Hallo allesamt,
ich habe das Problem, daß ich nur eine 20V Wechselspannungsquelle zur Verfügung habe, für mein Modul aber 5V Gleichspannung benötige.
Da wäre die Möglichkeit, zuerst via Gleichrichter und dann über einen Fetsspannungsregler das Ganze zu realisieren. Aber verträgt z.B. ein 7805 solch hohe Eingangsspannungen? Leider sieht es auch mit der Kühlung nicht ganz so gut aus.
Gibt es bessere Alternativen?
Sollte der 7805 doch noch ausreichen, mit welchen Kondensatoren müßte ich diesen denn beschalten, damit ich am Ausgang ein ‚sauberes‘ Signal habe? Vielen Dank und ich bin für jede Anregung dankbar,
MfG, Sebastian
Hallo Sebastian,
ich habe das Problem, daß ich nur eine 20V
Wechselspannungsquelle zur Verfügung habe, für mein Modul aber
5V Gleichspannung benötige.
Da wäre die Möglichkeit, zuerst via Gleichrichter und dann
über einen Fetsspannungsregler das Ganze zu realisieren. Aber
verträgt z.B. ein 7805 solch hohe Eingangsspannungen?
darüber gibt Dir das entsprechende Datenblatt Auskunft. Eine gute Quelle dafür ist http://www.conrad.de, wo Du Dir zu allen Bauteilen die jeweiligen Datenblätter als PDFs downloaden kannst (kostenlos).
Die Festspannungsregler der 78XX-Familie vertragen Eingangsspannungen bis maximal 35 V. Eine 20 V-Wechselspannung hat eine Amplitude von 20 V * sqrt(2) = 28.3 V; nach Gleichrichtung und Glättung wirst Du eine (schwach bis mäßig wellige) Gleichspannung mit einem Mittelwert von ca. 25 V haben. Mit 30 % Sicherheits-Aufschlag komme ich auf 32.5 V. Ergebnis: Du kannst einen 78XX-Regler nehmen.
Leider sieht es auch mit der Kühlung nicht ganz so gut aus.
Ja, wieviel Strom zieht denn Dein Modul? Am Regler werden etwa 20 bis 25 V abfallen. Zieht Dein Modul 200 mA, wären es ca. 5 W, die der Regler zu „verbraten“ hätte. Das ist bereits zu viel, um ihn ohne Kühlkörper zu betreiben. Laut Datenblatt (siehe unter „thermal data“) beträgt der thermische Widerstand zwischen Chip und Umgebung 50 °C/W. Bei 200 mA wirst Du dem Regler einen Kühlkörper mit ca. 10°C/W (oder weniger) spendieren müssen.
Gibt es bessere Alternativen?
Im Datenblatt stehen eine ganze Menge Schaltungsbeispiele, darunter auch welche, wo der 78XX durch einen Leistungstransistor „entlastet“ wird. Das kann bei hohen Eingangsspannungen sinnvoll sein, oder bei hohen Ausgangsströmen. Bei großen Leistungen muß dann aber dieser Transistor gekühlt werden.
Sollte der 7805 doch noch ausreichen, mit welchen
Kondensatoren müßte ich diesen denn beschalten, damit ich am
Ausgang ein ‚sauberes‘ Signal habe?
Die Größe dieser Kondensatoren ist nicht kritisch. Nimm einen 1 µF Kondensator für den Eingang und einen 0.1 µF-Kondensator für den Ausgang, am besten Tantalelkos. Wichtig ist, daß die Kondensatoren wirklich direkt am Regler sind; achte also beim Platinendesign auf kurze Zuleitungen.
Ah, noch was: Wenn Dein Modul für den Regler eine große kapazitive Last darstellt, benötigt er noch einen extra Schutz in Form einer Diode, damit er unmittelbar nach dem Abschalten der Betriebsspannung nicht sekundenlang von der Last „invers“ betrieben wird (dadurch kann seine Endstufe kaputtgehen). Siehe dazu im Datenblatt unter „Protection against Input Short-circuit with High Capacitance Loads“.
