Hallo liebe Community, Ich bin auf der Suche nach einem passenden Step-Up, DC-DC Wandler für meinen Anwendungsfall. Zur Verfügung stehen die 5 V eines USB Ports. Da hier bereits ein Gerät angeschlossen ist (Stromaufnahme ca. 100 mA) besteht zwar eine Port-Freigabe, aber nicht die volle Leistung des Ports zur Verfügung. Die Ausgangsspannung am Wandler soll exakt 5 V betragen und auf ca. 40 mA Strombegrenzt sowie verpolsicher sein. Da am USB Port nur 5 V zu Verfügung stehen fallen diverse Spannungsregler mit Strombegrenzung meiner Meinung nach raus. Bei der Masse an möglichen Komponenten und Schaltungen, die im Internet erhältlich sind tu ich mir als Laie bei der Auswahl wirklich sehr schwer. Ich bin dankbar für alle mögliche Ideen, Tipps und Anregungen.
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Möchtest Du selber bauen oder eine Fertiglösung? Bei einer Fertiglösung kannst Du einen 1:1 DC/DC Wandler nehmen. Allerdings kenne ich jetzt keinen der eine einstellbare Strombegrenzung hat. Eine Lösung wäre ein Stepup und daran einen LDO auf 5 Volt.
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Sowas hier: http://www.ebay.de/itm/Step-Up-Down-Boost-Buck-Voltage-Xl6009-Lm2596s-Dc-Dc-Power-Converter-Module-Ic-/272375891324?hash=item3f6ade457c:g:eZMAAOSwOyJX2R3C und dahinter für die Strombegrenzung noch nen LDO in Stromquellen-Beschaltung. Alternativ kann man auch ne Strommessung machen und ab 40mA den Potiabgriff von dem DCDC Converter zusätzlich bestromen. In der Minimalausführung reicht dafür ein Low-Side Shunt, 2 Transistoren und ein Widerstand.
Eine Fertiglösung ist nicht zwingend notwendig. Die beiden Ansätze sind vom Prinzip her ja gleich bzw. aufbauend. Wird für den vorgeschlagen Ansatz nicht ein ziemlich hoher Strom am Eingang nötig sein? Beispiel: Step-Up(5 V zu 8 V) - Strombegrenzung - LDO (auf 5 V).
Maze M. schrieb: > Die Ausgangsspannung am Wandler soll exakt 5 V betragen und auf ca. 40 > mA Strombegrenzt sowie verpolsicher sein. Ein Spannungsausgang kann nicht verpolsicher sein. Das Verpolen passiert erst, wenn du ein Gerät falsch daran anschließt, oder wie meinst du das?
Maze M. schrieb: > Wird für den vorgeschlagen Ansatz nicht ein ziemlich hoher Strom am > Eingang nötig sein? Unter der Annahme dass der von der Strombegrenzung benötigte Strom vernachlässigbar ist:
64mA halte ich jetzt erst einmal nicht für exorbitant hoch.
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Wolfgang schrieb: > Maze M. schrieb: >> Die Ausgangsspannung am Wandler soll exakt 5 V betragen und auf ca. 40 >> mA Strombegrenzt sowie verpolsicher sein. > > Ein Spannungsausgang kann nicht verpolsicher sein. Das Verpolen passiert > erst, wenn du ein Gerät falsch daran anschließt, oder wie meinst du das? War in der Eile einfach falsch von mir formuliert. Was ich eigentlich schreiben wollte war "dauerhaft Kurzschlussfest".
Mit Strombegrenzung ist die Schaltung auch dauerhaft kurzschlussfest, sofern die entstehende Wärme abgeführt werden kann. Das ist jetzt in diesem Fall einfach, ein Schaltwandler erwärmt sich nicht mehr als im normalen Betrieb und die Variante mit dem LDO hat ja nur irgendwie 1V und 40mA auszuhalten. Verpolungsschutz durch Diode - muss man entweder in den Regelkreis mit aufnehmen oder die Ausgangsspannung einfach 5V + Vf wählen. "Exakt 5V" ist halt ne schwammige Formulierung. Ne Toleranz muss man schon angeben.
