Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LDO, Iin=Iout?


von Lopaloma (Gast)


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Hi,

ich habe eine Frage zum LDO, die vielleicht doch recht einfach 
beantwortet ist.
Der Ausgangsstrom beim LDO, entspricht doch dem Eingangsstrom abzüglich 
eines vernachlässigbarem Strom innnerhalb des LDO, oder?
Also wenn ich einen LDO mit 250mA Last haben möchte, der aus 5V 3.3V 
macht, dann muss der 5V Regler zusätzlich diese 250mA liefern können. 
Korrekt?
Ich muss hier nicht großartig Ströme vom Ausgang auf den Eingang 
umrechnen?

LG

von MaWin (Gast)


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Lopaloma schrieb:
> Korrekt

Ja.

Wenn ein LDO knapp am drop out arbeitet (bei dir nicht) ist bei manchen 
Modellen der Eigenstrombedarf übrigens nicht mehr vernachlässigbar, 
sondern erheblich.

Schau also ins Datenblatt.

von Lopaloma (Gast)


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MaWin schrieb:
> Lopaloma schrieb:
>> Korrekt
>
> Ja.
>
> Wenn ein LDO knapp am drop out arbeitet (bei dir nicht) ist bei manchen
> Modellen der Eigenstrombedarf übrigens nicht mehr vernachlässigbar,
> sondern erheblich.
>
> Schau also ins Datenblatt.

Danke MaWin für die schnelle Antwort.

Wenn er an diesem Punkt arbeitet und ich einen nehme der eben 100mA mehr 
bietet und das auch mein 5V Regler locker mitmacht, dann sollte es ja 
eigentlich wieder gehen. Also wenn ich nur 250mA benötige und ich einen 
für 500mA nehe, sollte ich ja eigentlich auf der sicheren Seite sein. 
Oder?

LG

von Jemand (Gast)


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Hallo

I Ein = I Aus
Egal ob LDO oder ein normaler Linearregler das ist immer so, weshalb ein 
LDO auch nur sinnvoll ist wenn die Eingangsspannung geringfügig höher 
als die Ausgangsspannung ist.
Einen LDO dort zu verwenden wo das nicht der Fall ist kann sowohl aus 
technischen Gründen ehrer nachteilig sein (schwingen gerne, mögen nicht 
alle ESR Werte bei den Elkos, es gibt nicht so den Standardkram wie bei 
den "normalen" Linearreglern), und finanziell auf jeden Fall teurer und 
halt nicht bei jeden Händler (selbst bei den wenigen verbleibenden 
Händlern mit Ladengeschäft) zu kaufen.

Zwischen den bekannten und seit >30Jahre eingesetzten 78XX (78LXX) und 
"echten" LDOs gibt es sicher auch schon Typen denen die 1,7V Differenz 
ausreichen (5V nach 3,3V) aber noch nicht so mimosenhaft sind wie 
"echte" 0,1V LDOs.

Jemand

von Lothar J. (black-bird)


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Mit drop out ist die minimal mögliche Spannungsdifferenz zwischen 
Eingangs- und Ausgangsspannung gemeint, nicht der Maximalstrom.
Also einen LDO nehmen, der einen noch niedrigeren drop out hat.

Blackbird

Beitrag #5925644 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Pandur S. (jetztnicht)


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Ja, die Groese nennt sich Quiescent current. Er ist übrigens meist 
prozentual. zB 2%. Bedeutet wenn deine Last 100mA braucht, muss deine 
Quelle 102mA liefern.

Es macht uebrigens keinen Sinn, von 12V auf 5V runter einen LDO zu 
nehmen, denn die haben schlechtere Werte, sind spezialisiert auf low 
voltage differential, auf zB nur 300mV Verlust, waehrend ein normaler 
spannungsregler 2V benoetigt.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Lopaloma schrieb:
> Also wenn ich nur 250mA benötige und ich einen für 500mA nehe, sollte
> ich ja eigentlich auf der sicheren Seite sein

Nein.

Für dein 5V auf 3.3V ist das kein Problem.

Aber wer aus LiIon 3.3V regeln will kommt halt leicht an den drop out 
und wundert sich warum sein Akku so schnell leer ist. Der sollte ins 
Datenblatt seines LDO tun.

von Lopaloma (Gast)


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ok. also wäre es denn auch ok für die Versorgung eines IC mit VCore 
=1.05V +-5% einen Buck-Converter zu nutzen?
Dachte immmer man nimmt hierfür LDOs.
Der brät halt fast 600mA weg wenn alle Ports schalten. Wäre das 
Wurst-Käse Szenario.

LG

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Lopaloma schrieb:
> ok. also wäre es denn auch ok für die Versorgung eines IC mit VCore
> =1.05V +-5% einen Buck-Converter zu nutzen?
Kommt auf die anderen Spannungen an, die das System so hat und braucht.

