Spannungsregler zu heiß -> DC-DC-Wandler?

[PCMan]

Hallo Leute,
ich habe bisher den kleinen Spannungswandler 78S05 für die Versorgung meines µC + LCD etc benutzt. Das geht auch jetzt noch sehr gut. Leider muss ich jetzt aber die Versorgungsspannung von 12 auf 24 Volt hochnehmen. Das heißt, dass an meinem Spannungsregler 19V abfallen, und das gibt schon gescheit Wärme ab. Jetzt habe ich auch noch vor, einen Kleinen Lüfter dahinter zu hängen, also wird das Ding richtig heiß. EIne Lösung ist ein Kühlkörper, aber dennoch geht da viel Energie verloren.
Ein Bekannter hat mir erzählt, dass es da sogenannte DC-DC-Wandler gibt, die fast keine Verlustleistung haben.
Ich würde gerne zwei DC-DC-Wandler auf meiner Platine unterbringen:
1x von 24 auf 5V (für den µC)
1x von 24 auf 12V (für Lüfter ggf).
Ist die Spannung eigentlich ausreichend stabilisiert wenn ich mit so nem 5V Wandler arbeite?
Kennt sich jemand mit den Dingern aus? Wisst ihr wo ich sowas herbekomme und kennt ihr eventuell sogar das Symbol dazu in Eagle?

Viele Grüße,
Simon

[ogni42]

LM2677-5 und LM2677-12

[PCMan]

Hi, also wie ich das sehe sind die AusgangsSpannungen vom LM2677-5 und LM2677-12 durch eine Eingangsfrequenz geregelt? Ich bräuchte aber eine feste Eingangsspannung und eine feste Ausgangsspannung.
Weiterhin habe ich gesehen, dass diese Dinger so gut wie garnicht beziehbar sind?!?

[BASTIUniversal]

Hi!
Ich nehme an, dass du nur die erste Beispielschaltung im Datenblatt angeschaut hast, in der der Sync-Eingang des LM2677 verwendet wird. Dieser Sync-Eingang wird nur dafür verwendet um den Regler mit ggf. anderen vorhandenen Reglern abzugleichen (vermutlich wegen EMV-Gründen). Diesen Eingang brauchst du nicht!

Die Simple-Switcher Reihe von National ist ziemlich gut geeignet für Leute, die noch nie was mit Step-Down-Reglern am Hut hatten. Der LM braucht wenige Bauteile, hat eine hohe Effizienz und kann Ströme bis zu 5A bereitstellen. Der größte Nachteil ist, wie schon gesagt, die Verfügbarkeit.
Als alternative, auch ein "Simple-Switcher" von National, ist der LM2576. Der ist als 5, 12 und 15V Festspannungs-Step-Down und als Adjustable (also LM317-Like) bei Reichelt für knapp 2€ bzw. für 90ct (Adjustable) verfügbar.
Der Aufbau geht noch einfacher von statten als beim LM2677, liefert aber "nur" 3A.

Für mehr Antworten kannst du noch die Suche benutzen, aber verwende am besten Stichworte wie "Step-Down" und "Schaltregler". DC/DC-Wandler sind normalerweise Galvanisch getrennt.

Und zu guter letzt, wie die Fernsehköche immer sagen: Ich hab da mal was vorbereitet (https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=21844) O:)

MfG
Basti

[PCMan]

Okay.
Ne andere Frage: Wie nennt man diese Schrauben und Muttern mit denen man an Kühlkörper dranschraubt?
vG Simon

[Besserwessi]

Die Schaltregler (Stepp down) unterscheinden sich gerade dadurch von den Linearreglern, das der Ausgangsstrom höher sein kann als der Eingangsstrom. Bei 5 V und 3 A am Ausgang, werden 15 W abgegeben und bei einem Wirkungsgrad von ca. 80% also ca. 19 W aufgenommen, also z.B. 1 A bei 19 V. Die 24 V, 2,5 A vom Netzteil könnten also gerade reichen (oder auch gerade nicht) um je 3 A bei 5V und 12 V zu liefern.

Für die meisten Schaltungen, insbesondere Motorsteuerungen, reicht die Stabilität der Spannung aus. Bei empfindlichen Analogsschaltungen ist ein Schaltregler weniger geeignet, da zusätzliche Filter nötig sind.

[PCMan]

Okay, nur ist es so, dass ich garnicht so viel benötige. Ich brauche einmal 5V und circa 500mA (für meinen µC + LCD), dann +12V und 80mA für einen Lüfter, und dann zwei mal 24V und zwei mal 600mA.
Ich vercheck das gerade, ob das sich so aufteilen lässt oder nicht.

[ogni42]

Dann hol' Dir vier mal den 2576 beim R* mit passenden Spulen. Ich habe den schon ein paar mal verwendet, ohne Probleme. Wichtig ist nur, die Aufbauhinweise aus dem Datenblatt (z.B. zentralen Massepunkt) zu beherzigen.

[PCMan]

Hi.
Das habe ich inzwischen gemacht. AHbe mir auch ein paar Schaltbilder angesehen. Ich hätte da noch eine letzte Frage:
Ich habe 24V. Dann einen Schaltregler für 12V. Da läuft ein Ventilator dran. Dann speise ich die 12V in einen 78S05 Spannungsregler ein, der mir 5V für meinen µC macht. Ist das sinnvoll? Geht das überhaupt? Hatte das vorallem aus Platzgründen so vor, weil sonst müsste ich noch einen Schaltregler einbauen.
vG Simon

[ogni42]

Wenn der Platz (oder der Nicht-Platz) das erfordert, geht das schon, allerdings würde ich, insbesondere im Hinblick auf Effizienz bei Akkubetrieb, die Schaltregler-Variante bevorzugen. Kommt hinzu, dass Du für den 5V Regler einen ziemlichen Kühlkörper brauchst, der wahrscheinlich genauso teuer wie die Bauteile für den Schaltregler ist.

