Spannungsregler für AVR-µC im Auto (ATmega328P)

[Norbert (elektronenknecht)]

Hallo,

ich möchte im Auto dauerhaft (also von der 12-V-Batterie) einen 
ATmega328P (mit 5 V?) betreiben und dabei natürlich möglichst wenig 
Strom im Ruhebetrieb verbrauchen. Ich suche daher einen geeigneten 
Spannungsregler für den µC mit möglichst geringem Eigenverbrauch, gerne 
viel weniger als 5 mA.


Bei laufender Zündung (also nicht zu Lasten der Batterie) soll der µC 
über MOSFETs seine Peripherie (OLED, NeoPixel, GPS-Modul, SD-Modul) 
zuschalten, welche unter 500 mA benötigt. Am einfachsten sollten diese 
Module vom Spannungsregler des µC versorgt werden - falls sinnvoller, 
könnte dafür aber auch ein zweiter Spannungsregler zum Einsatz kommen, 
das könnte dann auch ein popeliger 7805 sein (ein dedizierter, sparsamer 
Regler für den µC mit wenigen mA und ein dedizierter, stromhungriger 
Regler für die Module mit < 500 mA wäre denkbar).


Auch bei ausgeschalteter Zündung (also zu Lasten der Batterie) soll der 
µC alle 24 h über MOSFET geschaltet einen anderen Spannungsregler mit 
Strom versorgen, der einem SIM-Modul 5 V mit bis zu 2 A liefern kann. 
Hierbei hätte ich an einen LM 1085 IT5,0 gedacht 
(https://www.reichelt.de/ldo-spannungsregler-fest-5-v-3-a-to-220-3-lm-1085-it5-0-p39424.html?&nbc=1&trstct=lsbght_sldr::39422).

Da dieser Regler einen Eigenverbrauch im Ruhemodus von 5-10 mA vorweist, 
möchte ich ihn ungerne als einzigen Regler für alle drei Anwendungen 
(µC, 4 Module, SIM-Modul) verwenden, sondern nur gelegentlich und 
kurzzeitig zuschalten.

Ich suche also primär einen stromsparenden Regler für den µC und bin 
dabei auf folgende aufmerksam geworden:
- LM2950
- LM2676
- LT1129

*Welchen davon (oder andere?) würdet Ihr mir empfehlen?*

[Adam P. (adamap)]

Norbert schrieb:
> Hierbei hätte ich an einen LM 1085 IT5,0 gedacht

Also Linear Regler sind nicht so dolle, da sie den Spannungsüberschuss 
in Wärme umwandeln.

Wie wäre es mit einem 12V-USB Adapter für KFZ.
Gibts auch mit 2/3A.

Einfach mal schauen was die so im Standby verbrauchen.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Norbert schrieb:
> ich möchte im Auto dauerhaft (also von der 12-V-Batterie) einen
> ATmega328P (mit 5 V?) betreiben und dabei natürlich möglichst wenig
> Strom im Ruhebetrieb verbrauchen.
Und wieviel Strom brauchst du bei Betrieb und im Maximalfall?
Und wie lange dauert dieser Maximalfall?

> welche unter 500 mA benötigt. Am einfachsten sollten diese Module vom
> Spannungsregler des µC versorgt werden - falls sinnvoller, könnte dafür
> aber auch ein zweiter Spannungsregler zum Einsatz kommen, das könnte
> dann auch ein popeliger 7805 sein
Wenn der Verbrauch in den 0,5A-Bereich geht, wäre ein Schaltregler 
sinnvoll. Denn ein Linearregler wird dann eben etwa 8V*0,5A = 4W 
verheizen (müssen).

Adam P. schrieb:
> Also Linear Regler sind nicht so dolle, da sie den Spannungsüberschuss
> in Wärme umwandeln.
Und Schaltregler haben oft einen hohen Eingenbedarf...

[Udo S. (urschmitt)]

Norbert schrieb:
> einen anderen Spannungsregler mit
> Strom versorgen, der einem SIM-Modul 5 V mit bis zu 2 A liefern kann.

Falls das Fahrzeug läuft und du 15V im System hast, müsste dieser Regler 
bei 2A 20W verbraten.
Das macht kein Mensch, da nimmt man einen Schaltregler.

KFZ Elektrik ist eine rauhe Umgebung.
Schau dir das mal genau an:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Norbert schrieb:
> würdet Ihr mir empfehlen?
Du solltest dein Stromversorgungskonzept einfach mal als geräumigen 
Schaltplan malen und die Bauteile dort reinschreiben, dann kann man 
alternative Ansätze leicht dazuskizzieren.

Ich könnte würde mir da vorstellen, dass der µC meist im Dauerschlaf 
über einen stromsparenden Linearregler so gut wie keinen Strom 
verbraucht und im Betrieb die nötigen 20mA eben linear geregelt sind. 
Die restlichen Komponenten 500mA..2A werden über Schaltregler mit 
Enable-Eingängen versorgt.

[Norbert (elektronenknecht)]

"SR µC" soll den ATmega328P versorgen, den ich bisher mit 5 V betreibe. 
Der würde dann dauerhaft die 1-20 mA für den µC bereitstellen und selber 
nur 7,6V*0,02A=152mW maximal verbrauchen. Bei niederer V_DD am µC 
weniger und durch Ausnutzen von SleepModes noch weniger, korrekt?


"SR GPS" soll bei Bedarf/Zündung zugeschaltet werden können und 250 mA 
bei 5 V liefern können. Sein Strom kommt nicht von der Batterie, sondern 
von der Lichtmaschine bzw. sein Stromverbrauch ist irrelevant.


"SR SIM" soll alle 24 h vom µC durch nen MOSFET zugeschaltet werden und 
das SIM-Modul versorgen, welches typischerweise 20 mA benötigt, aber 
Spitze 2 A braucht. Das SIM-Modul läuft dann ca. 5 min lang am Tag mit 
sagen wir mal 50 mA im Schnitt.

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_Nun mal zur Auswahl der Spannungsregler (SR):_

*- SR µC:* da bietet sich dann der Linearregler an, richtig? Also ein 
kleiner 7805 (bzw. mit geringerer Spannung. Folgefrage: wie verhält sich 
das mit den Logikleveln der Peripherie, die auf 5 V laufen? Erwarten 
diese nicht auch Steuersignale mit 5 V?)

*- SR GPS:* hier bietet sich ein Schaltregler an, damit bei 250 mA nicht 
zu viel Energie verbraten wird, richtig? Also ein LM1086 IT5,0 welcher 
bis zu 1,5 A bei 5 V liefern kann. Sein Ruhestromverbrauch (5-10 mA) 
kommt nur sehr selten zum Tragen bzw. wird von der LiMa gespeist.

*- SR SIM:* hier bietet sich ebenfalls der Schaltregler an, um die 
Verluste gering zu halten. Wird sehr selten zugeschaltet und im 
Vergleich zur Last von 20-2000 mA fallen seine 5-10 mA kaum ins 
Gewicht).
Da schiele ich auf den LM1085 IT5,0 welcher 3 A bei 5 V liefern kann, 
was für mein SIM800L v2.0 passen würde.
Das ebenfalls vorhandene SIM800L v1.0 bräuchte allerdings 3,4-4,4 V... 
sollte ich dafür einen anderen (einstellbaren) Spannungsregler nehmen 
oder einfach eine Diode vorschalten, die 0,6-0,7 V schluckt und somit 
die 5 V auf 4,3-4,4 V drosselt?