Ein 7805 für 12 V ?

[oberallgeier]

Liebe Freunde,
bitte um Rat zur P6KE.

Ich habe eine Schaltung zu versorgen mit rund 12 V und zwischen 100 mA und 1A. In den Vorräten habe ich 7805 von ST und unidirektionale P6KE (6,8V, 600W).

Nun weiß ich, dass man mit ner Diode in der GND-Leitung zum 7805 die Spannung höher stellen kann. Aber nach meinem simplen Denken muss doch die in die GND-Leitung eingebrachte Diode dann auch bei voller Belastung des 7805 den Strom von 1A aushalten ? ? Daher würde ich gern die Kombination 7805 - PK6E nehmen. Am Steckbrett bekomme ich prompt 11,8 V heraus - aber ob meine Überlegung zum Strom gilt, weiß ich nicht. Und mal eben ne Halogenlampe damit füttern möchte ich auch nicht - weil ich eben nicht sicher bin, dass die Strombelastbarkeit ausreicht.

Bitte um Richtigstellung oder Rat. Danke im Voraus.

[Searcher]

Hallo,

anheben der Spannung habe ich schon mal mit bei einem 7805 Spannungsteiler auf 7,2V gemacht. Weiß leider die konkreten wiedersandswerte nicht mehr. So etwas wird hier ( https://et-tutorials.de/9312/spannungsregler-7805-mit-einstellbarer-ausgangsspannung/ ) per Video erklärt. Der Strom vom 7805 nach GND ist in Datenblättern mit Bias Current oder Quiescent current bezeichnet und ist so um die 5 bis 6mA.

Deine Diode muß also nur diesen Strom aushalten bzw bei der Berechnung des Spannungsteilers ist dieser Strom relevant und nicht der Output Current.

Mit einem Widerstand gehts auch. Da ein Spannungsteiler die Regeleigenschaften leicht beeinträchtigt, sind sie mit nur einem Widerstand in der 7805 GND Leitung wohl noch schlechter.

Zener Dioden können auch verwendet werden. https://bwir.de/stabilisierte-spannungsquelle-5v-12v-mit-dem-7805-spannungsregler/ In den Artikeln wird immer drauf hingewiesen.

Ich behaupte mal, ohne die Eigenschften eine P6KE genauer beurteilen zu können, daß die es in Deiner Schaltung aushält aber auch als TVS Diode ganz fehl am Platze ist. Was solls, wenns geht ...

Gruß
Searcher

[oberallgeier]

.. Der Strom vom 7805 nach GND .. Bias Current .. ist so um die 5 bis 6mA. Deine Diode muß also nur diesen Strom aushalten ..Danke. Ach herrjeee, da hab ich total falsch getickt - richtig fest falsch. Ich habe mir gerade jetzt ein Schaltbild MIT Spannungwandler angesehen (das ich selbst entworfen hatte) und mit Hand-aufs-Hirn-Schlagen festgestellt, dass die üblichen Spannungswandler nur einen einzigen Ausgangspinn haben - der mit ner, üblicherweise, positiven Spannung. Damit wird dann die Schaltung versorgt und GND läuft "normal" zur Spannungsversorgung. Meine dämliche Überlegung davor war, dass der gesamte Strom der jeweiligen Schaltung über den GND des Spannungswandlers muss. Das war nicht mal ein mitternächtliche Aussetzer, das hatte ich nachmittags schon aufgebaut und getestet.

Den Schaltungskniff mit der Zenerdiode habe ich hier abgeguckt (https://www.dieelektronikerseite.de/Elements/78xx%20-%20Der,%20der%20die%20Spannung%20regelt.htm) und hier nochmal (https://bwir.de/stabilisierte-spannungsquelle-5v-12v-mit-dem-7805-spannungsregler/).
PS: 7805 sind vorrätig, ebenso P6KE (überzählig); mit 5V passen die 6,8V zu "fast"12 *gg*. Zenerdioden habe ich nur im Format 3,3V.

Danke für die Hilfe.

