Spannungsregler 5V für Servos mit viel Leistung

[fabqu]

Hallo miteinander,

ich stehe vor folgendem Problem:
Für einige schwache bis mittelstarke Servos (bis zu 8 Stück) möchte ich mit einfachen Mitteln (etwa einem 7805) eine vernünftige Spannungsregelung aufsetzen.
Dafür habe ich nach einiger Recherche zwei Möglichkeiten gefunden:
29508
Die erste ist aus einem Datenblatt. Hier bin ich mir nicht sicher, wie sich eine höhere Eingangsspannung auswirkt. Vermutlich wird der Spannungsregler mehr umsetzen müssen. Je nach Transistor sollte hier auch mehr Leistung möglich sein. Vorteil sehe ich hier in der LDO-Fähigkeit.
Bei der zweiten lifte ich die Ausgangsspannung des 5v-Reglers (muss ja kein 7805 sein) um die Diodenspannung, sagen wir es ist eine grüne dann haben wir v(out) = 6,8V. Durch den Transistor verliere ich ja einen Teil wieder, ich erwarte also je nach verwendeter Diode 5,7 bis 6V bei einigen Ampere.

Gehen wir bitte beide Male von folgenden Rahmenbedingungen aus: Input sollte zwischen 6 und 10 V sein. Output 5V, die Servos vertragen aber auch 6V sehr gut, haben dann mehr Power. Habe also nichts dagegen, wenn die V(out) größer ist als 5V, nur 6V sollten nicht überschritten werden. Für die Servos kann man wohl von 3A ausgehen.

Welche Schaltung ist die sinnvollere?
Kurzschlussfest sind sie beide nicht, habe sie beide einmal aufgebaut und kurz getestet. Bei ersterer gehen 1,5A bei Kurzschluss durch, bei zweiter immerhin 2,5A. Sonst war der Aufbau gleich.
Bei beiden ist die Spannung um etwa 10% eingebrochen, bei einem 4Ohm-Verbraucher.

Bin froh über jede Meinung!
Grüße

[morob]

ich würde eine extra versorgung mit 6v machen und basta

[Peter(TOO)]

Hallo,

Kurzschlussfest sind sie beide nicht, habe sie beide einmal aufgebaut und kurz getestet. Bei ersterer gehen 1,5A bei Kurzschluss durch, bei zweiter immerhin 2,5A. Sonst war der Aufbau gleich.
Bei beiden ist die Spannung um etwa 10% eingebrochen, bei einem 4Ohm-Verbraucher.

Da stimmt was an deinem Aufbau nicht, wenn die Spannung um 10% einbricht!

Was hast du als Leistungstransistor verbaut?

Bei Schaltung 1 hast noch etwas Kurzschlussfestigkeit und der Überlastschutz des 7805 funktioniert auch noch zum Teil.

Schaltung 2 hat keinerlei Schutz, da brutzelt der Transistor fröhlich vor sich hin....

Für 3A linear gäbe es aber z.B. auch den:
http://www.conrad.de/ce/de/product/176052/Einstellbarer-Spannungsregler-3-A-positiv-Fairchild-Semiconductor-LM350T-Gehaeuseart-TO-220-Ausgangsspannung-12-33-V

MfG Peter(TOO)

[fabqu]

@morob: geht leider nicht.

@Peter: Danke dir. Aufbau habe ich gemacht wie angezeigt! War ein Kollege dabei, vier-Augen-Prinzip :) mit nem Oszi nachgemessen. ABER: schlechtes Netzgerät als Quelle verwendet. Kann also nicht ausschließen, dass es daran lag!? Würde erklären, warum es bei beiden gleichermaßen einbricht. Hätte ich bei Schaltung 2 auch überhaupt nicht erwartet. Der Leistungstransistor müsst ich morgen in der Arbeit nachsehen, ich glaube im Fall "npn" wars ein 3305. pnp muss ich nachsehen.

