Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler mit wenig Ripple und Noise


von Herr U. (hrrr)


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Hallo,

ich suche eine Schaltregler der sehr wenig ripple und noise produziert, 
gute Elektromagnetische Verträglichkeit hat und der 14,8V auf 5V 
runterregelt.
Wirkungsgrad ist nicht so wichtig und Preis auch nicht.

Vielen Dank :)

: Verschoben durch Moderator
von Michael M. (michaelm)


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Benötigter Ausgangsstrom ?

von Michael M. (michaelm)


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Also kein Strom??
Dann brauchst du auch keinen Regler.... ^^

von Herr U. (hrrr)


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Michael M. schrieb:
> Benötigter Ausgangsstrom ?

bis max 1A

von Michael M. (michaelm)


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Woher stammen die 14,8 V? Fahrzeug-/Bordspannung?

Wie "sauber" muss das Ergebnis sein? Wenige (0-3 mV) oder 50 mV?

: Bearbeitet durch User
von nuup (Gast)


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> Wirkungsgrad ist nicht so wichtig

Dann kannst du auch einen Linearregler nutzen.

;)

von Michael M. (michaelm)


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Wenn ihm 30% WG reichen, dann ja. Sauberer wird es allemal... ;-)

: Bearbeitet durch User
von Schweif (Gast)


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Herr U. schrieb:
> bis max 1A

Wieviel Ripple darf es denn sein?
Und wenn Du schreibst 1A max - wie hoch ist denn der nominale Strom?

Ein Schaltregler muss in beide Richtungen richtig dimensioniert sein.
Wenn er für 1A gerechnet wird und Du nur 200mA ziehst, rippelt er 
lauter...

von Michael M. (michaelm)


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Zum Glück habe ich schon mein Abendessen gehabt. Und: Es gabe keine 
Salamischeiben. :-D

von Herr U. (hrrr)


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Also der Strom wird in sehr kurzen intervallen bei max 850 mA liegen, 
die meiste Zeit aber so bei ca 200mA-300mA.

Michael M. schrieb:
> Woher stammen die 14,8 V? Fahrzeug-/Bordspannung?

Von einer Batterie

Michael M. schrieb:
> Wie "sauber" muss das Ergebnis sein? Wenige (0-3 mV) oder 50 mV?

Am besten sowenig wie möglich, aber ich denke so 5-10 mV sind vielleicht 
ok.

nuup schrieb:
> Dann kannst du auch einen Linearregler nutzen.

Aber (14,8V-5V)*0,3A sind schon fast 3W die der Linearregler in wärme 
umwandeln muss. Linearregler wär mir am liebsten wegen der schon 
sauberen Ausgangsspannung, aber ich denke nicht dass das geht.

von Stefan F. (Gast)


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Am Ripple ist prinzipiell nicht das IC Schuld, sondern die Bauteile 
drumherum:  Spule, Ausgangskondensator und der eventuell fehlende L/C 
Filter. Die Leitungsführung spielt auch eine Rolle, dazu stehen oft 
mahnende Worte in den Datenblättern der ICs.

Salopp gesagt kannst du den Ausgangskondensator unendlich groß machen, 
mit unendlich geringem ESR, dann hast du Null Ripple. Dagegen arbeitet 
allerdings eventuell die Kurzschluss-Erkennung im IC.

Nachtrag: Suchst du eigentlich ein IC oder ein fertiges Modul? Wegen 
Schalt- regler war ich von einem IC ausgegangen.

von Michael M. (michaelm)


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Herr U. schrieb:
> Aber (14,8V-5V)*0,3A sind schon fast 3W die der Linearregler in wärme
> umwandeln muss. Linearregler wär mir am liebsten wegen der schon
> sauberen Ausgangsspannung, aber ich denke nicht dass das geht.

Es gibt eben nichts umsonst... ;-)
Dafür bekommst du linear sehr gute Konstanz, wenig Brumm (hast ja 
Batterie und hoffentlich keine Einstreuung irgendwoher) und Rauschen (im 
0-2 mV-Bereich). Das hängt ein wenig davon ab, wie man die Lösung 
angeht.
Ich sagte ja schon, dass du linear nur 30% erreichst. Also entweder 
sauber oder besserer WG verbunden mit Schaltmüll. Deine Entscheidung.

