Hilfe bei Spannungsversorgung

Sep 14, 2007 33 Replies

Hallo liebe NG Teilnehmer!


Ich lese hier die meiste Zeit nur mit, brauche jetzt aber bitte mal etwas Input.



Ich habe eine Steuerung (bzw habe keine, weil eben in Planung) für die ich mehrere Spannungen brache. Jetzt soll das ganze so klein und günstig wie möglich werden. Ich verbringe nun schon den 2. Tag damit, Datenblätter zu den verschiedensten Schaltregler-ICs zu durchforsten, Preise zu ermitteln und werde im Endeffekt nur immer verwirrter. Ich hoffe hier etwas Licht in das Dunkel meiner Ganglien zu bekommen.



An Spannungen brauche ich:


- 24V > 2A um Magnet- bzw. Proportionalventile zu schalten.



- 8V/5mA Kontrastspannung LCD



- 5V/ paar mA für LCD Supply, Mikroprozessor, RS232, RS485 ..., und noch ein bissl was für Magnetkartenleser, RFID Leser



- 3,3V/270mA Lantronix XPort und paar mA für die SD-Card



und irgendeine Spannung aus der ich die 540mA für das LCD Backlight abzwacken kann.



Eingangsspannung würde ich bei >= 24V ansiedeln.



Mein Problem, sind die dämlichen 8V für das Display und der große Unterschied zwischen 24V und 5V.



Meine Idee war 24V aus einem externen Netzteil zu speisen. Daraus mach ich per Step-Down 5V und aus den 5V mache ich per Linearregler



3,3V/800mA. die 3,3V werden meist eh nicht belastet, da der dickste Verbraucher, der XPort nur ca. 1x pro Minute für ein paar Sek. arbeiten muß.

Gefallen würde mir ja ein fertiges Modul 5V/3A wie z.B. MiniLynx (Farnell



802-5371,
formatting link
) um 11Euro. Aber das veträgt nur 14V am Eingang. Evt. hat da jemand einen Link zu einer Beschreibung eines Reglers 24V/5V/3A der zu 100% aus handelsüblichen Teilen besteht, klein ist und zu 100% funktioniert. Oder doch 24V / 12V per StepDown und dann 5V und 3,3V per Linearregler?


Beidseitig freien Platz hab noch ca 4cm x 2cm ( ~3x TO220 ). Die Rückseite ist momentan in dem Bereich nur GND, da ist - von ein paar Vias abgesehen - noch 4cm x 6cm Platz. Auf der Vorderseite liegen an der Stelle die RS232 und RS485 Schnittstellen. Ich hab keine Ahnung ob es ratsam ist, da auf die Rückseite einen Schaltregler zu basteln.


Bin für jeden Input dankbar.


Danke.



lg, Thorsten


Thorsten Oesterlein schrieb:

Das scheint vernünftig.

Die "dämlichen 8 V" sind vermutlich negativ, bezogen auf die Versorgung des Displays --> ca. -3 V gegen Masse. Du solltest Dich nach einem Displaymodul für "Single Supply" umsehen, um diese negative Spannung zu vermeiden - oder sie mit einer Ladungspumpe (z.B. ICL7660) aus den 3.3 V (oder aus den 5 V) erzeugen. Je nachdem, wie der Kontrast eingestellt wird, brauchst Du dann auch noch ein Poti.

Das ist ein sinnvoller Ansatz.

LM2576 oder LT1076 in Standard-Applikation (lt. Datenblatt).

Eher ungünstig. Wo soll der Vorteil sein, und wozu unnötig heizen?

Tilmann

http://www.autometer.de - Elektronik nach Maß.

Am 9/14/2007 6:26 PM schrieb Thorsten Oesterlein:

Wenn Du brauchst, hab' ich 2 Varianten fuer 24V -> 5V. Eine mit ca. 750mA mit dem LM2574-5 von National; Eine mit ca. 3-4A mit dem LT1076-5 von Linear. Beide sind bei mir schon seit einiger Zeit in diversen uC-Schaltungen im Einsatz. Bei Bedarf -> Mail (Adresse ist ohne Aenderung gueltig) Schematic & Layout sind im Eagle 3.16-Format.

have a nice day | Dummheit ist ansteckend, | Verstand wächst sich kaum fritz | zur Epidemie aus. schoerghuber | (Kazimierz Bartoszewicz)

Hallo Thorsten,

Die waeren mit Deinem >=24V Eingang mit einem simplen Buck Converter erledigt.

Laengsregler in Miniausgabe, SOT23-5 oder so, er verbrutzelt ja nur um die 100mW.

