Aus 12 V: 5 V und 4,5 V Spannungsquellen bilden

[Luke17]

Hallo,
wie bilde ich am besten aus einer 12 Volt Spannungsquelle,
Zwei Spannungen (5 und 4,5 Volt) die je mit 0,7 Ampere
belastbar sein sollte? Dabei sollte auch besonderes auf eine
geringe Verlustleistung geachtete werden.

mfg Luke

[SprinterSB]

Wenn die Verlustleistung im Vordergrund steht, dann ist eine SPMS angesagt (Switched Mode Power Supply) bzw Abwärtswandler (Buck Converter). Damit geht ein Wirkungsgrad von 80%-95%, wenn man's richtig designt.

[Luke17]

und wie sieht das mit dem Preis aus?

[SprinterSB]

Die Kaufteile sind ja alle etwas schwachbrüstig. Such mal nach 1205 DC/DC-Converter etc.

- Kurzschlussfest?
- Strombegrenzung?
- galvanische Trennung?
- Restwelligkeit?
- Entstörung?
- Temperaturbereich?
- Größe/Gewicht?
- Verkabelt oder für Leiterplatte?
- Frequenz?

Oder selber was schnitzen, die Teile sind nur wenige € (ohne Versandkosten). Problem ist aber weniger der Preis, sondern teilweise überhaupt an die Bauteile zu kommen.

12V auf 5V ist bei nicht so exotisch. Da gibt's bestimmt auch Adapter für Auto oder Camping.

[Luke17]

Aber die 4,5 Volt wollte ich erst mit einem LM317 lösen.
Braucht aber alleine schein 3 Volt zum regeln!!!

was gibts sonst noch für alternativen???

[SprinterSB]

Mit Linear-/Festspannungsregler musst du immerhin mindestens 2*5W verheizen, das bullert schon etwas... aber jezt kommt ja die kalte Jahreszeit.

Für 7805 etc gibt's auch Untertypen mit Übertemperatur/Überstromsicherung bzw -abschaltung. Die 4.5V dann mit einem LM oder 7805 + Diode in Vorwärtsrichtung.

[Luke17]

Kann das so funktionieren?

Die Festspannungsregler sind Low-Drop Regler und regeln schon ab 6V auf 5 Volt. Weiß dann nur nicht wie sie sich bei einer Belastung verhalten.

Hab mal schon was ähnliches aufgebaut, wollte aber nicht so richtig?

https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=747

[PICture]

Hallo Luke17!
Deine Schaltung ist falsch. Du mußt es so schalten:
IC3: pin2 auf 0V, dann hast Du +5V
Als IC4 würde ich LM317 nehmen, weil mit 7805 kannst Du nicht weniger als +5V kriegen.
MfG

[bluelight_electronic]

Hi,

würd dir nen kleinen Schaltregler empfehlen (kosten fast nix und sind einfach .. meist noch ne kleine spule ran bissl hühnerfutter und gut is) die ham dann ne Ausgangsspannung von 5V (gibt halt unterschiedliche) und an den ausgang machst noch ne Diode in Reihe und gut is.

Also ich würd den LM 2576 T5,0 empfehlen. (reicht Gut für deine Anwendung) gibts bei Reichelt für wenig Geld.

hmm ich hab dir ma schnell was aus m Datenblatt kopiert und dazugekritzelt

HIER das Orginal Datasheet
Reichelt Link (http://www.reichelt.de/inhalt.html?SID=14QyhH6tS4AQ4AACA2dXkfcd36bac02c26 6d7ea3c8896ac794601;ACTION=7;LASTACTION=6;SORT=art ikel.artnr;GRUPPE=A215;WG=0;SUCHE=lm25;ARTIKEL=LM% 25202576%2520T5%252C0;START=0;END=16;STATIC=0;FC=6 69;PROVID=0;TITEL=0;DATASHEETSEARCH=LM%202576%20T5 %2C0;FOLDER=A200;FILE=LM2576T5%252C0%2523NSC.pdf;D OWNLOADTYP=1;DATASHEETAUTO=;OPEN=0)

Der Regler kann 3A somit brauchst nur 1Regler! hat auch ca bei 5V 80% Wirkungsgrad bei ca 2A Last! Sprich du verheizt die Energie nicht einfach nur sondern "Wandelst" sie.

hmm ich glaub ich sollt mal Schlafen ... (hoff das das nu so richtig war ich lese es mir morgen ma nochma Durch ^^)