Danke dir auch für den Link, kannte ich noch nicht.
Leider - bitte verflucht mich nicht gleich - will ich über kurz oder lang auf SMD weiter machen, sowohl 5V-Regler als auch den Transistor. Und es soll eben alles so einfach und billig wie möglich werden...
Ich würde eher zu Schaltung 2 tendieren, auch wegen der Kurzschlussfestigkeit. Sehe ich das richtig, dass bei einem Kurzen kein Strom mehr zum Input des Reglers abgesaugt wird, und daher der Transistor sperren sollte?
Daher bei zu hohem Strom -> 5V-Regler tut was er kann -> dem Gate fehlen die paar mA zum Öffnen -> Transistor schaltet ab -> 5V-Regler hat Überlastschutz -> Ende

Grüße

[Geistesblitz]

Wie wäre es denn, anstatt etwas selber zu entwickeln, einen SBEC zu verwenden? Die gibts beispielsweise bei Hobbyking (http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__767__766__SBEC_UBEC_Regulator-SBEC_UBEC.html) günstig, lohnt sich aber eher, wenn man ein bisschen mehr dort bestellt. Da gibts dann durchaus Typen, die mit einer Eingansspannung von 6V noch zurecht und können teilweise bis zu 20A aushalten. Ansonstn findet man sowas glaub ich auch bei ebay. Wär mir jedenfalls sicherer, als irgendwas Halbgares zu frickeln, was nachher doch nicht so ganz funktioniert und kaum günstiger war. Wenn du das trotzdem einfach wegen des Lerneffekts basteln möchtest, kannst du das gerne machen, allerdings kann ich dir da auch nicht weiterhelfen.

[oberallgeier]

... Für ... Servos (bis zu 8 Stück) ... mit einfachen Mitteln (etwa einem 7805) eine vernünftige Spannungsregelung aufsetzen ...Nicht verzagen, Funker fragen. Die haben in Analogtechnik einfach die Nase vorn - jahrzehntelange ERfahrung. Sprich: hier klicken (http://www.amateurfunkbasteln.de/vregler/vregler.html) und bis "7805 aufgepeppt" runterscrollen. Hab ich nicht getestet, aber es sieht total gut aus. Und der gepimpte 7805 oder 78L05 mit dem skizzierten Drumrum kann mit (im Link sauber genannten Teilen) bis zu 20 A liefern. Servos - was wollt ihr mehr?

[fabqu]

Danke euch!
@Geistesblitz: geht nicht, muss leider alles auf eine Platine: Servocontroller, Akku, Regler und einiges mehr.

@Oberallgeier: Das ist ja klasse! Wenn ich mir den gepimpten 7805er so ansehe, ist das ja das gleiche Prinzip wie Schaltung #1 nur mit einer zweiten Transistorstufe!?

Ich werde dann wohl statt einem 7805er einen LP2950 oder was vergleichbares nehmen, da er schaltbar ist via logik Pegel und LDO. Kann halt nur 100mA, sollte dann ja aber ausreichen!

Danke für eure Hilfen!!!

[oberallgeier]

... Wenn ich mir den gepimpten 7805er so ansehe, ist das ja das gleiche Prinzip wie Schaltung #1 nur mit einer zweiten Transistorstufe!? ...Das dachte ich auch, wollte das auch schon (lobend) betonen - nur als No-Peil-von-analog-er steht mir nicht wirklich zu, Deine und seine Schaltung zu vergleichen.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Leider - bitte verflucht mich nicht gleich - will ich über kurz oder lang auf SMD weiter machen, sowohl 5V-Regler als auch den Transistor. Und es soll eben alles so einfach und billig wie möglich werden...

Dann wäre ein Schaltregler angebracht, schon alleine wegen der Kühlung!


Ich würde eher zu Schaltung 2 tendieren, auch wegen der Kurzschlussfestigkeit. Sehe ich das richtig, dass bei einem Kurzen kein Strom mehr zum Input des Reglers abgesaugt wird, und daher der Transistor sperren sollte?

Nein, das siehst du falsch!