[wkrug]

Je nach Eingangsspannung kannst Du bei 1A einen Spannungsregler der 78xx Serie vergessen.
Für eine saubere Funktion braucht der mindestens 2...3 V über der Ausgangsspannung.
Der Spannungsregler müsste dann also 3W verbraten. Bei 50K/W wären das dann 150 + 30°C also 180°C.
Der Thermal Shutdown findet aber schon bei 125°C statt ( wenn ich mich recht erinnere ).
Das geht also nur mit einem zusätzlichen Kühlkörper.
Besorg Dir lieber einen 7812 ersatz in Schaltnetzteil Technik, das sollte wesentlich besser funktionieren und hat auch einen besseren Wirkungsgrad.

[Manf]

Da kann ich nur zustimmen, es gibt einige Beispiele für die Modifikation beim Einsatz von 7805:
https://www.google.com/search?q=7805+modification&client=firefox-b-d&hl=de&sxsrf=ALeKk02bj2duPc2bylC6zWSQtD6UzVV6WQ:159099745 8238&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwjfqtiyj-DpAhVLxYUKHZ-aA9MQ_AUoAXoECAwQAw&biw=1099&bih=569
(https://www.google.com/search?q=7805+modification&client=firefox-b-d&hl=de&sxsrf=ALeKk02bj2duPc2bylC6zWSQtD6UzVV6WQ:159099745 8238&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwjfqtiyj-DpAhVLxYUKHZ-aA9MQ_AUoAXoECAwQAw&biw=1099&bih=569)
Ganz originell ist auch die Schaltung mit dem NTC in der Masseleitung zur Lüftersteuerung.
https://320volt.com/en/7805-regulator-ile-fan-kontrolu/
(https://320volt.com/en/7805-regulator-ile-fan-kontrolu/)
Der Laststrom fließt dabei nicht über die Masseleitung des 7805.

Die Betrachtung der Leistung im 7805 ist natürlich wichtig.

Leicht bekommt man auch ein ganzes Steckernetzeil für 12V 1A für unter 3€ und die ganzen Designüberleugnen kann man erst beim nächsten Fall nutzen.


(Ich hatte beim Schreiben zunächst nur die Posts bis 6:45 gelesen)
(https://320volt.com/en/7805-regulator-ile-fan-kontrolu/)

[Klebwax]

Nachdem das meiste schon gesagt wurde noch was zur Diode.


(6,8V, 600W).

600W kann diese Diode nicht wirklich, sondern nur einige µs lang. Ihre Aufgabe ist ganz kurze Pulse abzufangen. Du hast Glück mit deinen 6,8V, diese vertragen einen Dauerstrom von 10mA und dein Regler braucht eher 5mA. Die mit einer höheren Spannung vertragen nur 1mA, das reicht dann nicht. Der Lieblingsstrom von solchen Transil-Dioden ist 0, sie sind kein wirklicher Ersatz für Zenerdioden. Als Schutzdiode sind sie schneller als Zenerdioden und vertragen höhere Ströme.

MfG Klebwax

[oberallgeier]

Nachdem das meiste schon gesagt wurde noch was zur Diode .. 600W kann diese .. kein wirklicher Ersatz für Zenerdioden ..Danke nochmal allen. Und - viel geschrieben ist für mich selten zuviel. Ausserdem hätte ich besser zur langen Einleitung noch etwas dazu schreiben sollen, das hatte ich aber erst "hinterher" messen können.

Die Geschichte ist aufgebaut und ausgemessen.

Beide Schaltungen: die 19Vnach11,8V (die neue) mit der von ihr versorgten Lüftersteuerung (im Labornetzteil KORAD KA3005D eingebaut) benötigen bei einer Versorgung über ein separates Labornetzteil derzeit maximal 175 mA bei 19V - Netzteilanzeige. Dabei läuft der Ventilator ziemlich "voll" - mit 11,8V - dazu der Tiny85 hinter nem zweiten 7805 und der Beeper schreit dazu dauernd als Signal "Temperatur auf Maximum". Die alte Schaltung war ja bereits auf- und eingebaut, aber leider für 12V Energieversorgung ausgelegt. Um diese bei den erst jetzt festgestellten ca. 19 V zu betreiben hatte ich mir die "neue" gewünscht. Mit den dort abfallenden knapp 1,3 W komme ich wohl (hoffentlich!) nicht an eine zu hohe Belastung des 19nach12V-Spannungswandlers. Bei unteren und mittleren Lüfterdrehzahlen, ohne Beeper, also bis < 70° Kühlkörper im Labornetzteil, benötigt die Geschichte nur etwa 50 .. 70 mA (ca. 0,5W).