Gruß
Martin
Hallo Seastian,Hallo Martin,
Martin, Du hast die Sache soweit gut erklärt, doch erscheint mir Deine Wahl der Kondenasatoren nicht recht geeignet. Ich habe zwar nicht ausgerechnet, was man für eine Siebung benötigt, dazu wäre auch, wie schon erwähnt, der Laststrom notwendig, aber mit 1µ bzw.0,1µ kannst Du keine Halbwelle erschrecken. Ich hätte da eher an 500µ aufwärts gedacht.
Übrigens könnte man Verlustleistung einsparen, wenn man statt einem Brückengleichrichter eine Ein-Weg Gleichrichtung verwendet, dann muß die Siebung allerdings noch größer ausfallen.
Gruß Leo
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man könnte ja theoretisch auch einen trafo mit einplanen, wenn es ohne zu warm werden sollte…
Hallo Leo,
…doch erscheint
mir Deine Wahl der Kondenasatoren nicht recht geeignet. Ich
habe zwar nicht ausgerechnet, was man für eine Siebung
benötigt, dazu wäre auch, wie schon erwähnt, der Laststrom
notwendig, aber mit 1µ bzw.0,1µ kannst Du keine Halbwelle
erschrecken. Ich hätte da eher an 500µ aufwärts gedacht.
hoppla, da hast Du was mißverstanden. Auch @ Sebastian: Der 1 µF-Kondensator und der 0.1 µF-Kondensator sind nur die Abblockkondensatoren für den Regler. Sie dienen zur Verbesserung des Regelverhaltens bzw. zur Unterdrückung einer etwaigen Schwingneigung des Reglers. Unabhängig davon benötigst Du zur Glättung der gleichgerichteten Spannung noch einen „großen“ Elko, dessen (Mindest-)kapazität vom Strom abhängt, den Dein Modul benötigt.
Also: Die von Trafo gelieferte Wechselspannung wird von einem Brückengleichrichter gleichgerichtet und von einem dicken Elko geglättet. Diese geglättete Spannung, die ca. 25 V betragen sollte, ist die Eingangsspannung für den Spannungsregler. Der Regler wird mit zwei Abblockkondensatoren und evtl. noch einer Schutzdiode beschaltet. Damit hättest Du die einfachste Variante einer Spannungsregelung mit einem Regler-IC realisiert.
Übrigens könnte man Verlustleistung einsparen, wenn man statt
einem Brückengleichrichter eine Ein-Weg Gleichrichtung
verwendet, dann muß die Siebung allerdings noch größer
ausfallen.
Das verstehe ich nicht; wie soll man dadurch Verlustleistung sparen können?
Gruß
Martin
LM2674 vs. 7805 vs 7805 + 7812 ???
Hallo Martin, vielen Dank erstmal für Deine Bemühungen. Dennoch ein Problem: Das Modul benötigt ca. 300mA kontinuirlichen Strom, da auch einige Relais dabei sind, etc.
Bringt es etwas, wenn ich z.B.: über einen 7812 auf 12 V begrenze und danach nochmal auf 5V oder hat das keinen Einfluß auf die Hitzeentwicklung?
Ich habe da ein Bauteil gefunden, daß nennt sich LM2674 und soll wohl angeblich 5V und max 500mA bei Ua bis zu 50V liefern? Kennst Du dieses? Wie steht es mit diesem?
Ansonsten werde ich mich wohl für die Variante mit dem Leistungstransistor entscheiden müssen. Vielen Dank nochmal für Deine Hilfe schon im Voraus,
Sebastian
Hallo Sebastian,
Hallo Martin, vielen Dank erstmal für Deine Bemühungen.
gerne.
Dennoch ein Problem: Das Modul benötigt ca. 300mA
kontinuirlichen Strom, da auch einige Relais dabei sind, etc.
Bringt es etwas, wenn ich z.B.: über einen 7812 auf 12 V
begrenze und danach nochmal auf 5V oder hat das keinen Einfluß
auf die Hitzeentwicklung?
nein, leider nicht. Jeder Regler müßte zwar nur die halbe Verlustleistung (grob idealisiert) verbraten, aber wenn Du a) die beiden Regler auf denselben Kühlkörper schrauben würdest, würden die Regler doch genauso heiß werden, wie wenn Du nur einen einsetzen würdest, weil sie sich gegenseitig hochheizen würden, und wenn Du b) jedem Regler einen eigenen Kühlkörper geben würdest, hätte jeder der beiden Kühlkörper nur die halbe Größe und könnte folglich seinen Regler nur halb so gut kühlen –> wieder gleiche Endtemperatur. Die „Aufheiztemperatur“ der Regler kannst Du nur durch eine Verringerung der Verlustleistung senken.