THOR schrieb: > "Exakt 5V" ist halt ne schwammige Formulierung. Ne Toleranz muss man > schon angeben. Die Toleranzen eines 7805 Sind hierfür völlig ausreichend. Danke schonmal für eure Hilfe. Welcher Step-Up IC könnte meinen Anforderungen gerecht werden, um eine Fertiglösung mal außer Betracht zu lassen? Wäre ein MAX856 beispielsweise empfehlenswert?
Wenn ich das richtig interpretiere, suchst Du eine Konstantstromquelle mit 5V ein, knapp 5V aus, 40mA Strombegrenzung und möglichst geringem Dropout. Stepup nützt Dir in dem Moment nicht viel. In meinem letzten Projekt habe ich einen LDO verbaut, der das kann, aber mir fällt gerade die Bezeichnung nicht ein und das Projekt liegt auf der anderen Seite der Kugel. Auf diversen I2C Platinen von Adafruit für den Arduino sind LDO drauf, die die Spannung und den Strom begrenzen, allerdings für 3.3V. Such Dir mal nen Schaltplan, daraus die Bezeichnung und dann schau, ob es diese LDO auch für 5V gibt.
Timm T. schrieb: > Auf diversen I2C Platinen von Adafruit für den Arduino sind LDO drauf, > die die Spannung und den Strom begrenzen, allerdings für 3.3V. Such Dir > mal nen Schaltplan, daraus die Bezeichnung und dann schau, ob es diese > LDO auch für 5V gibt. Vielen Dank für den Tipp, das hört sich schon mal vielversprechend an! Dann werde ich mich mal in diese Richtung näher erkundigen.
Aus einem USB-Anschluß können sowohl mehr als auch weniger als 5V rauskommen. Nämlich zwischen 4.40V und 5.25V. Davon ab eventuell noch Spannungsabfall auf Kabel und Steckverbindern. Um daraus auf 5.00V zu kommen, bräuchte man einen Wandler der sowohl hoch als auch runter wandeln kann. Oder man wandelt höher als man eigentlich braucht - z.B. auf 6V - und verheizt dann den Überschuß in einem Linearregler. Ich frage mich, warum es unbedingt 5.00V sein müssen. 4.00V könnte man relativ problemlos mit einem Linearregler erreichen.
Axel S. schrieb: > Ich frage mich, warum es unbedingt 5.00V sein müssen. Letztendlich soll damit ein Sensor betrieben werden. dieser liefert bei Unterspannung (4.75 V) eine entsprechende Fehlermeldung. Und genau das ist das Problem vor dem ich stehe :-/ Um auf Nummer Sicher zu gehen werde ich wohl nicht um einen Wandler herum kommen.
https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwinj_3S3JvQAhWJwBQKHf0-BwwQFgggMAA&url=https%3A%2F%2Fwww.onsemi.com%2Fpub%2FCollateral%2FAN920-D.PDF&usg=AFQjCNFZaF4w7xKdRES0A09aFzPRQR6eDw&sig2=M7_-Od0usXoYgJfYLzv-RQ Hier ist eine Buck/Boost Schaltung mit dem MC34063 drin. Wenn der MC durch seine Eigenschaften keine Option ist, kann man natürlich auch andere Schaltwandler nehmen. Aber die Boost + LDO(inkl. Strombegrenzung) Lösung halte ich für sinnvoller.
Danke für deinen Tipp! Ich denke mit dem MC34063 und der ausführlichen Beschreibung lässt sich mein Vorhaben gut umsetzen. Für mögliche Alternativen bin ich noch auch auf den WEBENCH Designer von TI gestoßen https://webench.ti.com (werden einige wohl schon kennen).