Auf den ersten Blick wollte ich ja den 7805er auf der eigentlichen Lüftersteuerung umbauen - geht aber nicht wirklich, weil der Lüftermotor maximal 12 V möchte, die so IM Labornetzeil nicht verfügbar sind.

Die sicher nicht optimale Schaltung scheint mir ein einfacher Weg zu sein - und mit vorhandenen Mitteln lösbar (ok, Faulheit steht im Hintergrund) um die vorhandene Schaltung an die höhere Versorgungsspannung anzupassen. Mal sehen wie lange Schaltung und Labornetzteil leben . . .

Danke für die Hilfen.

[Klebwax]

Ich hätte einfach die 19V direkt benutzt, dafür die PWM auf 70% oder so begrenzt. Der Tiny arbeitet ja von 3V bis 5V, da reicht ne Zenerdiode. Minimalistisch, weniger drin dann geht weniger kaputt und nichts wird heiß.

MfG Klebwax

[Moppi]

Zum Spannungsanheben bei einem 78xx habe ich gesehen, dass im Datenblatt eine Beispielbeschaltung dazu existiert, mit Formel. Da gibt es eine Figure 10: Circuit for increasing output voltage. Auch Figure 11; Adjustable output regulator (7 to 30 V), für einen 7805. Datenblatt von ST (ich glaube von Reichelt gezogen, Seite 29 von 57, DocID2143 Rev 31).

MfG

[oberallgeier]

.. einfach die 19V direkt benutzt, dafür die PWM auf 70% ..Gute einfache Idee. Danke Klebwax. Ich hatte das auch ausprobiert - 19V, 37,5 kHz, 75% dc, ohne Kondensator. Drehzahlen hatte ich (noch) nicht gemessen. Nur - am Oszilloskop sieht der Abgriff der Motorklemmen (https://dl.dropbox.com/s/fmgfould6zjx0ud/19V-37p5kHz-70%25_ohne-Kap.jpg?dl=0) auf der Platine dann fürchterlich aus :-/

Um mal Lüfterleistung, Lärm und PWM-duty cycle halbwegs ordentlich beurteilen zu können, habe ich mit nem sehr einfachen Frequenzgenerator - statt des Tiny85 - Tests bei verschiedenen Bedingungen gefahren. Der PWM-Ausgang des kleinen Frequenzgenerators wurde direkt auf den Motortreiber IN1 gelegt. Im Bild 37,5 kHz und 50 % dc (https://dl.dropbox.com/s/cvaotv40eaea4bt/IMG_3160.JPG?dl=0).

19V, 37,5 kHz, 75% dc, ohne C (https://dl.dropbox.com/s/fmgfould6zjx0ud/19V-37p5kHz-70%25_ohne-Kap.jpg?dl=0), wie oben, 5V/div statt ansonsten 2V/div!

12V, 37,5 kHz, 50% dc, mit 100nF (https://dl.dropbox.com/s/1ekb0bmj1a0s84w/12V-37p5kHz-50%25_100nF.jpg?dl=0).
12V, 37,5 kHz, 50% dc, ohne C - wird wohl die leiseste/langsamste Fixeinstellung (https://dl.dropbox.com/s/6825ftzyeux20nh/12V-37p5kHz-50%25_ohne-Kap.jpg?dl=0). Fast unhörbar, läuft sicher an.
Die rechte der beiden Messmarkierungen ist "getürkt" - im gleichen Maßstab aus dem gleichem Bild ausgeschnitten und eingefügt.
12V, 37,5 kHz, 70% dc, ohne C (https://dl.dropbox.com/s/lg2ei3z4cuw78w2/12V-37p5kHz-70%25_ohne-Kap.jpg?dl=0).
12V, 37,5 kHz, 80% dc, ohne C (https://dl.dropbox.com/s/m4t6dfbumpjcj6f/12V-37p5kHz-80%25_ohne-Kap.jpg?dl=0).
12V, 37,5 kHz, 90% dc, ohne C (https://dl.dropbox.com/s/v2bub37v1d1yovg/12V-37p5kHz-90%25_ohne-Kap.jpg?dl=0).
12V, 37,5 kHz, 100% dc, ohne C (https://dl.dropbox.com/s/clg0docadsfm39g/12V-37p5kHz-100%25_ohne-Kap.jpg?dl=0).