Ich habe da ein Bauteil gefunden, daß nennt sich LM2674 und
soll wohl angeblich 5V und max 500mA bei Ua bis zu 50V
liefern? Kennst Du dieses? Wie steht es mit diesem?
Ja, das entspricht schon der Wahrheit 
, aber das Bauteil kann das nur, weil es kein Längsregler (die „konventionellen“ Regler-ICs LM78XX, LM317, LM350, L200 sind alles Längsregler), sondern ein Schaltregler ist. conrad bietet z. B. den LM2575T-05 an. Der Vorteil von Schaltreglern ist die prinzipbedingt viel geringere Verlustleistung und damit das Entfallen der Kühlproblematik, die Nachteile bestehen darin, daß Regler dieses Typs teurer sind, und eine (für Elektronik-Laien zu) „schwierige“ Außenbeschaltung mit einer Speicher-Ringkerndrossel benötigen, bei der es einiges zu beachten gilt, u. a. gewisse Bedingungen hinsichtlich der Leitungsführung. Studier einfach mal das Datenblatt zum LM2575T-05; dann wirst Du sicher schnell herausfinden, ob ein Schaltregler eine Alternative für Dich ist.
Gruß
Martin
Hallo,
was auch immer Du tust, wirst Du in einem Längsregler
etwa 3-4 mal so viel Leistung in Wärme umwandeln, wie die
Schaltung bei 5V eigentlich braucht (gesamt ca. 7,5W davon
ca. 6W Werlust).
Eine Alternative wäre ein einfacher Schaltregler, der einen
Wirkungsgrad von ca 80…85% hat
(gesamt ca. 1,8W davon nur ca. 0,3…0,4W Verlustleistung).
Da braucht man max. einen klitzekleinen Kühlkörper.
-> z.B. MAX724 oder LM76xx und andere
(sogeannte Step Down Regler oder „Simple Switcher“).
Diese Regler-IC sind nicht mehr so teuer und die Beschaltung
ist relativ nachbausicher, wenn man sich an die Anweisungen
im Datenblatt hält. Drosseln und Schottkydioden für einen
0,3A-regler kann man sicher auch problemlos besorgen.
Gruß Uwi
ich habe das Problem, daß ich nur eine 20V
Wechselspannungsquelle zur Verfügung habe, für mein Modul aber
5V Gleichspannung benötige.
Da wäre die Möglichkeit, zuerst via Gleichrichter und dann
über einen Fetsspannungsregler das Ganze zu realisieren. Aber
verträgt z.B. ein 7805 solch hohe Eingangsspannungen? Leider
sieht es auch mit der Kühlung nicht ganz so gut aus.
Gibt es bessere Alternativen?
Sollte der 7805 doch noch ausreichen, mit welchen
Kondensatoren müßte ich diesen denn beschalten, damit ich am
Ausgang ein ‚sauberes‘ Signal habe? Vielen Dank und ich bin
für jede Anregung dankbar,
MfG, Sebastian
vielen dank,
hat mir wirklich sehr geholfen und ich werde es dennoch mal mit dem lm2674 probieren. Ich habe sowohl das Datenblatt als auch eine Seite, auf der sämtliche zu beachtenden Hinweise beim Layouten aufgelistet sind. Der Preis ist allerdings wirklich recht teuer, erscheint mir aber sinnvoll angelegt. Jedenfalls; muchas gracias nochmal, (bis zu meinem nächsten Problem , Sebastian
Hallo Uwe,
…siehe weiter unten, da ist meine Antwort schon gefallen: Ich werde es mal mit dem Schaltregler von Conrad versuchen, und hoffe, daß alles klappt, denn diese erscheinen mir auch am Sinvollsten, danke nochmal, Sebastian
Hallo,
was auch immer Du tust, wirst Du in einem Längsregler
etwa 3-4 mal so viel Leistung in Wärme umwandeln, wie die
Schaltung bei 5V eigentlich braucht (gesamt ca. 7,5W davon
ca. 6W Werlust).Eine Alternative wäre ein einfacher Schaltregler, der einen
Wirkungsgrad von ca 80…85% hat
(gesamt ca. 1,8W davon nur ca. 0,3…0,4W Verlustleistung).Da braucht man max. einen klitzekleinen Kühlkörper.
