LDO heizt wie im Ofen

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Autor
LDO heizt wie im Ofen

    







BID = 878695

makowka

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Beiträge: 61
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Der LM317 braucht ganze 3V, um überhaupt zu funktionieren (zu regeln). Diese zusätzlichen 3V müssen nicht über einen gesonderten Eingang aufgegeben werden, sondern können direkt in den IN-Eingang gespeist werden. Der LM317 frißt diese 3V auf und gibt die eingestellte Spannung raus.

Dieser LDO: http://www.taitroncomponents.com/catalog/Datasheet/LD2940.pdf

braucht z.B. zusätzlich 1V.

BID = 878752

Offroad GTI

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Beiträge: 12694
Wohnort: Cottbus

 

  


Zitat :
Der LM317 frißt diese 3V auf
Naja, er benötigt sie halt schaltungsbedingt. Als Längsregler werkelt dort nämlich ein NPN Transistor, wobei dessen Emitter den Ausgang bildet. Damit der Transistor leitend wird, braucht er eine positive Basis-Emitter Spannung, welche sich zur Ausgangsspannung addiert und damit offensichlich nicht mehr zur Verfügung steht, da die Eingangsspannung begrenzt ist. Der interne OPV kann seine Ausgangsspannung auch nicht bis zur Höhe der Eingangsspannung hochfahren, auch diese Spannung fehlt somit.

Beim LDO hingegen sitzt ein PNP Transistor im Längszweig, mit dem Emitter an der Eingangsspannung. Die zur Ansteuerung benötigte BE-Spannung addiert sich somit nicht zur Ausgangsspannung. Dazu kommt noch, dass er mit einer negativen BE-Spannung arbeitet (also ein geringeres Potential an der Basis, als am Emitter). Er kann die Ausgangsspannung also viel näher an die Eingangsspannung heranfahren (Siehe den verlinkten LD2940).

Gleiches gilt natürlich auch für N bzw. P-Kanal FETs



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 10 Mär 2013 20:05 ]

BID = 878762

makowka

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Beiträge: 61
Wohnort: Szczecin

Verstehe ich zwar nicht ganz, aber da vertraue ich den mehr erfahrenen. Warum steht in der Spezifikation von dem LD2940:


Zitat :
Note2=VIN=VOUT(NOMINAL)+1V

BID = 878765

Offroad GTI

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Beiträge: 12694
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Warum steht in der Spezifikation von dem LD2940:
Weil es jemand da hin geschrieben hat

Das sind die Testbedingungen, unter welchen der Hersteller die Bauteile charakterisiert hat (daher steht im Tabellenkopf auch Conditions )
Ansonsten gibt es zu Vin=Vout(nominal)+1V wohl nicht viel zu sagen



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 878767

makowka

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Beiträge: 61
Wohnort: Szczecin

OK, jetzt verstehe ich das. Alles klar, danke!

BID = 878793

perl

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Zitat :
Diese zusätzlichen 3V müssen nicht über einen gesonderten Eingang aufgegeben werden, sondern können direkt in den IN-Eingang gespeist werden. Der LM317 frißt diese 3V auf
Märchen.
3V Spannungsunterschied braucht der LM317 nicht mal bei Vollast.
Bei 20mA sind es bei Zimmertemperatur etwa 1,5V, in der Hitze noch weniger.


BID = 878795

makowka

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Beiträge: 61
Wohnort: Szczecin

Aha, gut zu wissen, da der LM317 populär und überall erhältlich ist. Sicherheitshalber habe ich mir einen LM1117 besorgt.

BID = 878796

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Gescheiter als solche auf Kante genähte Schaltungen auzuprobieren ist es aber mit dem LM317 eine Konstantstromquelle aufzubauen.
Wie das geht, steht im Datenblatt.

Dann braucht man zwar tatsächlich mindestens knapp 3V mehr als die Flußspannung der LED, aber dafür können einem die Toleranzen der Flußspannung gleichgültig sein.
Man kann sogar mehrere LED hintereinanderschalten oder sie kurzschliessen, ohne daß sich deshalb am Strom etwas ändert.