Überhaupt sind die Oskarbildchen sowas von ... da kommt mir das Grausen. Daher der Versuch mit nem 100nF-Kerko - da wurde das Zittern schon weniger, dafür geht Stromlast (wohl auch Drehzahl) merkbar rauf. Ich werde keinen Kondensator einbauen.


.. bei einem 78xx .. gesehen .. im Datenblatt eine Beispielbeschaltung .. mit Formel ..Moppi, danke. Das ist das(mein) Standard-Datenblatt, das ich (fast) immer auf dem Schirm habe. Von ST, Doc ID 2143 Rev 30. Das Beispiel von Figure 10 hatte ich vor etlichen Tagen getestet, die Spannung ist mir zu lastabhängig :-/

Allerdings ist auch die Diodenlösung als "Einfachstaufbau" ziemlich lastabhängig (11,9 V -> 7,xx V). Da muss ne andere Lösung her. Die Stromaufnahme ist bei 12 V zwischen 50% dc und 100 % dc zwischen 80 mA und 174 mA (120 ! bei 90%!). Bei 19 V sind in der gleichen Spanne dann 95 mA bis 240 mA - ab 80 % dc ausserhalb der Spezifikation.

[Klebwax]

Gute einfache Idee. Danke Klebwax. Ich hatte das auch ausprobiert - 19V, 37,5 kHz, 75% dc, ohne Kondensator. Drehzahlen hatte ich (noch) nicht gemessen. Nur - am Oszilloskop sieht der Abgriff der Motorklemmen (https://dl.dropbox.com/s/fmgfould6zjx0ud/19V-37p5kHz-70%25_ohne-Kap.jpg?dl=0) auf der Platine dann fürchterlich aus :-/

Irgendwie verstehe ich die Signale nicht. Dein Lüfter wird ja nur in einer Richtung betrieben, ein Anschluß des Motors sollte also fest auf einem Potential sein, der andere die PWM zeigen. Hier sehe ich aber Signale auf beiden Motoranschlüssen. Außerdem sehe ich zwei Pulse und dann eine Pause, außer bei 12V/90%. auch das verstehe ich nicht.

Ich würd mir auch mal das Ansteuersignal ansehen, da müsste man die zwei Ansteuerpulse sehen können. An den Ausgängen darf nichts klappern, was nicht auch am Eingang zu finden ist. Zeitlich müssen die Ausgänge den Eingängen folgen. Ab und an mal ein Blick auf die Versorgung kann auch nicht schaden. Ich hab nur 2 Kanäle auf meinem Scope, da wird das knapp. Also entweder die Ansteuerung auf den einen und abwechselnd die anderen Signale ansehen, oder, wenn die Ansteuerung o.K. aussieht, sie als externen Trigger benutzen und zwei Signale anzeigen.

Wenn ich ein Signal habe, dessen Verlauf ich mir nicht erklären kann, klemm ich einen Kanal auf dieses Signale, triggere darauf und suche blind alle anderen Signale ab, um einen zeitlich ähnlichen Verlauf zu finden. Das ist dann ein Anhaltspunkt für die weitere Fehlersuche (z.B. Lötbrücke). Ich denke, irgendwo ist bei deiner Schaltung noch ein Wurm drin.

MfG Klebwax

[oberallgeier]

Irgendwie verstehe ich die Signale nicht .. Ich denke, irgendwo ist bei deiner Schaltung noch ein Wurm drin ..Ja. So sehe ich das auch. Ich glaube ich muss die (schauderhafte) Platine mal neu machen. Mal ein paar Tage ruhen lassen und dann das Ganze von vorn. Also wieder breadboard bestücken und damit nochmal das Gleiche testen. Kommt ja eh S..wetter.