Kommt drauf an, wieviel "paar mA" sind. Koennte man auch mit Laengsregler machen. Ich wuerde der Versuchung widerstehen, LDOs zu nehmen. Die machen meist nur Aerger und man braucht sie hier nicht.

Beachte aber, dass Versionen wie LM317 oft einen Minimalstrom brauchen.

Buck waere eine Moeglichkeit, oder mit einem kleinen LAN/Telco Uebertrager.

Wieviel Volt ist "irgendeine"?

Bei den paar mA macht das doch nichts.

Im Vergleich zu dem, woran ich gerade arbeite, ist das die Groesse eines Fussballstadions und ich muss mit 16V bis 16V Schwankungsbereich zurandekommen ;-)

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com

Am Fri, 14 Sep 2007 20:13:27 +0200 schrieb Tilmann Reh:

Hallo!

Ja ne, eben nicht. Das Datenblatt sagt:

Absolute Maximum Ratings Power Supply Voltage (LCD drive) Min. -0.3 Max. +15.0

Typical Electrical Characteristics Supply Voltage (LCD) Min. 7.2 Typ. 7.7 Max. 8.2

In der Form war mir das auch noch nicht untergekommen. Ich hab diese besondere Spannung mal der größe des Displays zugeschrieben.

Is glaub ich tatsächlich besser.

Ich seh grad, Conrad hat eins von "Anag Vision" (noch nie gehört, kennt die jemand, taugt das Zeugs was?) das ausserdem nur knapp die Hälfte des geplanten Displays von Batron (102 Euronen) kostet. Electronic Assembly hat auch was mit Single Supply im Program, jedoch leider keine Preise auf der HP.

Und mit einem anderen Display spar ich mir auch das Gehampel um die 8V für das Display.

Grad gefunden: LM2679, schafft sogar 5A und ist im SMD Gehäuse.

Der Vorteil wäre gewesen, daß ich aus den 12V die 8V ableiten hätte können. Aber das ist eh vom Tisch denke ich.

Danke und liebe Grüße,

Thorsten

Am Fri, 14 Sep 2007 20:43:54 +0200 schrieb Fritz Schoerghuber:

Danke, das ist sehr lieb. Nachdem ich Tilmanns Gedanken um ein anderes Display aufgegriffen hab, bin ich über welche gestolpert die 2A für die Beleuchtung brauchen. Da käme ich dann mit 3A nur mehr mühsam hin und nachdem ich nicht weiß welches Dislay es dann am Ende wirklich wird, liebäugle ich grad mit dem LM2679 und 5A.

Danke nochmals für deine Hilfe.

Liebe Grüße, Thorsten

Am Fri, 14 Sep 2007 12:15:28 -0700 schrieb Joerg:

Hallo Joerg!

Da nehm ich gleich die vom Eingang. Denn ob die Ventile 20V oder 28V ist vermutlich ziemlich schnurz.

Regelbar, das wärs gewesen. Aber ein anderes Display wird das Problem auch lösen und gleichzeitig Geld sparen. :-)

Also ich denke, daß der Teil für sich nicht mehr als 200mA ziehen sollte. In den Datenblättern der Schnittstellenwandler hab ich jetzt nicht nachgesehen, aber so viel sollten die auch nicht brauchen.

Allerdings weiß ich halt nicht welche Kartenleser und RFID Leser da in Zukunft noch dran hängen falls überhaupt welche dran hängen.

Da geht mir dann jetzt langsam der Platz aus :-( Ich glaub so ein SMD Regler für 800mA tuts da recht gut und der braucht so gut wie keinen Platz.

Und bisschen Heizung ist im Winter ja auch nicht schlecht. ;-) Immerhin kommt das Ganze in ein Gehäuse im Freien.

Wäre je eigentlich wurscht. Ginge mit Vorwiderständen ja von 24, 12, 5V.

Ich dimensioniere immer gern auf der sicheren Seite und wenn ich bedenke, daß alles zusammen ja ne die Beleuchtung doch evt an die 400mA zieht, dann macht das bei 24V-5V doch schon 7,6W. Auch recht ordentlich für einen Längsregler im geschlossenen Gehäuse auf das evt auch noch die Sonne knallt.

Du schießt ja auch so komische kleiner Dinger in den Blutbahnen herum wenn ich mich da mal nicht verlesen habe. Das ist allerdings eine ganz andere Liga. Ich bin ja schon mal froh wenn ich SMD-Widerstände (und davon noch die großen) problemlos gelötet bekomme :-) Wenn ich jetzt daran denke daß ich auf meiner Platine einen TQFP100 zu verlöten hab bekomm ich zittrige Knie.