Maze M. schrieb: > Zur Verfügung stehen die 5 V eines USB Ports. ... am Wandler soll exakt 5 V betragen und auf ca. 40 > mA Strombegrenzt sowie verpolsicher sein. Das musst du anders machen. Die 5 Volt hast du ja schon und auch die kannst du auf 5 Volt halten (obwohl ich das jetzt nicht für nötig halte, aber das ist ja erstmal deine Sache), indem du z.B. eine Zenerdiode rein hängst. Die Strombegrenzung kann man auf verschiedene Weisen machen. Einfachste ist da wohl ein Widerstand.
Axel S. schrieb: > Aus einem USB-Anschluß können sowohl mehr als auch weniger als 5V > rauskommen. Nämlich zwischen 4.40V und 5.25V. Davon ab eventuell noch > Spannungsabfall auf Kabel und Steckverbindern. Wann hast du das denn mal wirklich gemessen? Gut, 5,1V und vielleicht auch mal 4,9V, aber 4,4V? Das habe ich noch nie gemessen. Dann würde ich mir einen wirklich guten USB Hub, mit eigener Versorgung da dran hängen.
F. F. schrieb: > 5 Volt halten, indem du z.B. eine Zenerdiode rein hängst. Ist an sich eine gute und simple Idee, zusätzlich ein MOSFET mit Widerstand zur Begrenzung um den Spannungsabfall gering zu halten! F. F. schrieb: > Gut, 5,1V und vielleicht auch mal 4,9V Ja aber wirklich darauf verlassen kann man sich eben nicht. In der Spec steht nun mal was anderes, ist ja auch ein universal Bus. Hm, ich würde dann doch eher zur sicheren Methode mit Step up tendieren.
F. F. schrieb: > Wann hast du das denn mal wirklich gemessen? > Gut, 5,1V und vielleicht auch mal 4,9V, aber 4,4V? Das habe ich noch nie > gemessen. Das hat nichts mit "messen" zu tun, das steht in der USB-Spezifikation. > Universal Serial Bus Specification, Revision 2.0 > 7.2.2 Voltage Drop Budget > ... > - The voltage supplied by low-powered hubs is 4.4V to 5.25V. > - The maximum voltage drop (for detachable cables) between the A-series plug > and B-series plug on VBUS is 125mV (VBUSD). > - The maximum voltage drop for all cables between on GND is 125mV (VGNDD). > ... > - All hubs and functions must be able to provide configuration information with > as little as 4.40V at the connector end of their upstream cables. Only > low-power functions need to be operational with this minimum voltage. > - Functions drawing more than one unit load must operate with a 4.75V minimum > input voltage at the connector end of their upstream cables. Eine "unit load" entspricht 100mA. Da der TO eine Portfreigabe hat entspricht seine Anwendung einer "high-power" Anwendung. Demnach sollte die Schaltung so ausgelegt werden, dass sie auch noch mit 4.75V funktioniert, da nur diese Spannung (von USB-Spec-konformen Geräten) auch mindestens für High-Power-Anwendungen geliefert wird.
Wenn es so drauf ankommt und sogar grundsätzlich nimmt man für den/die Sensoren eine eigene Stromversorgung.
F. F. schrieb: > Wenn es so drauf ankommt und sogar grundsätzlich nimmt man für den/die > Sensoren eine eigene Stromversorgung. Du willst ein separates Netzgerät statt einem Buck/Boost fähigen Wandler?
F. F. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Aus einem USB-Anschluß können sowohl mehr als auch weniger als 5V >> rauskommen. Nämlich zwischen 4.40V und 5.25V. Davon ab eventuell noch >> Spannungsabfall auf Kabel und Steckverbindern. > > Wann hast du das denn mal wirklich gemessen? > Gut, 5,1V und vielleicht auch mal 4,9V, aber 4,4V? Das habe ich noch nie > gemessen. > > Dann würde ich mir einen wirklich guten USB Hub, mit eigener Versorgung > da dran hängen. Am Ende eines langes USB Kabels, das an einem passiven USB Hub hängt, dürfen 0,5V Spannungsabfall sein laut Spec. Das sind dann 4,5V. Aber ein passiver Hub liefert auch nur noch mit viel Glück 40mA, daher trifft das hier nicht zu.
