Spannungswandler 12V / 5V

[Lamarque]

Hallo,

eigentlich liegt mein Problem nicht im Robotik-Bereich. Allerdings betrifft meine Frage einen Bereich, in dem ihr euch bestens auskennt.

Ich will mir in die Freisprecheinrichtung meines Autos eine Stromversorgung für mein Handy basteln, da es für mein Gerät keinen passenden Adapter gibt. Mein Handy lädt via Mini-USB. Also beötige ich einen Spannungswandler, der mir aus den 12V meines Autos 5V für den Mini-USB Port macht.

Dank eures Wikis (https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Spannungsregler) weiß ich mittlerweile, dass es 2 Möglichkeiten gibt:

1) Mit Hilfe eines LM 7805 Festspannungsreglers.
2) Mit Hilfe eines Step-Down-Wandlers wie es ihn bspw bei Pollin (http://www.pollin.de/shop/shop.php?cf=detail.php&pg=NQ==&a=NDc5OTgxOTk=) gibt.

Variante 1) wäre mir natürlich aufgrund ihrer Kompaktheit und des geringeren Aufwands viel lieber. Allerdings habe ich Angst, dass der 7805 sich wegen zu großer Wärmeentwicklung in Rauch auflöst. Mein Handy zieht wärend des Ladens und des GPS-Betriebs die maximal bei USB erlaubten 500mA. Hinzu kommt, dass es beim Losfahren im Sommer in den ersten 5-10 min des Betriebs schonmal 50°C in meinem Auto haben kann, bis die Klimaanlage angenehme Temperaturen geschaffen hat.

Daher meine Fragen: Kann ich den 7805 (mit akzeptabel kleinem Kühlkörper) verwenden oder muss ich eine Step-Down-Schaltung nutzen?

Gibt es evtl kompaktere Step-Down-Schaltungen als die von mir verlinkte Pollin-Variante? Bei Hama (http://www.hama.de/portal/searchSelectedProduct*NO/articleId*166923/action*2563/) gibt es ein Gerät, dass genau dasselbe tut, aber deutlich kompakter ist.

Danke schonmal!

[pyr0skull]

Wenn du das mit dem Schaltregler in SMD aufbaust, wird das um einiges kleiner - zumal das bei Pollin wohl eine Platine mit einstellbarer Ausgangsspannung ist, da kommen nochmal ein paar Bauteile hinzu. Die größten Teile - die Abblockkondensatoren - müssen ja auf jeden Fall dasein, je nach Regler kommt dann aber auch nur noch eine Spule und eine Diode hinzu, das sollte ja verkraftbar sein ;)

[021aet04]

Du meinst natürlich den 7805 Spannungsregler. Dieser ist bis 1A ausgelegt. Du darfst natürlich keinen 78L05 nehmen. Ich könnte dir den benötigten Kühlkörper berechnen, wenn du willst

[Lamarque]

@pyr0skull: Ich bin nicht vom Fach. Selbst zusammenbauen krieg ich nur schwer hin. Ich brauche daher einen fertigen Bausatz. Hättest du einen Link zu einer einfacheren, kleineren (gerne auch SMD-)Lösung?

@021aet04: Ja, meine natürlich den 7805 (http://www.conrad.de/goto.php?artikel=179205). Die Dimensionen eines 3,5 Watt (7V Spannungsdifferenz, 500mA max) Kühlkörpers würden mich schon interessieren.

[pyr0skull]

Einen Link habe ich leider nicht, allerdings ist der Zusammenbau auch von einem Nicht-Fachmann sehr einfach zu bewältigen. Wenn du löten kannst, kannst du auch diese Minischaltung zusammenbauen ;) Brauchst nur ein kleines Stück Streifenraster und muss eine Leiterbahn unterbrechen.

In SMD sieht das natürlich düster aus, wenn du dir da keine Platine selber ätzen kannst :(

[Lamarque]

Der Zusammenbau wäre wohl machbar (müsste ich ja bei dem Pollin Bausatz ohnehin), allerdings weiß ich ja überhaupt nicht WELCHE Teile ich WIE zusammenlöte und WOHER ich sie beziehen kann. :(

[021aet04]

Zur Kühlkörperberechnung habe ich eine Seite zum berechnen gefunden. Ich könnte noch ein Beispiel anfügen, dass ich in der Schule als Beispiel hatte. Müsste es jedoch noch in Word schreiben.

[Lamarque]

Mir würde eine Aussage ala "Du benötigst eine Aluplatte mit XmalY mm Größe" oder "Dieser Kühlkörper <Link> ist ausreichend" völlig genügen. ;)

[astroscout]

Also, ich ich hab jetzt mal eine Umgebungtemperatur von 50 °C angenommen und eine Erwärmung des Spannungreglers um max. 60 °C (d.h. er wird somit max. 110 °C warm; 125 °C darf er laut Datenblatt)
Es entseht eine Verlustleitung von 3,5 W (12V*0,5A-7V*0,5A=3,5 W)
(==> ohne Kühlung würde der Spannungregler ca. 280 °C heiß werden.)
Ein geeineter Kühlkörper darf somit einen maximalen Wärmewiderstand von 12 °C/W bzw. K/W haben.
Der Wärmewiderstand ist bei allen Kühlkörpern angegeben.

Ich hoffe das Hilft dir weiter.