Danke für die Hilfe.

Liebe Grüße, Thorsten

Hallo Thorsten,

Wuerde ich genau nachlesen im Spec, ehe auf die Jahre zuviele Ausfaelle passieren. Unsere Gartenventile wuerden 28V ueber laengere Zeit uebel nehmen. Jedenfalls im Sommer. Sinnigerweise hat man die Spule oben drauf plaziert und sie ist schwarz.

Bei 200mA waere ein Schaltregler besser.

Nimm aber einen, den es in ein paar Jahren noch gibt.

Koennte im Sommer recht "toasty" da drin werden.

540mA mit Vorwiderstand? Ei, jei, jei ...

Das geht mit Switcher viel kuehler.

Im Prinzip ist bei allem, was im >100mA Bereich liegt, ein Schaltregler guenstiger. Wenn nur eine der Spannungen genau sein muss, koennte man alles aus einem Uebertrager rausholen. A la ATX Netzteil.

Das bekommen die SMD Bestuecker im Schlaf hin, selber machen wuerde ich es nicht. Ich bereite mich derzeit seelisch auf den Weg von 0402 nach

0201 vor. Mal sehen, wann das erste Design mit 01005 kommt.
Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com

Am Fri, 14 Sep 2007 22:56:25 GMT schrieb Joerg:

Hi Joerg!

[ 24V ]

Laufen eh mit 24V aus einem Schaltregler. Zumindest stellte ich mir das so vor. Diese Schaltregler gibts ab 30 Euro. Sind glaub ich die günstigste Lösung um vom Netz auf 24V zu kommen.

Da fällt mir ein:

Wie sehr versaut so ein Schaltregler die Umgebung auf der Platine? Wie gesagt, ich hab keinen bzw wenig Platz und wenn da nun so ein paar Amperchen bei 260kHz herumfließen dürfte das doch ziemlich herumsauen.

Ich hab in unmittelbarer Umgebung 232 und RS485 Schnittstellen sowie die microSD Karte.

LD1117S33 is zwar ein LDO, aber es gibbt ja nix anderes mehr. Zumindest bei Farnell durch die Bank LDO.

Jipp. Bin gespannt wieviel das wird. Allerdings macht als erstes wohl das LCD schlapp und das nervt dann wohl so, daß das ganze dann in den Schatten wandert.

;-) wär ja auch nur gewesen wenns gar nicht anders gegangen wäre.

Hab ich auch schon überlegt. Ist mir dann aber doch zu riskant. Ich hab z.B. zwicshen 3,3V und 5V keinen Levelshifter und wenn das zu weit ausseinander läuft möchte ich nicht riskieren daß auf die SD-Karte nicht geschrieben werden kann.

Ich denk mal daß ich die ersten noch selber machen werde. Bzw es versuchen werde. Sollten es dann doch mal mehr werden, überlege ich mir den Bestücker.

01005? 10mm x 5mm? Das schaffe ich auch so ;-)) Im Ernst, was kommt dann? Kohleschicht auf der Platine direkt in der Fertigung abgeglichen?

Liebe Grüße, Thorsten

Thorsten Oesterlein schrieb:

Die LM26xx arbeiten aber mit einer höheren Schaltfrequenz und erfordern daher mehr Sorgfalt beim Layout.

Gruß Henning

henning paul home: http://home.arcor.de/henning.paul PM: henningpaul@gmx.de , ICQ: 111044613

Am Sat, 15 Sep 2007 10:05:35 +0200 schrieb Henning Paul:

Hallo Henning!

Danke für den Hinweis. Worauf sollte ich besonders achten? Vernünftige Masseflächen, dicke Leiterbahnen und kurze Wege habe ich bedacht.

Is ja immer wieder Spannend sich in etwas Neues einzuarbeiten. In meiner Lehrzeit haben wir Spannungswandler 24V - 12V zum Betreiben von Funkgeräten in LKWs noch mit einem fetten Linearregler auf einem fetten Kühlkörper gebaut. Das war mehr mechanische als elektronische Arbeit. Tagelang haben wir die Kühlkörper von der Stange abgesägt und die Löcher für die Transistoren im TO-3 Gehäuse gebohrt.

Liebe Grüße, Thorsten

Irgendwo zwischen "gar nicht" und "erheblich".

Das hängt natürlich sowohl von der genauen Ausführung des Schaltwandlers wie von der Empfindlichkeit der Umgebung ab. Wenn du Analogtechnik mit kritischem S/N in der Nähe hast, must du halt mehr Aufwand treiben als bei Brot-und-Butter-Digitalkram.