Was EMV-Verträglichkeit angeht, ist in erster Linie vom sorgfältigem 
Design und Aufbau abhängig.

von Herr U. (hrrr)


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Michael M. schrieb:
> Ich sagte ja schon, dass du linear nur 30% erreichst.

Aber gibt es linear regler die 3W gut wegstecken, ohne kühlkörper und 
ohne das sie sehr groß werden?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Suchst du eigentlich ein IC oder ein fertiges Modul? Wegen
> Schalt- regler war ich von einem IC ausgegangen.

am liebsten ein fertiges Modul wo ich vielleicht maximal noch am aus- 
oder eingang kondensatoren oder ein LC glied dran löten muss, wäre 
super.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

die Schaltregler-Module von Würth haben zumindestens laut Datenblatt 
deutlich bessere Werte als die von Traco oder Recom. Die Würth 
Datenblätter sind auch umfangreicher. Schau dich dort einmal um.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Herr U. schrieb:

> Linearregler wär mir am liebsten wegen der schon
> sauberen Ausgangsspannung, aber ich denke nicht dass das geht.

Eine mögliche Lösung kann auch sein, die stromhungrigen Schaltungs-
teile per Schaltnetzteil und die störempfindlichen per Linearregler
zu versorgen. Man muss dann natürlich auf die richtige Masseführung
achten.

von Michael M. (michaelm)


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Herr U. schrieb:
> Aber gibt es linear regler die 3W gut wegstecken, ohne kühlkörper und
> ohne das sie sehr groß werden?

Neeneeneenäääää....
Und in deinen "sehr kurzen Intervallen" bis zu knapp 10 W!!!

EDIT:
Z.B. ein TO-3-Regler ohne KK käme bei Pv = 3 W ruckzuck an seine 
Tj-Grenze...

: Bearbeitet durch User
von Herr U. (hrrr)


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Harald W. schrieb:
> Eine mögliche Lösung kann auch sein, die stromhungrigen Schaltungs-
> teile per Schaltnetzteil und die störempfindlichen per Linearregler

das könnte wirklich ein guter weg sein, danke :)

Harald W. schrieb:
> Man muss dann natürlich auf die richtige Masseführung
> achten.

was bedeutet das genau, was sollte man bei der Masseführung beachten?

von Stefan F. (Gast)


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Herr U. schrieb:
> was bedeutet das genau, was sollte man bei der Masseführung beachten?

Dafür gibt es eigene Bücher.. Zu viel Stoff für eine Diskussion.

Jemand hatte mal einen Weblink hier gepostet, wo das ausführlich mit 
Bildern thematisiert wurde. Erinnert sich jemand an die Seite?

von Klaus R. (klara)


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Herr U. schrieb:
> ich suche eine Schaltregler der sehr wenig ripple und noise produziert,
> gute Elektromagnetische Verträglichkeit hat und der 14,8V auf 5V
> runterregelt.

Diese Regler von TI haben die Induktivität schon integriert. Es ist auch 
keine externe Schottky Diode erforderlich.

https://www.ti.com/power-management/non-isolated-dc-dc-switching-regulators/step-down-buck/buck-modules-integrated-inductor/products.html#p238min=2.2;15&p238max=15;65&p634min=0.25;5&p634max=5;24&p451max=1;1.5&p212max=36.30573248407644;100

z.b.: https://www.ti.com/product/TPSM84205
mfg Klaus

: Bearbeitet durch User
von nuup (Gast)


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Herr U. schrieb:
> Aber (14,8V-5V)*0,3A sind schon fast 3W die der Linearregler in wärme
> umwandeln muss. Linearregler wär mir am liebsten wegen der schon
> sauberen Ausgangsspannung, aber ich denke nicht dass das geht.

Kombiniere doch beides :-)

Schaltregler --> Linearregler

von Michael M. (michaelm)


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nuup schrieb:
> Kombiniere doch beides :-)
>
> Schaltregler --> Linearregler

Erst zusätzliche Störquelle reinbauen und dann denMüll wieder mühsam 
rausfltern???
Fragwürdige Vorgehensweise. :-(

: Bearbeitet durch User
von Klaus R. (klara)


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Hallo,
wenn es das nicht ist, dann gebe ich auf.