> Dachte immmer man nimmt hierfür LDOs.
Wenn nur 5V zur Verfügung stehen und für den Core 5A gebraucht werden, 
dann eher nicht.
Wenn du aber sowieso schon 2,5V hast und der Core nur 100mA braucht, 
dann kannst du die am Spannungsregler anfallenden 150mW auch mit einem 
LDO verbraten.

> Der brät halt fast 600mA weg wenn alle Ports schalten.
Der Core? Warum ist dessen Stromaufnahme abhängig von den IOs?

von Lopaloma (Gast)


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Lothar M. schrieb:

>> Der brät halt fast 600mA weg wenn alle Ports schalten.
> Der Core? Warum ist dessen Stromaufnahme abhängig von den IOs?

Ich vermute mal er muss die ganze Kommunikation steuern.
Ka. Aber bei Current consumption steht das eben.

von Wolfgang (Gast)


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Jemand schrieb:
> I Ein = I Aus

Nein, I Ein > I Aus

Ob der Unterschied ein paar Mikroampere oder mehrere Milliampere 
beträgt, hängt vom Typ und den Betriebsbedingungen ab (s. Datenblatt).

von Marten Morten (Gast)


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Lopaloma schrieb:
> ok. also wäre es denn auch ok für die Versorgung eines IC mit VCore
> =1.05V +-5% einen Buck-Converter zu nutzen?
> Dachte immmer man nimmt hierfür LDOs.

"man nimmt" ist so eine Sache. Es kommt drauf an. Man muss sich schon 
ansehen was man braucht, statt sich blind auf Daumenregeln zu verlassen.

Wenn die vom einem Schaltregler erzeugte Spannung den Ansprüchen des IC 
genügt kann man den Schaltregler nehmen. Wenn nicht, dann ein 
Linearregler, oder, wenn die Spannung des Schaltreglers nicht gut genug 
ist, funktioniert es vielleicht mit Filtern seiner Ausgangsspannung. Das 
wiederum kann man mit einem Linearregler machen.

Passiert das ganze in einer Point-of-Load (POL) Architekturen hat man 
damit schon drei Regler hintereinander. Der Regler im Netzteil, der die 
grobe Grundspannung erzeugt (typischerweise ein Schaltregler). Ein 
weiterer Schaltregler am POL der sie abgreift, anpasst und stabilisiert. 
Dahinter ein Linearregler, der Störungen vom Schaltregler abschwächt.

Das heißt aber nicht, dass das immer so ist oder sein muss.

> Der brät halt fast 600mA weg wenn alle Ports schalten. Wäre das
> Wurst-Käse Szenario.

Wie gesagt, das muss man sich im Detail überlegen und rechnen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Lopaloma schrieb:
> also wäre es denn auch ok für die Versorgung eines IC mit VCore
> =1.05V +-5% einen Buck-Converter zu nutzen?

Tippst du das auf einem PC? Mit Intel Prozessor? Da wird das schon seit 
Ewigkeiten genau so gemacht. Der Prozessor hat seinen eigenen Stepdown 
(typischerweise ein Multi-Phasen Design) der V_core aus den 12V vom 
Netzteil erzeugt. Mittlerweile (Core-i) ist der Stepdown in der CPU.

> Dachte immmer man nimmt hierfür LDOs.

Das wäre bei den bis über 100A, die so ein Core-i ziehen kann, eher 
ungünstig. Andererseits verwendet ein STM32Lxxx aus gutem Grund einen 
LDO, um seine V_core von 1.8V zu erzeugen. Weil man so einen LDO auch 
sehr stromsparend bauen kann.

von MaWin (Gast)


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Lopaloma schrieb:
> Der brät halt fast 600mA weg wenn alle Ports schalten. Wäre das
> Wurst-Käse Szenario

Das puffern die Abblockkondensatoren, ist also Wurst und die Befürchtung 
Käse.

von Brododüb (Gast)


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Vorsicht!

Gerne vergessen wird:

Iin  = Iaus + Ignd

Ignd ist der strom, den der LDO selber benötigt. Wird oft auch "quiscent 
current" genannt.

Das hat eine ziemliche Bandbreite, von 10mA hinunter bis <1µA. Also mal 
schnell 4 Größenordnungen.

Ist ein ziemlich wichtiges Feature, insbesondere bei Batteriebetrieb.

