienz des versorgenden Steckernetzteiles wurde hierbei außer Acht gelassen.
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Julian H. schrieb: > Es gibt mehrere Wege, wie ich die Spannungen bekomme aber ich dachte, > ich frage mal wertungsfrei in die Runde, welche Methode ihr bevorzugen > würdet :) > - Sollte möglichst wenig Energie verbraten Beliebige Kombinationen z.B. aus http://www.ebay.de/itm/390617600885 http://www.ebay.de/itm/231246067018 http://www.ebay.de/itm/201060158941 Für Audio und Messen natürlich keine Schaltregler.
> Die Schaltung soll 24/7 laufen, daher tendiere ich zu DC-DC wandlern.
Na dann würde ich das NICHT mit DC-DC Wandler machen. Denn DC-DC Wandler
sind getaktete Schaltnetzteile. Bekanntermaßen verschleißen die
Kondensatoren in solchen Netzteilen erheblich schneller, als in linear
geregelten netzteilen.
Daß paßt doch. Man spart pro Jahr ca. 0,5 bis 1 € Strom um damit regelmäßig Ersatzteile kaufen zu können. ^^ Spaß beiseite. Ich kann den Vorbehalt verstehen, aber nicht alle Schaltregler verrecken nach Ablauf der Garantie. Zahlreiche Steckernetzteile versehen ihren Dienst klaglos im Quasidauerbetrieb über viele jahre hinweg. Ich vermute das 5 Volt Netzteil wird ebenfalls ein solches sein. Im Dauerbtrieb rentiert sich der Einsatz effizienter Technik am ehesten, aber wie in diesem Beispiel zu sehen, kann der Vorteil manchmal auch sehr gring sein. Ich sehe eher umgekehrt wenig Sinn darin funktionierende Analognetzteile zu ersetzen wenn diese nur wenige Stunden im Jahr benötigt werden, z.B. Ladegeräte.
Rechnen wir doch mal: Gesamter Leistungsbedarf: 9 V * 0,075 A = 0,65W 5 V * 0,5 A = 2,5 W 3,3V * 0,3 A = 1 W ----------------------- Summe 4,1 W Alles über Schaltregler gelöst: eff = 80% Verlust = 4,1 * 2/8 = 1W Verluste bei Einsatz von Längsreglern: 3 V * 0,075 A = 0,22W 7 V * 0,5 A = 3,5 W 8,7 V * 0,3 A = 2,6 W ----------------------- Summe 6,3W Die Verluste sind also bei einer Lösung mit Längsregler ca 6mal höher als bei einer Lösung mit Schaltreglern. Ein Kompromiss wäre: LDO für 12->9V : 0,22W BUCK für 12->5V : 5V*(0,5A+0,3A) * 2/8 = 1W LDO für 5->3,3V: 1,7V * 0,3A = 0,5W Diese Lösung würde also ca 1,7W Verluste erzeugen und würde nur einen Schaltregler erforderlich machen. Zusammenfassung: Verluste bei reiner Schaltreglerlösung: ca 1W Verluste bei reiner Längslreglerlösung: ca 6,3W Verluste bei gemischter Lösung : ca 1,7W Hoffe, ich habe mich nicht verrechnet.
Wobei man betonen sollte das dieses Beispiel für 12 Volt Versorgung gilt. Bei 5 Volt geht es ohnehin nicht rein Analog, da man aufwärts muß für die gelegentliche kleine 9 Volt Leistung. Da liegt der Verlust bei der Hybridlösung mit Schaltregler nur da wo unvermeidbar bei: Verluste: 0,51 W typisch und 0,735 W sporadisch (bei Teillast entsprechend weniger) Gemesen am Idealbedarf wäre das ein Wirkungsgrad von über 87% typisch und 85% sporadisch. Da wäre dann nicht mehr viel Optimierungspotential. Man sieht, daß sowohl die Reglerart (analog vs Schaltregler) als auch die Wahl der Versorgungsspannung großen Einfluß haben, wobei eine niedrige Versorgungsspannung wiederum die Wahl der Reglertechnologie einschränkt da Analog-/Längsregler nicht hochwandeln können.
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Carsten R. schrieb: > Wobei man betonen sollte das dieses Beispiel für 12 Volt Versorgung > gilt. Richtig. Frag mich nicht, warum, aber irgendwie ging ich stillschweigend davon aus, dass die 12V gegeben wäre. Jetzt stelle ich gerade fest, dass es gar nicht so ist. Dann ist es natürlich viel sinnvoller, gleich ein 5V Netzteil zu verwenden, wie Carsten vorschlägt.
Wäre es statt einem Step-Up für 9V auch mit einer Ladungspumpe effizienztechnisch sinvoll z.B. sowas wie im MAX232 integriert, da ja bei 9V nicht viel Leistung gebraucht wird?
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