[oberallgeier]

Irgendwie verstehe ich die Signale nicht .. ein Anschluß des Motors sollte also fest auf einem Potential sein ..Natürlich. Das wars. Durch welche Entschuldigung kann ich nun begründen, dass die Oszillografenbildchen ohne GND gemacht wurden? Je ein Kanal an einen Motoranschluss, GND für Scope hing in der Luft.
Wie schon geschrieben - ich mach mal Pause.

[Klebwax]

Durch welche Entschuldigung kann ich nun begründen, dass die Oszillografenbildchen ohne GND gemacht wurden?

Keine Entschuldigung nötig, kommt vor. Solche Erfahrungen schärfen den Blick für Probleme beim Messen und helfen Messfehler und reale Schaltungsfehler zu unterscheiden.

MfG Klebwax

[oberallgeier]

Hmmm, die Signale sind - ohne angeschlossenem Motor - erwartungsgemäß. Heißt vorwiegend sauber-rechteckig. Ich werde mal versuchen, das Ding - meine: den Ventilator - in ähnlicher Frequenz mit nem andern Motortreiber anzusteuern - nanoclone und n Miniboard mit nem TB6612FNG von TOSHIBA (Power supply voltage VM=15V). Morgen/übermorgen, eher später. Danach berichte ich wieder.

[Klebwax]

Hmmm, die Signale sind - ohne angeschlossenem Motor - erwartungsgemäß. Heißt vorwiegend sauber-rechteckig. Ich werde mal versuchen, das Ding - meine: den Ventilator - in ähnlicher Frequenz mit nem andern Motortreiber anzusteuern

Mitten im Lauf die Pferde zu wechseln halte ich für keine gute Idee. Erst wenn klar ist, daß und vor allem warum es mit der bisherigen Schaltung nicht geht, macht das Sinn. Dann hat man zwar keinen Erfolg, man weiß aber wenigstens warum und hat wirklich was gelernt. Du hast dir doch vorher überlegt warum die Schaltung funktionieren müsste, da wäre mir wichtig zu wissen was an diesen Überlegungen falsch war. Elektronik ist doch nicht Voodoo.

MfG Klebwax

[oberallgeier]

Danke, ja, Du hast recht. Danke für die offene Kritik.


.. Elektronik ist doch nicht Voodoo ..Na ich weiß nicht ;-)

[oberallgeier]

Es regnet hierzulande. Da war das Ausmessen der ... Platine eine fast passende Beschäftigung. Ich bin mir mittlerweile nicht mal sicher, dass der Schaltplan (https://dl.dropbox.com/s/0yiyfu47y0095v8/x97-sch.jpg?dl=0) korrekt ist und erbitte einen Kommentar.

Teststück war ein Motor aus dem Bestand, max. ca. 12V, weil das Netzteil wieder auf "Ursprungszustand" zusammengebaut worden war; mW gebürstet. Die Speisespannung für die Platine wurde auf 9,8 V gesenkt. Der Lüftermotor dürfte ein BLDC-Typ sein. Gesamtstrombedarf Platine (ohne Controller), Motor und Frequenzgenerator ca. 95mA mit bzw. ca. 45mA ohne Motor.

Gemessen wurde
Einstellung 9,8V, 37,5 KHz, 50 % dc, ohne Mot (https://dl.dropbox.com/s/rswpxgyfk2k2r38/9p8V-37p5kHz-50%25_ohnKond_ohneMot.jpg?dl=0)or sowie
Einstellung 9,8V, 37,5 KHz, 50 % dc, mit Motor (https://dl.dropbox.com/s/wijf4u8vyevpt54/9p8V-37p5kHz-50%25_ohnKond_mitMot.jpg?dl=0)
Einstellung 9,8V, 37,5 KHz, 50 % dc, mit Motor, C2 = IN2-A495 (https://dl.dropbox.com/s/fuqtopdykog7xbt/9p8V-37p5kHz-50%25_ohnKond_mitMot_IN2-4950.jpg?dl=0)0

Da komme ich doch zu dem Schluss, dass der Motor (auch der früher getestete Lüftermotor) ne Menge Störungen einstreut ! ? Woher die aber kommen weiß ich nicht. Auffällig ist für mich der Anstieg der Spannung am Ausgang des 4950 - ne Art Sägezahn. Demgegemüber der Eingangstakt (diesmal wieder 5V vom kleinen Frequenzgenerator), siehe drittes Bild - C2.