Schaltung bewerten

[Philipp M. (luckyresistor123)]

Hallo,

habe eine Schaltung angehängt, welche mir aus 12V eine 5V und 3.3V 
Versorgung macht. Auch soll diese Schaltung Spannungsspitzen bis zu 17V 
von den Eingangsklemmen abfangen, welche beim Einstecken des Netzteils 
auftreten können.

Betrieben wird Folgendes:
12V: DC-Motoren
5V: Arduino Leonardo mit 2 Motor Shields rev3
3.3V: ESP8266

Ich habe die 5V nochmal extra durch eine Suppressor-Diode geschützt, da 
die Arduino-Teile nicht flöten gehen sollen, falls der DC/DC Wandler 
einen Defekt hat.

Die Diode über den DC/DC Wandler schützt ihn, falls mal etwas 
zurückfließen sollte (wird so im Datenblatt empfohlen).


Sticht euch hier etwas ins Auge? Gibts was zu verbessern? Einfach mal 
euren Senf abgeben bitte.

[M.A. S. (mse2)]

Philipp M. schrieb:
> Spannungsspitzen bis zu 17V
> von den Eingangsklemmen abfangen,

Mein - ganz allgemeiner - Senf:
Wenn Du etwas durch Suppressordioden schützen möchtest, musst Du 
entweder sicher sein, dass die auftretenden Überspannungen kurz genug 
sind.
Ist diese Bedingung nicht erfüllt, brennt Dir erst das Schutzbauteil 
durch und danach dann doch noch der Rest.
Vor allem deswegen:

Philipp M. schrieb:
> Ich habe die 5V nochmal extra durch eine Suppressor-Diode geschützt, ... falls 
der DC/DC Wandler
> einen Defekt hat.

Sollte der einen 'Defekt haben' (warum auch immer) und dauerhaft 
Überspannung liefern, dann musst Du sicherstellen, dass der Stromfluss 
unterbrochen wird.
Z.B. durch eine Schmelzsicherung oder einen PTC in Reihe (was gar nicht 
so einfach zu dimensionieren ist, damit es früh genug auslöst und im 
Normalbetrieb nicht durch Spannungsabfälle stört).

[Joachim B. (jar)]

Philipp M. schrieb:
> Hallo,
>
> habe eine Schaltung angehängt, welche mir aus 12V eine 5V und 3.3V
> Versorgung macht.

falls der R78 ein RECOM ist, die 1,5A haben meine NIE geschafft, grad 
mal so 1,2A

aber billigste Ebaywandler mit 3A beworben hat zumindest nahe an 2A 
geschafft.

[Jörg R. (solar77)]

Beitrag "12V, 5V und 3.3V Versorgung herstellen"

[Wolfgang (Gast)]

Joachim B. schrieb:
> falls der R78 ein RECOM ist, die 1,5A haben meine NIE geschafft, grad
> mal so 1,2A
>
> aber billigste Ebaywandler mit 3A beworben hat zumindest nahe an 2A
> geschafft.

Auch wenn die "billigen Ebay-Wandler" meist mit 3A angegeben sind, würde 
ich die nicht dauerhaft mit 2.3A ohne deutlichen Kühlaufwand zu 
betreiben.
Da ist es günstiger, für die 3.3V einen separaten Step-Down von den 12V 
aus zu verwenden.

[Philipp M. (luckyresistor123)]

Sooo, vielen Dank für den Input!

M.A. S. schrieb:
> brennt Dir erst das Schutzbauteil durch und danach dann doch noch der Rest.

Hab das jetzt extra nochmal genau nachgemessen, und es stellt sich 
heraus dass die Spannungsspitze nur ein Messfehler war. (Hab ohne Last 
gemessen, und Messgerät war auf Auto, musste beim Einschalten erst 
Messbereich ermitteln)

M.A. S. schrieb:
> Z.B. durch eine Schmelzsicherung oder einen PTC in Reihe (was gar nicht
> so einfach zu dimensionieren ist, damit es früh genug auslöst und im
> Normalbetrieb nicht durch Spannungsabfälle stört).

Hmm, dann werde ich auf eine Absicherung verzichten und mich auf die 
Qualität des Bauteiles verlassen.

Joachim B. schrieb:
> falls der R78 ein RECOM ist, die 1,5A haben meine NIE geschafft, grad
> mal so 1,2A

Ich habe da reichlich Buffer gelassen, werde den höchstens mit der 
halben Leistung betrieben. Trotzdem danke für den Hinweiß. Werde den eh 
doch nicht verwenden, siehe weiter unten.

Joachim B. schrieb:
> aber billigste Ebaywandler mit 3A beworben hat zumindest nahe an 2A
> geschafft.