Man sollte halt nicht die popligste Billigspule mit mehr Streufeld als Nutzen einsetzen, man sollte die Appnotes der Hersteller von Wandlerchips aufmerksam lesen usw.. Kenntnis der Kirchhoffschen Gesetze ist hilfreich...

Ach so, und ich dachte schon es wär was Empfindliches. Das ist nun wirklich kein Problem. Wenn der Wandler so mies ist, dass er eine Sellerie-Schnittstelle stört, fällt wahrscheinlich lange vorher dein Prozessor auf die Nase.

Ein anderes Thema ist EMV - da reicht es nicht, wenn die Schaltung sich nicht selbst stört, da muss so ein Wandler trotzdem ordenlich designed sein. Gruß Michael

Thorsten Oesterlein schrieb:

Geeignete Drossel und Elkos.

Gruß Dieter

Am Sat, 15 Sep 2007 13:43:21 +0200 schrieb Dieter Wiedmann:

Hallo Dieter!

OK, danke. Da machts einem National leicht, auf der HP kann man Uein_min, Uein_max, Uaus, Imax und die Temperatur eingeben und bekommt die gesamte Stückliste inkl. Herstellerbezeichnungen ausgespuckt.

Liebe Grüße, Thorsten

Am Sat, 15 Sep 2007 11:56:18 +0200 schrieb Michael Linnemann:

Hallo Michael!

Dachte ich es mir doch ;-)

Analog ist das nix auf meiner Schaltung. Aber ich will halt auch vermeiden daß mir der Mirkoprofessor abschmiert weill er die Einstreuung nicht aushält. Wobei, beim jetzigen Design hats eh noch rund 2cm vom Schaltregler zu den anderen Bauteilen. Ausserdem sitzt der Regler am Bottom-Layer und alles andere Top.

Ich denke das sollte funktionieren.

Ich hab gleich die von National vorgeschlagenen Bauteile genommen. Ausser den Keramikkondensatoren an der Eingangsseite. Da will National 3x 10µF/50V und die Biester sind nicht zu bekommen. Hab jetzt 6x 4,7µF / 50V.

Ich hoff das tut.

Stahlblechkasten rundrum. Noch ein 90-220V Schaltnetzteil und Filter auf der 230V Seite. EMV ist jetzt echt nicht so mein Thema, aber das sollte doch reichen?

Danke für die Hilfe.

Liebe Grüße, Thorsten

Den LM317 gibt es aber in diversen SMD Versionen. SO8, SOT-23 usw. Wenn die das nicht haben, waere es Zeit, den Disti zu wechseln. Koennen sie nicht Sachen von Newark besorgen? Ich habe so letztens ein Scope von Farnell England hier in die USA bekommen. War nicht mal ein US Stecker dabei, nur Schuko und Englisch.

Das hatte ich Ende der 80er schon gemacht, auf Hybrids. Vielleicht kommt das wieder, war eine schoene Zeit. Weil Active Laser Trim moeglich ist, kann man analog ganz anders entwickeln.

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com

Am Sat, 15 Sep 2007 08:37:22 -0700 schrieb Joerg:

Hi!

Welchen nehmen? Conrad hat Apothekerpreise. Reichelt hat aus Austria

150Euro Mindestbestellwert und akzeptiert keine Kreditkarten. Segor will auch Vorkasse. DigiKey will mir - zu einem zugegeben guten Preis - gleich 500 Kondensatoren verkaufen wenn ich nur 2 brauche.

Farnell bestelle ich im Nachbarort, zahle per Kreditkarte und habs morgen im Haus.

[ Farnell ]

Das sind dann vermutlich die Sachen die als "Ab Lager USA" auf der Website stehen. Und "Bei diesem Produkt wird eine Bearbeitungsgebühr von Euro 20,- für Versand/Zoll/... pro Auftrag eingehoben"

Klingeling. Damals, da gabs doch sowas wie Dickschichtschaltungen. Die Widerstände direkt am Keramikträger. Diese Technologie ist wohl - scheint mir - ziemlich ausgestorben, oder?

Liebe Grüße, Thorsten

Hallo Thorsten,

Bei uns habe ich $15 bezahlt, als Frachtpauschale fuer Sachen, die Newark von Farnell UK rueberholt. Fand ich wenig bei einem Scope in grossem Karton und es war inklusive Zollabfertigung. Dafuer war dann allerdings die Fracht vom Zoll bis hier kostenlos.

In Sachen Distis fuer den Prototypenbau war Europa schon immer eine Diaspora. Leider. Da haben wir es viel leichter.