//
ach und PicTure... stimmt nicht ganz. wenn der 7805 mit z.b. 5V betrieben wird kommen krummerweiße um die 4.2 - 4.6 V raus NUR nicht Stabiel.(Und ist auch nicht Korrekt wenn man es macht aber es würde Gehen) kannst nen 7805 auch umbaun das er n 7812 is mit paar Widerständen :P (aber es is pfusch ^^)

Bzw wenn umbedingt 2 Lineare Regler willst dann hängst beide gleich an die 12V ... (nur naja ... finds bissl unpracktisch) und Grad bei Spannungen die nur 0,5 oder 0,7V Weniger werden sollen ... gibts nichts Einfacheres Als ne Diode
//

mfg
n8

[SprinterSB]

meist noch ne kleine spule ran bissl hühnerfutter und gut is
Naja, eben nicht *irgendeine* 'Spule' oder *irgendwelche* Kondensatoren. Sonst wird's ein kleines Heizkraftwerk. Die angegebenen Kenngrößen sind nur wenige von vielen, die bei dem Aufbau mindestens genauso wichtig sind. Das wird immer stillscheigend unter'n Tisch fallen gelassen. Und wenn die Spule in die Sättigung geht, weil sie den falschen Kern hat, sieht der Ausgang 12V...

[PICture]

Hallo Luke17!
Hier noch eine geprüfte Idee eines Schaltnetzteiles ohne Trafo und ohne Spule.
MfG



MOSFET
Schalter

Uin _/ Uout
Eingang >-----+--o/ o----+------------+----> Ausgang
(+12V) | A | | + (+5V)
.-. | | ###
R1| | | /| | --- C
| | | / |-+ |
'-' +-< | Komparator ===
| \ |-+ GND
| \| |
.-. |
R2| |<---------|
| | A
'-' |Uref=5V
| |
=== ===
GND GND

[SprinterSB]

Wenn ich's recht sehe, arbeitet der FET i.w. als Linearregler, oder? Und verheizt somit.

[PICture]

Hallo SprinterSB!
Nein, er arbeitet als Schalter und bleibt sehr kalt!

[bluelight_electronic]

nen Fet als Linearregler is/währe in den meisten fällen für den FET tötlich.....

mir ist durchaus klar das man aufpassen muss was man einsetzt ^^ (ich entwickle produkte die mehrere Tausendfach Verkauft werden *gg* und hatte noch nie n problem... somit würd ich sagen in dem Falle weiß ich von was ich Rede... (also Die Schaltung oben ist auch noch aus m Datasheet und fukntioniert ohne probleme) währe meine erste Wahl... (Dimensionierungen passen auch. Vom Strom was die Bauteile können müssen naja ..... irgendwie muss der Strom ja auch durch die Spule -> wenn de 3A Ausgang haben kannst sollt es deine Spule auch können ......das einzigste was ich noch machen würd was mir jetzt Auffällt ist Eingangs sowie Ausgangsseitig noch nen 100nF spendieren...

mfg

bluelight

[PICture]

Hallo!
Zur Erklärung. Auf meiner Skizze ist nur eine geprüfte Idee dargestelt und darf nicht als Schaltplan betrachtet werden. Im konkreten Fall wird die Schaltung sicher komplizierter ausfallen. Die Skizze stellt so zu sagen ein Blokdiagram dar. Ungliklicherweise habe ich den Komparator zu konkret skizziert.

Der Schaltnetzteil funktioniert folgendemassen:
Nach dem einschalten der Eingangsspannung Uin ist die Ausgangspannung Uout=0 und weil Uout<Uref, wird der MOSFET Schalter durch den Komparator eingeschaltet. Der Kondensator C wird geladen. Sobald die Spannung Uout die Uref überschreitet, wird der Schalter abgeschaltet und der C lädt sich durch Last ab. Sobald die Spannung Uout unter Uref fällt, wird der Schalter wieder eingeschaltet u.s.w.

Die Frequenz und der Zeitverchältniss ton/toff sind nicht fest und varierren mit der Belastug des Netzteiles. Im Leerlauf (ohne Belastung) wird die Ladung des C nur um den Verlust, der wegen Selbstentladung entsteht, ergänzt. Theoretisch bei einem C ohne Verluste wird er ohne Belastung nur einmal geladen. Mit der Erhöhung des Laststromes wird die Schaltfrequenz wachsen und wenn die Belastung zu groß für diese Arbeitsweise wird, wird der MOSFET Schalter permanent eigeschaltet bleiben, was für ihn naturlich "tödlich" seien wird. Deswegen nach dem Prinzip arbeitendes Schaltnetzteil ist nicht kurzschlussfest.