Du musst schon alles lesen, dann verstehst du sicher meine Haltung dazu. Und zwar alles was ich schrieb. Wenn ich Angst um die Specs hätte, würde ich das mal ne Weile testen. Ich bin der Meinung, dass der Sensor ohne größere Maßnahmen funktioniert. Wie ich schon vorher schrieb, es gibt sehr gute Hubs, mit eigener Spannung, die sicher nicht zur Unterspannung neigen. Da sich der TO ja sowieso was bauen muss, kann er gleich eine vernünftige Stromversorgung bauen. Ob das mit nem Buck/Boost in diesem Bereich so sauber klappt, weiß man (ich jedenfalls nicht) auch nicht so genau. Dazu muss er ja auch noch den Strom im Auge behalten. Da kann er vielleicht sogar eine fertige Stromversorgung vom Sensorhersteller bekommen und braucht nichts selber zu bauen.
F. F. schrieb: > Du musst schon alles lesen, dann verstehst du sicher meine Haltung dazu. Err... Nein! > Wenn ich Angst um die Specs hätte, würde ich das mal ne Weile testen. Wirklich? Tests über eine längere Zeit / eine breitere Hardware-Basis sind aussagekräftiger/verläßlicher als Spezifikationen? Tell more! > ... es gibt sehr gute Hubs, mit > eigener Spannung, die sicher nicht zur Unterspannung neigen. Und was genau(!) läßt dich jetzt glauben, ein USB-Hub wäre überhaupt involviert? > Da sich der TO ja sowieso was bauen muss, kann er gleich eine > vernünftige Stromversorgung bauen. Na klar. Warum nimmt er nicht gleich ein USB-Netzteil mit 5.6V Nennspannung? Das ließe sich auch unter widrigen Umständen rein passiv auf 5.0V runter stabilisieren. > Ob das mit nem Buck/Boost in diesem Bereich so sauber klappt, weiß man > (ich jedenfalls nicht) auch nicht so genau. Dazu muss er ja auch noch > den Strom im Auge behalten. Die genannten 40mA erscheinen mir jetzt nicht als sonderlich exotisch. Die 5.00V schon eher. Jeder, der schon mal Kontakt mit USB hatte, weiß daß 5.0V Versorgungsspannung im wesentlichen ein frommer Wunsch sind.
Axel S. schrieb: > Die 5.00V schon eher. Jeder, der schon mal Kontakt mit USB hatte, weiß > daß 5.0V Versorgungsspannung im wesentlichen ein frommer Wunsch sind. Na dann sind wir uns ja im wesentlichem Punkt einig. Der TO schrieb ja, dass er Sorge um die Stabilität der 5V hätte und dass sein Sensor nur ein enges Fenster hat. Den Hub erwähnte ich, weil ich schon mal so einen hatte, der zugegeben nicht permanent und ausgiebig von mir getestet wurde, aber in mehreren Messungen sehr genau 5V lieferte. Nur, wenn ich es schon so genau will/brauche und eh schon was bauen muss, dann doch komplett und mit einer gescheiten Stromversorgung. Das wollte ich damit ausdrücken. Wenn ich das schon an einen Computer hänge, dann kann ich doch gleich von der 12V Schiene abgreifen.
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Ich wuerde einfach einen fertigen DC/DC-Konverter (z.B. von Recom) nehmen. Als besonderes Goodie sind die am Ausgang sogar potentialfrei. Und ein kleiner 5V/5V/0.1A kostet nicht die Welt.