17-VIN, 3-A low noise and low ripple buck converter with integrated 
ferrite bead filter compensation

https://www.ti.com/product/TPS62913
mfg Klaus

von nuup (Gast)


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Michael M. schrieb:
> nuup schrieb:
>> Kombiniere doch beides :-)
>>
>> Schaltregler --> Linearregler
>
> Erst zusätzliche Störquelle reinbauen und dann denMüll wieder mühsam
> rausfltern???
> Fragwürdige Vorgehensweise. :-(

Das sieht erstmal so aus, wird aber tatsächlich so gemacht. Es gibt 
Labornetzteile im höheren Preissegment die das genauso machen.

Erstmal den Voltage-Drop senken, damit der Linearregler wenig 
Spannungsabfall hat und dann mit dem Linearregler nachregeln um den 
Ripple zu senken. Das ist eigentlich gängige Praxis.

Teilweise wird der Schaltregler auch so konstruiert, dass er bei einer 
einstellbaren Ausgangsspannung der linear geregeleten Spannung folgt um 
immer einen minimalen Voltage-Drop zu realisieren. Bei einer festen 
Spannung ist das aber natürlich nicht nötig.

von Maxim B. (max182)


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Herr U. schrieb:
> ich suche eine Schaltregler der sehr wenig ripple und noise produziert,
> gute Elektromagnetische Verträglichkeit hat und der 14,8V auf 5V
> runterregelt.
> Wirkungsgrad ist nicht so wichtig und Preis auch nicht.

Unter gleichen Bedingungen bekommst du weniger ripple, wenn IC reine PWM 
benutzt und keine PFM usw. Auch zusätzlichen LC-Filter danach nicht 
vergessen. Je höher ist Frequenz, umso kleiner sind L und C. Gegen 
Funkstörungen kann Abschirmung der Schaltung helfen.
Wenn das nicht ausreicht, dann Schaltregler + Linear.
Wenn auch das nicht reicht, dann rein linear, da " Wirkungsgrad ist 
nicht so wichtig". Nur gute Kühlung sichern.

von Michael M. (michaelm)


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nuup schrieb:
> wird aber tatsächlich so gemacht. Es gibt
> Labornetzteile im höheren Preissegment die das genauso machen.

Natürlich wird es so gemacht, und natürlich auch von nahmhaften 
Herstellern/Profis. Doch mit welchem vergleichsweise immensen Aufwand?

Der Fragesteller möchte am liebsten ein einziges IC oder Modul, am 
besten Ziggi-Schachtelgröße, optimal mit +/- rein und dasselbe raus. 
Diese eierlegende Wollmichsau gibt es jedoch nicht. :(

Außerdem liegt schon eine ziemlich ideale Versorgungsspannung vor, 
nämlich eine Batterie; und die Forderung heißt ...."sehr wenig ripple 
und noise"..., s. Eingangsbeitrag.

Wenn wir nun wüssten, ob und welche folgende Last(en) wieviel Strom 
benötigt, wie lange diese Phasen der höheren Beanspruchung sind und 
welche Anfordrungen an die "Sauberkeit" gestellt sind, dann könnte man 
definitv mit Lösungen anfangen.
Ebenso, um was für eine Art Schaltungsteile (sensible Verstärker oder 
robuste Schaltstufen??) es sich handelt. Aber vielleicht ist das ja ein 
gut gehütetes Geheimnis... ;-D

von Mike (Gast)


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Herr U. schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Wie "sauber" muss das Ergebnis sein? Wenige (0-3 mV) oder 50 mV?
>
> Am besten sowenig wie möglich, aber ich denke so 5-10 mV sind vielleicht
> ok.

Also wären vielleicht auch 100mV OK? ;)

von nuup (Gast)


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> Natürlich wird es so gemacht, und natürlich auch von nahmhaften
> Herstellern/Profis. Doch mit welchem vergleichsweise immensen Aufwand?

so aufwändig ist das gar nicht. Man nimmt einfach einen DC/DC Wandler 
und klemmt einen kleinen Linearregler dahinter. Das ist mit dem 
Lötkolben in wenigen Sekunden verbunden.

von Michael M. (michaelm)


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nuup schrieb:
> in wenigen Sekunden

Ich fange mal an zu zählen......
....vorbei. Fertig?

