Spanungsregler der 78 Serie für 5V und max 2A

[Ritchie]

Hallo Zusammen,

ich Suche derzeit einen neuen Spannungsregler, weil die bestehende Schaltung scheinbar nicht meinen Ansprüchen gerecht wird, die da wären:

Eingangsspannung: 7.2V - 8.4V (Da Akkupack)
Hier ist mein derzeitiger Regler an der Grenze und beginnt bei 6.8-7.0V Eingangsspannung böse Sachen zu machen. Laut Datenblatt braucht er 9.0V, was ich
nicht wusste, da mein vorheriger Robby 12V als Eingangsspannung hatte. Der Bleiakku ist aber für diesen Roboter zu gross.

Derzeit habe ich eine Brummspannung von 3mV aber Spicks in Abstand von 10 micro Sekunden mit 20 mV, welche mir die Messtechnik stören.

Das Fertigmodul von Relcom hat bereits 20mV von Hause aus und fällt daher aus der Wahl heraus.

Der L7805 hat hier einen Wert von 1-3 mV typisch als "Line Regulation" laut Datenblatt, ebenso hat er eine min.Spannung von 7Volt als Eingangsspannung.
Die einfache Beschaltung ist weiterhin ein Maßstab. Die Bauform würde keinen weitern Kühlkörper
benötigen, da ich die 2A eh nicht brauche, evtl. wäre auch 1,5A ausreichend.

Den 78S05 habe ich nicht gewählt, da hier keine Angaben für die "Line Regulation" typisch vorhanden sind.
Auch müsste ich eine Kühlkörper bei einer Last von 1A verwenden.

Ich habe eine Dauerlast von ca. 500mA, je nach Aktivitäten des Roboters, die ergibt sich aus:

- Embeedded Linux System, 200 Mhz (ARM 90...) Rechner
- PC WLAN D-Link (Hauptlast)
- Display mit Kontroller (PIC-Controller)
- Ultraschall Modul mit IR Sensoren (je 20mA)
- Servosteuerung und zwei Servos (bis zu 100mA bei der Positionierung)
- Motorcontroller (Amtel atMega 32)
- Gyro
- Kompass CMPS10

Der größte Teil der Elektronik verbraucht eigentlich kaum Strom, und ist nicht der Rede
wert. Jedoch die WLAN Karte und die Servos sind stromhungrig.

Da die Servos zyklisch angesprochen werden um die US-Sensor für eine neue Position
auszurichten und die zu halten, kommt es zu einer kurzfristen "hochen" Last. Daher die Auslegung
auf die max. 2A.

Ich wollte hierbei auch zwei Regler einsetzen, welche für die störanfälligen Bauteile sind und welche für die Mess-Controllertechnik.
Jedoch nicht mehr, da ich keine Heizung sondern einen Roboter bauen wollte.

Gruss R.

[ManuelB]

Den Ripple und die Schaltspitzen der Schaltregler bekommt man noch stärker unterdrückt, wenn man einen Filter (L-C) dahinter setzt. Drossel sollte natürlich den Strom können und nicht zuviel Spannungsabfall hervorrufen, da der Regler ja auf die Spannung davor regelt.
Linearregler für alles ist natürlich bei Akkuanwendung etwas kontraproduktiv, was die Verluste anbelangt, wenn man da alles drüber laufen lässt. Wenn Du 1A dauer hättest bei oberer Akkuspannung verheizt man 3,4W. Allein das TO-3 (ohne weitere Kühlung) im wors case betrachtet hätte man eine Temperaturherhöhung von ca. 119°C auf dem Die.

MfG
Manu

[Klebwax]

Jedoch nicht mehr, da ich keine Heizung sondern einen Roboter bauen wollte.

Die Leistung, die im Regler verbraten wird, ist die Differenz von Eingangsspannung und Ausgangsspannung mal dem Strom (solange es kein Schaltregler ist). Wenn man den kleinen Eigenverbrauch moderner Regler außer Betracht läßt, ändert sich daran nichts, wenn man mehrere Regler verwendet. Die Gesamtheizleistung bleibt konstant, du hast nur mehr "Heizkörper", was das Verteilen der Wärme leichter macht.