Im Zivilbereich ist sie ziemlich tot, ausser in der Automobiltechnik. Ich habe einige davon entwickelt und in Produktion gebracht. Sehr schoene Technologie und ich hoffe, dass sie eines Tages auf Leiterplattenniveau wiederkommt. Da kann man im Analogbereich echt schicke Sachen entwickeln, die ohne Active Laser Trim wirtschaftlich nicht moeglich waeren.

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com

Die 8V, war das die maximal zulässige Kontrastspannung? Die einfachen Displays, die ich einsetze (z.B. 20 Zeichen á 4 Zeilen) kommen normalerweise mit < 5V klar. Außerdem erscheinen mir die 5mA recht hoch. Wenn 5V ausreicht, einfach an die 5V Versorgung des LCD-Displays anschließen. Wenn der Strom doch erheblich geringer ist, direkt aus den

24V abzapfen, eventuell Längsregler davor.

Für die 5V-Versorgung und die 3,3V Versorgung würde ich getrennte Schaltregler verwenden, die beide 24V Eingangsspannung haben. z.B. LM2575 Die 3,3V aus den 5V zu gewinnen, erscheint mir nicht sinnvoll, weil auf der 3,3V Seite vermutlich erheblich mehr Strom benötigt wird, wie auf der 5V Seite.

Dazu musst du einigermaßen genau wissen, was du bei 5V tatsächlich brauchst. Wenn es Allerdings weiß ich halt nicht welche Kartenleser und RFID Leser da in

Wenn man das jetzt noch nicht weiss, dann kann man dafür auch später einen neuen Regler auf der Platine für diese Komponenten vorsehen. Zukunftsplanungen ohne konkrete Vorgaben sind meistens sinnlos und oft schädlich.

Vieleicht geht ja auch weniger. Außerdem wäre interessant, welche Spannung die Hintergrundbeleuchtung benötigt. Wenn es >>Mein Problem, sind die dämlichen 8V für das Display und der große

Der X-Port zieht ständig ca. 200mA, auch wenn er nichts macht.

Gruß

Stefan DF9BI

Am Mon, 17 Sep 2007 08:42:03 +0200 schrieb Stefan Brröring:

Hallo Stefan!

Jo. Supply Voltage (LCD) Typ. 7.7 max 8.2 Volt

Bei der Stromaufnahme werd ich nicht ganz schlau. Da steht:

Supply Current (Logic & LCD) Typ.: 2.4, Max.: 3,6 mA Supply Current (LCD) Typ.: 1.5, Max.: 2.3 mA

Nimmt das Ding nun gesamt 3,6mA auf wovon 1,3mA auf die Logic entfallen, oder nimmt es 5,9mA auf?

Wobei, mittlerweile auch Wurst. Ich tausch das teure 20x4 von Batron um 102 Euro gegen ein 20x4 das nur 5V braucht und auch nur 59 Euro kostet.

Auf der 3,3V Seite stehen der XPort und eine microSD Karte. Die microSD-Karte kann man stromaufnahmetechnisch vermutlich vergessen.

Auf der 5V Seite stehen das Display mit Beleuchtung (540mA) , der Prozessor, 2x RS232, 1x RS485, 1xRFID-Leser (60mA), evt. ein Magnetkartenleser und je nach Bedarf Erweiterungen wie weitere RS232/485,

20mA Stromschnittstellen, PWM Ansteuerungen, I/O-Ports.

In Summe, über Daumen würd ich sagen Min. 5V/1A, 3.3V/300mA

Hab mich auch schon mit dem Gedanken gespielt die Platine etwas zu vergrößern um Platz für noch einen 3.3V Schaltregler zu schaffen. Einen

3.3V Längsregler würd ich halt so noch unterbringen und der Schaltregler hat mit 5A noch genug Reserven um auch die 3.3V daraus zu ziehen.

Wenn man die Displaybeleuchtung auch darüber macht sind es deutlich mehr als 100mA. Deshalb ist der 5V Schaltregler auch schon auf der Platine.

Schlimmstenfalls wird es so kommen. Die zusätzlichen Schnittstellen und evt ein 2. Display kann ich jetzt aber schon mal mitversorgen.

4.1V Typ.

Stimmt 540mA aus 24V geben eine nette Heizung für das Gerät. Eh nur

11,88W. OK, nur daran zu denken das direkt aus 24V zu machen war wohl ziemlicher Schwachsinn.

Huch. Im Datenblatt steht für die 48MHz 119mA. Mangels XPort kann ich es aber nicht messen.

Danke für deinen Input.

Liebe Grüße, Thorsten

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