: Bearbeitet durch User
von Jetzt weg mit dem Troll (Gast)


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Mein Favorit : LT1777, kann allerdings nur 700mA am Schalter

von Michael M. (michaelm)


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...."sehr wenig ripple und noise"..., s. Eingangsbeitrag.

Schon ausgeblendet?
Michael

von -/.\- (Gast)


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Eine Primärzelle (ugs. "Batterie") oder ein Akku gibt eine
sehr glatte, störungsfreie Spannung aus - die aber nicht
konstant (höchstens auf einen kurzen Zeitraum und/oder auch
geringe und/oder weiche Stromschwankungen bezogen - wobei
man mittels ausr. dimensionierter Leitungen die über die
Stromschwankungen hervorgerufenen Spannungsschwankungen
minimieren könnte ... etc.).

Hier auch scheinbar in unbrauchbarer Spannungslage/Höhe.

"Hat schon super Quelle - die Batterie" ist da unzutreffend.


Michael M. schrieb:
> eierlegende Wollmichsau

Michael M. schrieb:
> Wenn wir nun wüssten

Es gibt so viele versch. Heransgehensweisen (alleine schon
passende - von den unpassenden nicht zu reden), daß man
ohne die genauen_Anforderungen (nicht unvollst., und
auch nicht "wischiwaschi", beides bisher leider so) kaum
einen vernünftigen Ansatz finden wird.

@U.: - Entweder Anforderungen exakt definieren. (Kannst Du?)
     - Oder aber die_Anwendung_komplett_offenlegen ...
       ... woraus sich diese dann ergeben.

Anders geht's eben oftmals nicht, solltest Du Dir merken.

von Michael M. (michaelm)


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-/.\- schrieb:
> "Hat schon super Quelle - die Batterie" ist da unzutreffend....

Räusper,....
Wenn du mich schon zitierst, dann gefälligst exakt und nicht das, 
was dir noch irgendwie in der Erinnerung geblieben ist bzw. nur, um auch 
mal etwas von sich zu geben....
Im Übrigen gibt es dafür die Zitatfunktion, die das soagr automatisch 
(und erkennbar) macht.

Denn ich habe wörtlich geschrieben:
Michael M. schrieb:
> Außerdem liegt schon eine ziemlich ideale Versorgungsspannung vor,
> nämlich eine Batterie; und die Forderung heißt ..

Zwischen "super Quelle" und "*ziemlich* ideal" besteht schon ein 
Unterschied. Ein B. ist keine Super-Quelle.

Die restliche Thematik deiner Ausführungen haben wir bereits auch schon 
"durch"gekaut. ;-)

von -/.\- (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Wenn (...)

Bitte entschuldige, das ging in die falsche Richtung.

Michael M. schrieb:
> "durch"gekaut. ;-)

Leider war bis dahin nichts an Infos vom TO gekommen
(was immer noch so ist), weshalb ich es nochmal etwas
verdeutlichen hatte wollen.

Laß bitte vorerst noch den Kopf auf meinen Schultern. ;)

von -/.\- (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Herr U. schrieb:
>> was bedeutet das genau, was sollte man bei der Masseführung beachten?
>
> Dafür gibt es eigene Bücher.. Zu viel Stoff für eine Diskussion.

Gezielt (und daher halbwegs kurz) beantwortbar nur unter
(möglichst exakter) Kenntnis der geplanten Anwendung(en).

von -/.\- (Gast)


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Stichworte: "Sternpunkt" bzw. "sternförmig", "Masseführung", ...

Im schlimmsten Fall würde Signal-GND über den Leistungs-GND-
Pfad rückgeführt, so daß die (bei Switchern RF-pulsierenden)
"Rück-Ströme" m.o.w. auf die Signalqualität einwirken können.

von -/.\- (Gast)


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-/.\- schrieb:
> "Sternpunkt" bzw. "sternförmig", "Masseführung"

besser

"GND Sternpunkt" bzw. "sternförmige Masseführung"

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