[jar_]

http://www.reichelt.de

suche DC/DC

einfacher, Komplettwandler ab 1W

[Besserwessi]

Wenn schon einen Schaltregler und einen normalen, dann eventuell bei 12 V,80mA einen Linearregler, denn das macht nur ca. 1 W an Verlust für den Regler. Eventuell gibt es ja auch einen 5 V Lüfter dann könnte man die 12 V eventuell ganz sparen. Oft ist auch der Kühlkörper am linearregler größer als die extra Bauteile für den Schaltregler.

[PCMan]

Hi,
also jetzt muss ich mal eine Grundkenntnis-Frage stellen:
der 78s05 *kann* 2A, aber wenn meine Schaltung nur 500mA verbraucht, dann dürften doch nur 0,5*7V Watt abfallen oder? (7V weil 12-5=7).
5V Lüfter wäre zwar eine schöne sache, aber ich muss leider auch auf's finanzielle achten, zumal ich schon einen Lüfter gratis aus der Uni bekommen hab'.
vG Simon

[BASTIUniversal]

Hi!
Hier mal ne kleine Rechnung:
Du nimmst einen 12V Festspannungsregler für deinen Lüfter. Der erzeugt dir (bei 80mA) etwa 1W Verlustleistung.
Du nimmst einen 78x05 für die 5V (500mA) und Betreibst ihn an 24V: 9,5W Verlustleistung
Du nimmst einen 78x05 an 12V: 3,5W Verlustleistung
Egal aus welcher der beiden Spannungen du deine 5V mit einem Festspannungsregler erzeugst, du hast immer deutlich mehr Verlustleistung, als wenn du die 5V mit dem LM2576 und die 12V mit einem 78x12 erzeugst.
Beste Lösung: Nimm den Step-Down-Regler für die 5V und für die 12V einen Festspannungsregler.
Allerbeste Lösung: Zwei Step-Down-Regler.

MfG
Basti

[PCMan]

Gut. Wenn ich zwei Step-Down regler nehme, muss ich die dann quasi "doppelt" beschalten? Also muss ich die Schaltung für den einen Regler gerade duplizieren? Bei der Spule und der Diode leuchtet mir das ein, aber auch bei den Kondensatoren?
Vielen Dank,
Simon

[PCMan]

und noch eine Frage: wenn ich zwei nehme, ist es sinnvoller den 5V Step-Down-Regler hinter den 12V anzuschließen oder ist es sinnvoller beide an 24V anzuschließen?
Lögischer wäre es den 5V Step-Down an den Ausgang vom 12V Step-Down anzuschließen oder (also rein Verlustleistungstechnisch)?

[PCMan]

Nachtrag: naja habe gerade nachgerechnet. Die Verlustleistung bleibt gleich, verteilt sich aber anders...

[BASTIUniversal]

Hi!
Das mit dem duplizieren habe ich jetzt nicht richtig verstanden...du brauchst einmal für 12V einen LM2576-T12, einen Elko am Eingang (100µF oder mehr, min. 35V), eine schnelle Schottky-Diode (z.B. 1N5822), eine passende 100µH Spule und einen Elko am Ausgang (min. 1.000µF und 25V).
Für die 5V brauchst du genau das gleiche, nur eben einen LM2576-T5.

Wenn du den 5V Schaltregler hinter den 12V Regler schaltest, ergibt sich ein etwas höherer Wirkungsgrad (2-3%).
Ich würde aber eher dazu tendieren jeden die 24V auf die jeweilige Spannung regeln zu lassen. Das schließt eventuelle Probleme aus.

MfG
Basti

[PCMan]

Hallo Bastiuniversal,
genau so wie du es beschrieben hast habe ich es vor zu bauen. *Eigentlich* würde ich auch dazu tendieren, beide Regler an 24V zu hängen. Allerdings ist es so, wenn der 12V Kreis ausfällt (Lüftung), dann soll auch alles andere nicht mehr funktionieren - ein Bauteil schutz sozusagen ;)
Muss mal schauen, wie sich das so verhält.
Wenn ich in Reihe schalte habe ich nachgerechnet, werden beide Regler mäßig warm. Wenn ich parallel schalte, wird einer heiß und der andere bleibt kühl.

Kannst du mir das mit dem Wirkungsgrad erklären? Woraus errechnet sich der?

Vielen Dank für eure Antworten,
Simon

[BASTIUniversal]

Hi!
Im Datenblatt ist ein Diagramm, welches die Abhängigkeit des Wirkungsgrades zum Strom bzw. zur Versorgungsspannung angibt.
Wenn du beide Regler hintereinander schalten willst, würde ich zusätzlich noch ein paar 100nF Kerkos am Ausgang des 12V Reglers verwenden, vielleicht sogar einen LC-Filter (100µH Spule und ein paar µF Elko) dahinter.

Um auf Nummer sicher zu gehen, kannst du die Regler noch mit kleinen Aufsteck-Kühlkörpern versehen. Dann dürfte denen zumindest nichts passieren.

MfG
Basti

[PCMan]

Hallo,
ich habe jetzt stur die Schaltung aus https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=21844 verdoppelt und in Reihe geschaltet.
Das funktioniert bis jetzt einwandfrei - muss aber noch etwas die Belastbarkeit testen.
Vielen Dank,
Simon