-> z.B. MAX724 oder LM76xx und andere
(sogeannte Step Down Regler oder „Simple Switcher“).
Diese Regler-IC sind nicht mehr so teuer und die Beschaltung
ist relativ nachbausicher, wenn man sich an die Anweisungen
im Datenblatt hält. Drosseln und Schottkydioden für einen
0,3A-regler kann man sicher auch problemlos besorgen.
Gruß Uwi
Äpfel und Birnen
Haaalt
Ihr könnt doch nicht Äpfel mit Birnen vergleichen!
Der LM2674 ist ein Schaltregler. Schau mal unter www.nsc.com
Dort gibts sogar ein kleines Programm Namens „Simple Switcher“
Mit dem ermittelst Du ganz leicht die Bauteile die Du benötigst.
Beachte aber dabei, dass die erzeugte Spannung etwas Ripple hat und der Simpleswitcher auch Störstrahlung absetzt.
Gruß Armin
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man könnte ja theoretisch auch einen trafo mit einplanen, wenn
es ohne zu warm werden sollte…
Tja, auf deine blödsinnige Idee geht wohl keiner ein
Gruß
Achim
(vielleicht nicht so der rechte akademische Reiz? Zu einfach? Zu konventionell? das werden wir wohl nie herausfinden … wollen)
äh, folgendes:
Ein Trafo ist für meine Pläne eher ungeeignet, da folgendes: Ein Trafo nimmt zu viel Platz weg; ich glaube ein Trafo, der 25 V auf 6V transformiert ist schwer zu beschaffen; bliebe die Möglichkeit die absolute Versorgungsspannung von 230 V des Gerätes anzuzapfen. Schönerweise ist die aber richtig sicher hinter einem Haufen Abdeckungen, etc verstaut und ehrlich gesagt finde ich das auch gut so, da ich damit nicht rumexperimentieren möchte, sondern viiiieeeeel lieber die 20V des schon voreingebauten Trafos verwende; somit also die richig gefährlichen Sachen gar nicht erst modifiziere, dennoch natürlich auch danke für diese Antwort, Sebastian
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Hallo Martin,
entschuldige, ich hatte da einen Black-Out. Natürlich ist die Spannung und somit auch die zu verbratende Leistung bei beiden Gleichrichterarten (annähernd) die selbe.
Gruß Leo
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Hallo Sebastian,
natürlich sind Schaltregler Stand der Technik und ich arbeite nur damit (weil meist eh dc-dc- Wandlung gefordert). Aber Trafos von 25V auf 6V gibts wie Sand am Meer. Viele Trafos von z.B. 220V auf 21V sind als 2x115 auf 2x21V ausgeführt. Das kostet nicht mehr Platz (ausser Anschlüsse), lässt aber sowohl betrieb an 115 (beide parallel) als auch an 220V (beide in Reihe) zu. Als Ausgang kann man dann 21V @ 500mA (beide parallel), oder 42V @ 250mA (beide in Reihe) entnehmen.
In der Schaltung von 115V auf 42V kannst Du auch von 20V auf 7V transformieren. Einen (ungleich kleineren) Linearregler braucht man dann natürlich immer noch.
Technisch ein wenig einfacher als Schaltregler, wesentlich wirkungsvoller als reiner Linearregler
von der Bauform her ist so eine Schaltung in Etwa so groß wie der Kühlkörper des Linearreglers.
Gruß
achim
danke natürlich auch dafür und erneute Frage
…soll ja keiner auf die Idee kommen, ich würde nicht dankbar für jede Antwort sein. Was würdest denn Du nun also tun? Erst gleichrichten, dann den Schaltregler nehmen; oder erst mit einem Trafo auf 7V runterrregeln, das Ganze gleichrichten und dann einfach stabilisieren?
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Den Schaltregler
weil ich sowas seit jahren mache.
Gruß
achim