Sensoren können wirklich probleme machen, daher würde ich auch einen StepUp (5,3V) Wandler mitn LDO (auf 5.0V) nehmen. Bei 40mA hast du mitn Strom keine Probleme aber mit der Spannung. Schlecht umgesetzte StepUp Wandler erzeugen einen nicht zu unterschätzenden Ripple Voltage, welche deinen Sensor auch beeinflussen könnten.
Der Strom ist unkritisch, das sieht wohl jeder so. Aber aus den 5V von einem USB Anschluss am Computer 5V stabil machen zu wollen, um einen Sensor zu betreiben ...
Maze M. schrieb: > Ich bin auf der Suche nach einem passenden Step-Up, DC-DC Wandler für > meinen Anwendungsfall. Bin gerade, bei der Suche nach was anderem, hier drüber gestolpert: http://www.reichelt.de/Wandler-bis-1-W/TMA-0505S/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=120443&GROUPID=7250&artnr=TMA+0505S&SEARCH=traco Das müsste deine Wünsche erfüllen.
F. F. schrieb: > Bin gerade, bei der Suche nach was anderem, hier drüber gestolpert: http://www.reichelt.de/Wandler-bis-1-W/TMA-0505S/3... Top, vielen Dank. Ich denke jetzt sind schon einige Ansätze dabei, die mir sehr weiterhelfen. Jetzt werde ich einfach mal die ein oder andere Lösung testen. Probieren geht ja bekanntlich über Studieren.
F. F. schrieb: > Das müsste deine Wünsche erfüllen. Häh? Das Ding ist wie so ziemlich alle dieser kleinen DcDc Wandler ungeregelt. Ich hab zwar letztens auch einen Recom gehabt, der mir aus 4.5V ein glatte 5V aus gemacht hat, aber da würde ich nicht meinen Lötkolben für verwetten, dass das nicht nur Zufall war. Hat mich in dem Fall nicht gestört. Wenn dann musst Du einen Traco mit erweitertem Eingangsbereich nehmen, als 3..6V auf 5V, die sind dann geregelt. Gibt es aber erst ab höheren Leistungsklassen, und da könnte der Ankaufstrom schon wieder den Usb Port überfordern.
REG710 : https://www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-Diy-Electronic-REG710NA-5-250-IC-REG-MULTI-CONFIG-5V-SOT23-6-REG710NA-5/32385251456.html http://www.ti.com/lit/ds/symlink/reg710-3.pdf MAX682 : https://www.aliexpress.com/item/Free-shipping-5pcs-lot-MAX682-MAX682ESA-new-original/32592806160.html https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX682-MAX684.pdf Bei dem gewünschten Strom passende Charge Pumps, die Step-up/-down beherrschen. Max682 verwende ich beispielsweise für stabilisiere Speisung von OpAmps.
F. F. schrieb: > Die Daten sagten das aber aus. Nee, die Daten in meinem Datenblatt sagen, dass der Ausgang mit 1.2% pro 1% Änderung dem Eingang folgt, also bei 0.5V Eingangsschwankung eher 0.6V am Ausgang abhaut. Und dass über den Lastbereich der Ausgang 10% schwankt. Geregelt ist was anderes. Üblicherweise bringen die Dinger etwas höhere Ausgangsspannung, um unter Last noch den Nennwert zu erreichen. Man könnte natürlich einen 5V auf 9V Wandler nehmen und dann mit einem 78L05 wieder runterstabilisieren.
Timm T. schrieb: > ass der Ausgang mit 1.2% pro > 1% Änderung dem Eingang folgt, Ups, da muss man dann doch tiefer ins Datenblatt schauen. Habe das gerade gelesen.
F. F. schrieb: > Das müsste deine Wünsche erfüllen. Sicher? Bei Aussagen wie "Short circuit protection limited 1 sec. max." sehe ich das Lastenheft nicht so ganz erfüllt. Maze M. schrieb: > Was ich eigentlich schreiben wollte war "dauerhaft Kurzschlussfest".
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