Ein Blick ins Datenblatt kann die Frage beantworten, ob das relevant 
ist.

von my2ct (Gast)


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Brododüb schrieb:
> Iin  = Iaus + Ignd

Wurde schon mehrfach gesagt, nur noch nicht von jedem ...

von Lopaloma (Gast)


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Hi,

nochmal eine Frage zum Dropout:
Ich hab jetzt hier ien Datenblatt vom ti.LP87332.
Da steht bei den electricals bei dropout voltage:
V(VIN_LDOx)– V(VOUT_LDOx) 200mV max.
Heißt es jetzt ich darf bei einer Ausgangsspannung von 2,5V nicht mehr 
als 2,9V am Eingang haben oder ich muss mehr als 2,9V am Eingang haben, 
weil er darunter nicht mehr regelt?
Also verstehe ich es richtig, dass, wenn die Differenz von Vin-Vout <= 
VDropout ist, der LDO nicht mehr regelt?

Danke
Grüße

von MaWin (Gast)


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Lopaloma schrieb:
> V(VIN_LDOx)– V(VOUT_LDOx) 200mV max.
> Heißt es jetzt ich darf bei einer Ausgangsspannung von 2,5V nicht mehr
> als 2,9V am Eingang haben oder ich muss mehr als 2,9V am Eingang haben,
> weil er darunter nicht mehr regelt?

Ich hätte gesagt, man muss mindestens 2.5V+200mV also 2.7V haben.

Aber unter Berücksichtigung von Toleranzen und Rechenfehlern können 
vielleicht auch deine 2.9V nötig sein.

von Teo D. (teoderix)


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Lopaloma schrieb:
> Heißt es jetzt ich darf bei einer Ausgangsspannung von 2,5V nicht mehr
> als 2,9V am Eingang haben oder ich muss mehr als 2,9V am Eingang haben,

Nein, das ist die min. Differenzspannung zwischen Ein u. Ausgang. Steht 
ihm weniger zur Verfügung, kann er nicht mehr regeln.
Ein LDO macht also nur Sinn, wenn man WIRKLICH nicht mehr 
Eingangsspannung zur Verfügung hat, da diese LDOs gern zum Schwingen 
neigen, wenn man sich nicht ans Dabla hält und selbst dann.... NORMALE 
Spannungsregler brauchen da 2-3V, sind dafür aber kaum aus der Ruhe zu 
bringen.

von Helmut S. (helmuts)


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> V(VIN_LDOx)– V(VOUT_LDOx) 200mV max.

Das bedeutet, dass die Eingangsspannung mindestens 200mV größer als die 
Ausgangsspannung sein muss.

Beispiele:

Vout = 2,5V
Vin = 2,7V bis 5,5V



Vout = 3,0V
Vin = 3,2V bis 5,5V

von Lopaloma (Gast)


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Danke euch allen. Jetzt passts :)
Hätte vom Verständnis her gedacht, man gibt dann wenigstens einen 
min-Wert an anstatt max.
Also 200mV mindestens als Differenz und nicht max.

LG

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Lopaloma schrieb:
> Hätte vom Verständnis her gedacht, man gibt dann wenigstens einen
> min-Wert an anstatt max.

Datenblätter muß man lesen können. Min und Max Spalten beziehen sich 
üblicherweise auf die Exemplarstreuung. Die (minimal) erforderliche 
Dropout-Spannung ist von Exemplar zu Exemplar unterschiedlich. Aber auch 
bei einem schlechten Exemplar ist sie nicht größer als 200mV.

Deswegen steht der Wert auch in der "max" Spalte. Sicherlich wird es 
daneben noch eine "typ(isch)" Spalte geben. Ein Wert in der "min" Spalte 
ergibt hier keinen Sinn.

von Jens G. (jensig)


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my2ct (Gast) schrieb:

>Brododüb schrieb:
>> Iin  = Iaus + Ignd

>Wurde schon mehrfach gesagt, nur noch nicht von jedem ...

Es hat aber noch keiner zur Vorsicht gemahnt ...

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
> Wenn ein LDO knapp am drop out arbeitet (bei dir nicht) ist bei manchen
> Modellen der Eigenstrombedarf übrigens nicht mehr vernachlässigbar,
> sondern erheblich.

Bei manchen frühen LDO war der Eigenstrombedarf sogar so hoch, dass es 
zu einem Kurzschluss der Eingangsspannung kam, wenn diese beim 
Einschalten nicht schnell genug anstieg oder im Betrieb die 
Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang zu klein wurde. Der 
Grund besteht darin, dass ein LDO (mit positiver Ausgangsspanung) einen 
PNP-Längstransistor besitzt, dessen Basis durch einen NPN-Transistor 
gegen Masse gezogen wird. Dadurch kann der Basisstrom sehr hoch werden 
und fließt an der Last vorbei. Bei normalen Linearreglern fließt der 
Basisstrom hingegen in die Last, so dass die Eigenbedarf viel geringer 
ist.

Mittlerweile gibt es aber auch etliche LDOs mit p-Kanal-MOSFET, die sich 
deutlich gemütlicher verhalten. Die höhere Schwingneigung von LDO 
gegenüber konventionellen Linearreglern ist jedoch prinzipbedingt.

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