Dafür braucht man nur außer dem LM317 und evtl. seinen der Angstkondensatoren nur einen einzigen Widerstand, dessen Wert man unabhängig von den LED genau ausrechnen kann:
R=1,25/I für 20mA also 62,5 Ohm.

Wie gesagt: solange die Eingangspannung nur hoch genug ist (bis zu 40V), ist es für den von dieser Schaltung gelieferten Strom gleichgültig, wie hoch die Ausgangsspannung ist; eine rote LED mit 1,6V bekommt dann ohne jegliche Schaltungsänderung genau so gut ihre 20mA wie eine UV-LED mit über 4V Flußspannung.
Man kann sogar beide hinteinanderschalten ohne daß dies den Strom ändert.

Der Vorwiderstand vor der LED kann dann selbstverständlich entfallen, da der Strom ja schon durch den Widerstand am LM317 eingestellt wird.
Der einzige Wermutstropfen bei der Geschichte ist, dass diese Schaltung einen gewissen MIndeststrom liefern muß. 5mA werden aufgrund der Daten garantiert, meist reichen aber schon 3,5mA damit die Schaltung ordnungsgemäß arbeitet.

Am besten nimmt man hier die preiswerte Version im TO-220 Gehäuse, denn bei großen Differenzen zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung kann im IC doch schon einige Wärme entstehen, die ggfs. abgeführt werden muß.

BID = 878806

hajos118

Schreibmaschine



Beiträge: 2453
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Zitat :
perl hat am 11 Mär 2013 02:36 geschrieben :

Gescheiter als solche auf Kante genähte Schaltungen auzuprobieren ist es aber mit dem LM317 eine Konstantstromquelle aufzubauen.
Wie das geht, steht im Datenblatt.

Dann braucht man zwar tatsächlich mindestens knapp 3V mehr als die Flußspannung der LED, aber dafür können einem die Toleranzen der Flußspannung gleichgültig sein.
Man kann sogar mehrere LED hintereinanderschalten oder sie kurzschliessen, ohne daß sich deshalb am Strom etwas ändert.

Dafür braucht man nur außer dem LM317 und evtl. seinen der Angstkondensatoren nur einen einzigen Widerstand, dessen Wert man unabhängig von den LED genau ausrechnen kann:
R=1,25/I für 20mA also 62,5 Ohm.

Am besten nimmt man hier die preiswerte Version im TO-220 Gehäuse, denn bei großen Differenzen zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung kann im IC doch schon einige Wärme entstehen, die ggfs. abgeführt werden muß.


Offtopic :

... und genau hier wird's interessant:
Kommt man z.B. auf die Idee, Hochleistungs LEDn zu verbauen (300 ... 700 mA) ergibt sich eine gewaltige Verlustleistung, die ein TO220 Gehäuse auch mit gutem Kühlkörper kaum noch abführen kann.

passt aber nicht vollständig zu diesem Fred, deshalb OT



_________________
Interpunktion und Orthographie dieses Beitrags sind frei erfunden.
Eine Übereinstimmung mit aktuellen oder ehemaligen Regeln wäre rein zufällig und ist nicht beabsichtigt.
Wer einen Fehler findet, darf ihn behalten!

BID = 878815

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Offtopic :

Zitat :
700 mA) ergibt sich eine gewaltige Verlustleistung, die ein TO220 Gehäuse auch mit gutem Kühlkörper kaum noch abführen kann.
Bei z.B. 12V und einer 3V LED ergäben sich da 6,3W und mit einem Kühlkörper geht das schon noch, aber es ist in der Tat unökonomisch den überwiegenden Teil der zugeführten Leistung zu verheizen. Deshalb macht man so etwas allenfalls zu Testzwecken.

Normalerweise verwendet man Schaltwandler, die nur einen geringen Leistungsverlust bewirken. Weil sie deshalb keinen Kühlkörper benötigen fallen sie auch kleiner aus als Linearregler.
Auch beim Einsatz von Schaltwandlern ist es aber zweckmäßiger, anstelle eines Spannungsreglers plus Vorwiderstand für die LED, eine Stromquellenschaltung zu verwenden. Für die genannten Ströme gibt es solche, fertig aufgebaut, für kleines Geld beim Chinesen.