Bei der Dimensionierung einer konkreten Schaltung muss man naturlich alles, wie üblich, berücksichtigen (z.B. ein Resistor seriell mit dem Schalter, der den maximalen Strom durch MOSFET beim Ausgangskurzschluss begrenzt u.s.w.).
Ich hoffe, dass die Erklärung hilft das Prinzip zu verstehen.
MfG

[SprinterSB]

Auf meiner Skizze ist nur eine geprüfte Idee dargestelt und darf nicht als Schaltplan betrachtet werden. Im konkreten Fall wird die Schaltung sicher komplizierter ausfallen. Die Skizze stellt so zu sagen ein Blokdiagram dar. Ungliklicherweise habe ich den Komparator zu konkret geskitzt.
Der Schaltnetzteil funktioniert folgendemassen...
Also einfach ne PWM mit Tiefpass danach. In einem Schaltplan mit einem Komparator was anderes zu meinen als einen Komparator ist schon etwas missverständlich...

[PICture]

@SprinterSB
Der Komparator ist ein Komparator nichts aderes. Ich habe bloss gemeint, das wegen seinem dreieckigen Symbol wurde das ganze als ein Schaltplan genommen.
MfG

[SprinterSB]

Also irgendwie steh ich aufm Schlauch. Was soft denn dafür, daß der Transistor im PWM arbeitet, und sich nicht einfach durch die negative Rückkopplung durch den Komparator wie ein lästabhängiger Längswiderstand verhält?

[PICture]

@SprinterSB
Der Komparator mit sehr kleinem (fast ohne) Hysterese. Die Schaltung oszilliert mit einer Frequenz die wachst mit der Strombelastung. Die Zeit in der der MOSFET leitet ist praktisch konstant, somit die "Ladungsportion" die der C bei jedem Stromimpuls bekommt. Je mehr Strom durch die Last "abgenommen" wird um so öfter muss der C bis zum Vref=Vout mit einem Stromimpuls "aufgeladen" werden. Das ist eigentlich keine PWM sondern FM.
MfG

[SprinterSB]

Ah, jetzt hab ich's. Man braucht ein Teil mit Hysterese :-) Ganz ohne kann's nicht gehen.

[PICture]

Na ja , das habe ich vergessen, aber Du hast das wirklich sehr genau analiesiert und die Information von mir irgendwie herausbekommen. Es ist glaube ich ein allgemeines Problem, das was für den Author offensichtlich ist, weiss der Leser nicht. Sorry! :)

Übrigens je grösser die Hysterese ist um so grössere Schwankungen Uout hat. Ausserdem entsteht noch eine Hysterese wegen Verzögerung zwischen Erkennen vom festgelegtem max. Wert der Ausgangsspannung und Abschalten des Schalters.

MfG

[SprinterSB]

Wieso ist der Komparator eigentlich hysterisch? Sind das spezielle Komparatoren oder ist die Hysterese konstruktionsbedingt, weil es kein idealer Komparator/OpAmp ist, sondern 'nur' ein realer? Oder kommt die Hyterese implizid durch Laufzeiten oder irgendwelche parasitären Effekte? Wie wär die typische Frequenz bei den obigen Randwerten (700mA, 12V zu 5V) und wie vermeidet man, daß Spannungsspitzen nicht einfach am Ausgangs-C vorbeilaufen? Niedrige ESL und ESR sind klar, aber genügt das?

Irgendwie hab ich ein mulmiges Gefühl bei so ner Schaltung, weil 12V direkt ans 5V Netz gelegt werden! Und der C hat alleine die Drecksarbeit der Glättung und Vermeidung von Transienten und Überspannung. Wenn das Primärnetz mit einem fetten C gegen Ripple geschützt wird, hat der Ausgangs-C noch mehr zu schlucken.

[PICture]

Natürlich ist es kein Anwendungschaltplan. Wenn jemand so was bauen will, kommen da noch mehrere Bauteile ins Spiel. Die Hysterese wird durch positive Rückkuplung bei dem Komparator erzeugt. Weil die Beschaltung (+/-) der Eingänge des Komparators vom Typ des MOSFETs (P/N) abhängig ist, konnte ich das nicht festlegen.

MfG

[Luke17]

Hallo,
vielen Dank für die zahlreichen Antworten.
Ich werde mich an den Vorschlag von
bluelight_electronic heranwagen.

mfg Lukas