MfG Klebwax

[Besserwessi]

Wenn der Probleme bei kleiner Spannung am Eingang auftreten hilft es wenig einen Regler für mehr Strom zu suchen. Auch ein Schaltregler ist da nicht unbedingt besser - man bekommt zusätzliche Störungen und gewinnt bei wenig Spannungsdifferenz auch nicht so viel.

Bei wenig Spannung am Eingang wäre ein low Drop Regler oder zumindest einer mit weniger Dropout sinnvoll, also also z.B. LM2940 (1 A), L4940 (1,5 A) oder LT1085 (3A). Die Regler brauchen aber den passenden Kondensator am Ausgang.

Getrennte Regler für Empfindliche Teile (Sensoren, µC) und Leistungsstarke und ggf. störende Teile (z.B. Servos) sind auch sinnvoll. Verbraucher wie DC gehen eher direkt vom Akku, ohne Spannungsregler, nur über PWM.

[Ritchie]

Hi,

ich denke mal, das der LM2940 eine interessant Alternative ist. Bei einer min. Eingangsspannung von 6.25 V ist er deutlich besser als ein 7805 Baustein (egal welche Baureihe).

Liege ich eigentlich falsch, wenn ich behaupte, das jeder Regler einen Wirkungsgrad X hat, der nicht bei 100% liegt.
Je mehr Regler ich verwende, um so mehr Verluste sind vorhanden, plus der Tatsache, das ich eine bestimmte Spannungsdifferenze ausregeln will (Dieser Leistungsverlust ist natürlich gleich ob einer oder mehrer Regler.)

Aus diesem Grunde, will ich so wenig Regler wie nötig verwenden.

Aussdem besteht ja noch das Problem, das diese Geräte via I2C Bus miteinander kommunizieren und ich nur für meinen Linuxrechner Fets eingebaut habe, da dieser eine eigene 5Volt Versorgung hat. Dieser verwendet dann die Spannung der Mikrokontroller für den Bus. Ansonsten sind diese Busteilnehmer doch via Pullup mit der anderen Versorgungspannung verbunden. (PIC, Amtel, RTC Clock, ...)

Gruss R.

[ManuelB]

Naja bei einem Linearregler dominiert hautpsächlich die Leistung aus Differenzspannung Eingang-Ausgang und dem Strom. Das was der Regler selber benötigt ist meistens vernachlässigbar. Bei einer Aufteilung sind die Ströme ja auch auf die Regler aufgeteilt, so dass sich in Summe ca. die gleichen Verluste ergeben sollten wie mit einem Regler. Kann man aufgrund der Aufteilung statt eines Linear einen Schaltregler verwenden sollte es sogar besser werden, wobei man dann auch gegebenenfalls betrachten sollte, dass die Wirkungsgrade von Schaltreglern im Teillastbetrieb nicht den wunderbaren Angaben der Hersteller entsprechen müssen

MfG
Manu

[PICture]

Liege ich eigentlich falsch, wenn ich behaupte, das jeder Regler einen Wirkungsgrad X hat, der nicht bei 100% liegt.

Deine Festellung ist richtig !

Es ist notendig um irgendwas genau regeln (halten) zu können eine genügende Reserve zu haben. Wenn beispielweise ein 7805 Spannungsregler bei Laststrom 0 bis 2A die Ausgangsspannung bei internem Spannungsabfall bis 2 V ("drop") stabil halten soll, braucht er dafür min. 2V mehr, also 7 V, um das zu schaffen.

[Klebwax]

Liege ich eigentlich falsch, wenn ich behaupte, das jeder Regler einen Wirkungsgrad X hat, der nicht bei 100% liegt.
Je mehr Regler ich verwende, um so mehr Verluste sind vorhanden, plus der Tatsache, das ich eine bestimmte Spannungsdifferenze ausregeln will (Dieser Leistungsverlust ist natürlich gleich ob einer oder mehrer Regler.)

Bei Linearreglern besteht der Verlust (eigentlich) nur aus Strom mal Spannungsdifferenz. Das ergibt den Wirkungsgrad. Der hängt nicht vom Regler ab sondern nur von den Betriebsbedingungen. Das einzige (siehe oben: eigentlich), was diesen Wert etwas verschlechtert, ist der Strom über den Masseanschluß des Reglers: sein Eigenverbrauch. Und da gilt: je moderner, desto besser. Und ein 78xx ist ein uraltes Teil.

MfG Klebwax