Ich werde mich auf Bauteile von Conrad beschränken, wegen Gemütlichkeit, 
guter Webseite und Nähe des Megastores zu mir.

Wolfgang schrieb:
> Da ist es günstiger, für die 3.3V einen separaten Step-Down von den 12V
> aus zu verwenden.

Das ist eine gute Idee. Meine nachträgliche Messung ergab bei den Lasten 
bei 5V nur maximal 100mA, meistens 50. Ich werde wohl einen Step-Down 
auf 3.3V verwenden (den TSR 1-2433). Der ist günstiger, und es macht von 
der Aufteilung mehr Sinn, da bei 3.3V eh mehr Strom benötigt wird als 
bei 5V. Für die 5V/100mA reicht ein linearer Spannungsregler (der 
L7805CV). Mit 0,7 Watt Verlustleistung sollte der mit 
Aufsteck-Kühlkörper fertig werden.


Auch habe ich mich noch entschieden, einen 2200 µF Kondensator zwischen 
die +12V-GND Eingangs-Terminals zu hängen, um im Einschaltmoment der 
Motoren trotz der Leitungslänge zum Netzteil von 1 Meter sofort Energie 
liefern zu können.

[Das ist doch Unsinn. (Gast)]

Philipp M. schrieb:
> Ich habe da reichlich Buffer gelassen,

Strom am 3,3V Ausgang kommt in voller Höhe von der 5V Schiene
(Linearregler = identisch hoher Strom - die "Mehr-Spannung" wird
einfach verbrannt).

Heißt, I-Bedarf bei 3,3V wird zum 5V I-Bedarf schlicht addiert.
(Da passen schon mal 1,5A des DC-DC nicht, wenn 1,5A + 0,8A...)

Der Strom am 5V Ausgang + 3,3V Ausgang muß hier aber zusätzlich
auch von der 12V Schiene getragen werden können.

Würden die Werte am Ausgang stimmen, bräuchtest Du am Eingang
eine 12V Quelle, die ca. 4,2A bis 4,5A liefern könnte. Daß dann
auch der DC-DC 2,3A statt 1,5A liefern müßte, ist klar.

Hast halt bei Eingängen und Ausgängen die selben Ströme geplant
(#). Hoffentlich hast Du da wirklich ganz_extrem "gepuffert"
(Sicherheitsmarge), sonst verrechnest Du Dich ganz böse.

(# Das Durcheinander -und damit der Fehler- ist vorprogrammiert.
Und genau wegen dieses Schlamassels schreibt man beim Schaltplan
die tatsächlichen [wenn auch aufgerundeten] Werte hin. Man plant
vom Ausgang z. Eingang ("von rechts nach links"), dann paßt es.)

[Das ist doch Unsinn. (Gast)]

Das ist doch Unsinn. schrieb:
> Würden die Werte am Ausgang stimmen, bräuchtest Du am Eingang
> eine 12V Quelle, die ca. 4,2A bis 4,5A liefern könnte. Daß dann
> auch der DC-DC 2,3A statt 1,5A liefern müßte, ist klar.

Übrigens hatte ich da ein wenig (konservativ) übertrieben, aber
nicht all zu sehr - ich rechne es mal genau vor, so wie ich meine.

Das ist doch Unsinn. schrieb:
> Man plant vom Ausgang z. Eingang ("von rechts nach links")

(außerdem rundet man bei vielen Nachkommastellen immer auf)


(Linear3,3V@0,8A=) 5V@0,8A + 5V@1,5A = 2,3A am DC-DC-Ausgang.

Strombedarf DC-DC 12V = 5V:12V * 2,3A = 0,96A : Effizienz des DC-DC

Ich nehme jetzt in der Annahme, daß Du entweder genügend "gepuffert"
hast, oder aber sich ein Modul mit z.B. 2,5Aout kaum unterscheidet:

https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjNxqWP2ZveAhUNxIsKHZT3ASIQFjAAegQIHRAC&url=https%3A%2F%2Fwww.recom-power.com%2Fpdf%2FInnoline%2FR-78Bxx-1.5_L.pdf&usg=AOvVaw0gdXgzcqZDrmMzxABAcqSi

Auf Seite 1 steht Angabe Effizienz 92% @ 6,5Vin und 94% @ 18Vin.

0,96A : (geschätzte Effizienz bei 12V =) 93% = 1,04A

3A@12V + 1,04A@12V ergäbe >= 4,04A nötige Stromlieferfähigkeit der
12V-Versorgung + Bedarf an einem 12V zu 5V DC-DC mit >= 2,3Aout.


Ich will Dich nur warnen. Einmal mehr rechnen schadet kaum, aber...