Aber zurück zum Problem des TE:
Auch wenn er nur eine geringe Versorgungsspannung zur Verfügung hat, ist es richtiger anstelle des LDO eine Stromquellenschaltung zu verwenden. Der Einsatz eines LDO hilft dabei nur wenig, weil auch da ca. 1,5V Spannungsabfall entstünden.
Ob es fertige ICs gibt, die z.B. mit 20mV Spannungsabfall am Meßwiderstand auskommen, ist mir momentan nicht bekannt, aber man kann sich eine solche Schaltung mit einem Opamp ja auch leicht selbst basteln. Als Längstransistor empfiehlt sich ein MOSFET; damit kommt man auf noch geringere Werte des Spannungsabfalls als mit einem bipolaren LDO.

BID = 878823

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12694
Wohnort: Cottbus


Zitat :
aber man kann sich eine solche Schaltung mit einem Opamp ja auch leicht selbst basteln.
So eine Schaltung hatte ich doch schon vorgestellt...




_________________
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BID = 878835

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
So eine Schaltung hatte ich doch schon vorgestellt...
Sorry, das hatte ich nicht gesehen.
Wird daran liegen, daß man keine Bilder sieht, solange man nicht eingeloggt ist.

Deine Schaltung hat aber ein paar Schönheitsfehler:
1) Die 1N5818 ist keine Referenzspannungsquelle o.ä. Deshalb ist die von ihr gelieferte Spannung recht unbestimmt und temperaturabhängig.
Besser wäre da ein Shuntregler wie der TL431.
2) Besitzt du Aktien von Linear Technologie?
Ansonsten würde ich einen anderen Opamp bevorzugen, denn die LT-Dinger sind zwar gut, aber auch recht teuer.
3) Du misst den Strom in der Leitung zur Diode. Dadurch braucht deine Stromquelle mehr Anschlüsse als unbedingt nötig. Drei reichen auch, wenn man das ein bischen anders macht.
4) Wie ich schon schrieb: Anstelle des kleinen BC327 lieber einen MOSFET nehmen. Dadurch sind mit dem gleichen Schaltplan praktisch beliebig hohe Ströme und Verlustleistungen möglich. Wenn nicht mehr als 20mA gefordert sind, ist der BC327 allerdings ok.


BID = 878842

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12694
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Deshalb ist die von ihr gelieferte Spannung recht unbestimmt und temperaturabhängig.
Ja, das stimmt.


Zitat :
Besitzt du Aktien von Linear Technologie?
Ne, aber LTSpice


Zitat :
Drei reichen auch, wenn man das ein bischen anders macht.
Wie wärs damit:



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BID = 878954

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Gefällt mir besser, gibt mit dieser Dimensionierung aber 25mA.

BID = 878962

ElektroNicki

Inventar



Beiträge: 6429
Wohnort: Ugobangowangohousen


Offtopic :
An Mosfets fällt nicht notwendigerweise eine nennenswerte Spannung ab, dafür brauchen sie aber ne hohe Spannung um wirklich durchzuschalten
Ich hatte das letztens, als ich die Ausgangsspannung eines ernsthaften Spannungswandlers regeln und ihn dazu beim Erreichen der gewünschten Spannung ausschalten wollte.
Da ich Bauteile sparen wollte und der Regler für 3V spezifiziert war und auch bei einer Versorgungsspannung in dieser Höhe noch funktionieren sollte, habe ich mit einem Widerstand im 100k-Bereich das Gate eines P-Kanal-Mosfets nach GND gezogen, von diesem Potenzial wurde es über Avalanchedioden die an der Ausgangsspannung des Reglers hingen weggezogen, so dass die Gatespannung beim Erreichen dieser Spannung gegen 0V ging und der Mosfet sperrte.
Blöderweise klappte das nicht so recht, da die 3V nicht ausreichten um den Mosfet nennenswert leitend zu machen.

In dieser Schaltung hier würde die LED nicht kaputt gehen, aber ob die Regelung auch noch bei der geringsten zu erwartenden Spannung tut was sie soll oder doch einen geringeren Strom fließen lässt (=dunklere LED) wird der TE selbst ermitteln müssen ;)


_________________


[ Diese Nachricht wurde geändert von: ElektroNicki am 12 Mär 2013  4:07 ]


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