[pyr0skull]

Achso meintest du das. Such mal bei Reichelt nach dem LM 2575 T5,0, da ist direkt ein Datenblatt verlinkt und darin findest du alle Bauteile die du brauchst mit den entsprechenden Werten. Die Teile bekommst du dann auch direkt bei Reichelt ;)

[Lamarque]

Danke soweit. Ich werd mal nach den Maßen eines entsprechenden Kühlkörpers googeln.

Hab nochmal etwas weiter gesucht und bin über eine Diskussion in einem anderen Forum auf den R-785.0-0.5 von RECOM (http://www.conrad.de/goto.php?artikel=154483) gestossen. Ist der nicht die Ideallösung für mich?

[neumi]

Hi!

Die Idee mit dem 7805 ist ja eigentlich keine schlechte, allerdings ist es im Auto so, dass die Eingangsspannung keineswegs 12V sind. Beim Starten kann die Spannung schnell mal auf 7V oder so zusammenbrechen und 14V oder mehr sind auch durchaus möglich. Außerdem können in einem KFZ-Boardnetz relativ große Spannungsspitzen auftreten, vor denen du deine Schaltung schützen solltest bzw. musst. Eine einigermaßen saubere 5V-Versorgung in einem Auto zu erzeugen ist eigentlich keine Aufgabe für mal eben zwischendurch.
Ich will dir jetzt nicht den Wind aus den Segeln nehmen oder dich komplett entmutigen, aber es könnte durchaus passieren dass innerhalb kürzester Zeit dein Adapter und im schlimmsten Fall auch dein Handy nur mehr Elektronikschrott sind.
Was spricht dagegen einen fertigen Ladeadapter zu kaufen? Deutlich billiger wird ein selbstbau wahrscheinlich nicht werden und die Chance, dass alles ohne Probleme funktioniert ist bei einem fertigen Produkt um einiges höher als bei einem Selbstbau.

lg neumi

[Lamarque]

Ich würde ja einen fertigen Ladeadapter (wie etwa den verlinkten Hama-Adapter) nutzen, allerdings hab ich dann immer ein Kabel von der 12V Dose in der Mittelkonsole zu meinem Handyadapter gehen. Und da der bereits 12V verfügbar hat, mein Selbstbau.

Allerdings sehe ich nicht dein Problem. Sämtlichen hier angesprochen Bauteilen ist die Eingangsspannung völlig egal. Sie produzieren unabhängig von ihr 5V Ausgangsspannung.

[neumi]

Das mit der Eingangsspannung ist schon richtig so, allerdings ist es für die Verlustleistung nicht egal. Dieses Problem könnte man allerdings umgehen wenn man die DC/DC-Wandler von Recom verwendet. Die sind eine echt tolle Sache, und denen dürften auch die Störungen die man auf eine KFZ-Boardnetz hat weniger ausmachen als einem "normalen Linearregler".
Ich hab auch nicht gesagt, dass es nicht funktionieren wird. Ich wollte dich nur vorwarnen was passieren kann, und worüber man sich gedanken machen sollte. Wenn man den DC/DC-Wandler um eine Schutzdiode für den Fall dass die 12V nicht am Eingang anliegen (ev. wenn Zündung aus) und um eine geeignete Eingangsschutzbeschaltung für Strom- und Spannungsspitzen erweitert (Kondensatoren, Spule, Varistor/Suppressordiode), wird die Schaltung sicher problemlos funktionieren. Eventuell kann man die Eingangsschutzbeschaltung sogar vereinfachen oder ganz weglassen, wenn man herausfinden kann wie empfindlich der RECOM DC/DC-Wandler auf Strom- und Spannungsspitzen reagiert.

[Lamarque]

Danke für die Erläuterungen. Wie gesagt, ich bin nicht vom Fach 8-[

Ich werde mir im Laufe der nächsten Woche mal den Hama Adapter kaufen und am nächsten Wochenende auseinandernehmen. Dann sehe ich ja, wie groß deren Überspannungsschutz ist. Ggf kann ich dessen Elektronik ja sogar 1:1 bei mir weiterverbauen.

Danke für eure Hilfe, ich meld mich wieder bei (Miß:-s)-Erfolg oder falls ich nochmal Hilfe brauche auch früher. ;)

[Johnes]

Ich empfehle allerdings zwingen, den Ausgang mit einer Schaltung (http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/crowbar.htm) zu versehen, die im Notfall die Vorsicherung, die du sicher verbauen willst :) raus haut!

Ich habe die Erfahrung gemacht, dass die 7805er nicht immer die zuverlässigsten sind. Daher unbedingt die Schaltung vor Überspannung am Ausgang schützen!

Es gibt auch varianten, mit Transistorregelungen, die meist zuverlässiger arbeiten.

MfG

[peterfido]

Zigarettenanzünder auf Mini-USB gibt es doch zuhauf... Wenn kein Zigarettenanzünder vorhanden ist, kann man auch den Stecker öffnen und Adern direkt anlöten.

[Lamarque]

Genau das habe ich letztendlich auch getan. Habe den im 1. Beitrag verlinkten Adapter verwendet. Die Leiterplatte+Bauteile darin haben zusammen gerademal Maße von 1x1x2cm. Hat damit alles super reingepasst.

[Crazy Harry]

Ich habe mir eine kleine Platine layoutet mit dem (eher unbekannten) MP1580. Platinengröße 20x18mm - Dicke (wegen der Spule) ca. 5mm. Ausgangsspannung per Widerstände einstellbar ... Strom max. 2A.
Da die Spule keine 2A aushält :lol: habe ich die Schaltung bisher mit max. 1.3A getestet - über mehrere Stunden.