Bei KS liefert der 7805 den maximalen Strom und dieser fliesst durch die Basis des Transistors.

OK, der 7805 hat eine Foldback-Charakteristik, mit abnehmender Ausgansspannung am Regler wird der Strom kleiner, geht aber nicht auf 0A zurück. Das ist dann aber der Basisstrom des Transistors.

MfG Peter(TOO)

[Besserwessi]

Wenn man so eine Art Kurzschlussstrombegrenzung haben will, hilft es bei beiden Schaltungen einen Regler für weniger Strom zu nehmen. Der maximale Strom ist in beiden Fällen Stromverstärkung des Transistors mal maximalem Strom des Reglers. Für etwa 3-5 A am Ausgang wäre da der 100 mA Regler schon etwa passend - der genaue Strom hängt vom Transistor ob.

Bei der 1. Schaltung muss man etwas aufpassen mit der Stabilität - die kann ggf. anfangen im 100 kHz - MHz Bereich zu schwingen. Die 2. Form ist da stabiler - dafür ist die Spannung bei der 1. Form stabiler.

Den Transistor wird man gut kühlen müssen - rein SMD wird daher wohl nur als Schaltregler gehen.

[malthy]

Hey,

nur mal so am Rande, weil ich es nicht eindeutig habe rauslesen können: möchten Du für acht Servos jedem eine Stromversorgung zur Verfügung stellen, die jeweils 3A liefert, oder sollen alle acht Servos zusammen an einer Stromversorgung hängen, die 3A liefert. Letzteres wäre vermutlich deutlich zu knapp. Selbst die kleinen Standard-Servos ziehen bei Positionsänderungen - insb. unter Last - einiges (> 1A). Je nach Anwendung kommt es ja vor, dass alle Servos gleichzeitig ihre Position ändern, spätestens dann wird's selbst bei guter Siebung mit 3 A ziemlich sicher zu knapp. Das aber nur mal so nebenbei :-). Wenn irgend möglich würde ich übrigens auch zu einem Schaltwandler greifen. Billige DC-DC-Wandlermodule bekommt man hinterhergeschmissen (http://www.aliexpress.com/item/Ultra-small-LM2596-power-supply-module-DC-DC-BUCK-3A-adjustable-buck-module-regulator-ultra-LM2596S/32213584781.html).

Gruß
Malte

[fabqu]

@Peter: ich meinte auch die erste schaltung ;) sorry.

@besserwessi: hast du mal irgendeinen tipp für einen schaltregler in smd? Habe sowas noch nie verwendet und kenne mich daher hier noch nicht aus... Wäre super!

[Besserwessi]

Ein LM2576 oder LM2596 wäre eine relativ gutmütiger Schaltregler Version - nicht besonders Modern aber gut zu bekommen. Auch da muss man ggf. etwas Kühlung vorsehen.

[malthy]

Der LM2596 ist auf dem Modul verbaut das ich oben verlinkt habe ...

[fabqu]

Klasse, danke euch! Werd mich da mal weiter einlesen und dann ggf. nochmal einen Lösungsvorschlag hier Posten!

[fabqu]

Hallo noch mal,

nach weiteren Diskussionen und etwas mehr Literatur und Forensuche denke ich, Schaltung 1 und ein Schaltregler (LM22677-5.0) werden mal testweise aufgebaut und dann verglichen.
Der LM22677 benötigt noch so Hühnerfutter wie eine recht dicke Spule und ebenfalls recht dicke Schottky. Wird also nicht bedeutend größer als die Schaltung 1, hat dann aber weniger Verluste und angeblich (muss erst mal aufgebaut getestet werden) weniger Schwankungen. Und 5 A sollten mir dicke reichen, denke ich.
Übrigens, nur am Rande: in der "Elektor 11/2012" waren zwei 7805-kompatible (Baugrößen-gleiche) Schaltregler gezeigt, nicht schlecht. Aber leider nicht für diese Leistungen...

Danke euch für die Hilfe!