Geregelte +5V-Abfälle, wenn Relais eingeschaltet sind

Ein geregeltes Netzteil RAC02-055C/277 liefert 5 V an einen Arduino, der 2 Relais ansteuert . Das Netzteil ist für eine Leistung von 2 W ausgelegt.

Durch Anschließen eines Multimeters zwischen einer der Leitungen der Stromversorgung an den +5-V-Bus (der mit dem Arduino-5-V-Pin und den +5-V-Pins der Relais verbunden ist) und einem weiteren Multimeter über die +5-V- und GND-Schienen liest der Strom und 98.6 mAdie Spannung ist 4.969 V.

Wenn eines der Relais eingeschaltet wird, sind die Messwerte 209.4 mAund 4.911 V.

Wenn beide Relais eingeschaltet sind, sind die Messwerte 301.9 mAund 4.869 V.

Wie können wir verhindern, dass der Spannungsausgang von der Versorgung abfällt / sich ändert, wenn die Relais ein- und ausgeschaltet werden? Die +5-V-Schiene wird verwendet, um ein Eingangssignal vorzuspannen, sodass eine sich ständig ändernde +Vcc zu ungenauen Messwerten führt.

Wie misst du den Strom?
400 mA@IgnacioVazquez-Abrams Verwenden Sie das Multimeter, wobei die roten Kabel an die Buchse des Multimeters angeschlossen sind , und verwenden Sie den mAMessmodus in der DCEinstellung. Das Multimeter wird zwischen der +5-V-Ausgangsleitung des Netzteils und der +5-V-Schiene auf dem Steckbrett angeschlossen (die mit dem 5-V-Pin von Arduino verbunden ist).
Außerdem, was ist Ihre Eingangsspannung? Was ist das genaue Teil (Regler), das Sie verwenden? Es sind 2 mit 5-V-Ausgang verfügbar, der erste kann keine der beiden Lasten bewältigen und keiner kann Ihre gesamte Stromlast bewältigen. Wenn sich eine Last ihrem Maximum nähert, sinkt der Spannungspegel.
Aus genau diesem Grund ist es keine gute Idee, eine Spannungsschiene direkt als Referenzspannung zu verwenden.
Mein letzter Kommentar war ein bisschen daneben zum Umgang mit der Gesamtlast, ich habe Ihre Lasten addiert ... aber das Datenblatt gibt eine Ausgangsspannungstoleranz von + -5% an. 5 % von 5 V sind 0,25 V, was bedeutet, dass sie auf 4,75 V abfallen und für den normalen Betrieb immer noch innerhalb der Spezifikationen des Datenblatts liegen können.
@KurtE.Clothier Die Eingangsspannung beträgt 110 VAC. Ich verwende die +Vound -VoAusgänge des Netzteils. Ich verwende Fluke 179, daher beträgt die Bürdenspannung für den 400-mA-Eingang 2 mV/mA. Bedeutet das, wenn ich die 3-W-Version (RAC03-05SC/277) verwenden würde, wäre der Spannungsabfall geringer?
Es ist möglich, wenn man bedenkt, dass eine Ausgabe unter geringerer Last normalerweise stabiler ist. Aber wie ich bereits sagte, liegt die von Ihnen beschriebene Ausgabe innerhalb der im Datenblatt angegebenen Toleranz, also innerhalb der Spezifikation.

Antworten (3)

Laut Datenblatt liegt der Spannungsabfall innerhalb der Spezifikation:

"Lastspannungsregelung 10 % bis 100 % Volllast ±6 % max." Wenn die "volle" Last 400 mA für eine Version mit 2 W und 5 V Ausgang beträgt, erhalten Sie bis dahin bis zu 75 % Last. (4,869 V / 5,0 V) * 100 ergibt 97,38 % der Lastspannungsregelung, was immer noch im Rahmen des Zumutbaren liegt.

Ich schlage vor, Sie verwenden eine konstantere Referenz. Einige Leute verwenden eine Referenzdiode (Zener) oder vielleicht einen anderen kleinen Linearregler, der von 5 V bis 3,3 V reicht, aber sozusagen eher eine Referenz als eine "Stromversorgung" ist. Grundsätzlich benötigen Sie etwas, das als stabile Referenz fungiert und sich aufgrund so großer Laständerungen nicht ständig ändert, wenn eines oder beide Relais eingeschaltet werden.

Bearbeiten: Um einen Widerstand und eine Zenerdiode als Spannungsreferenz zu verwenden, lesen Sie diese Frage und ihre Antwort von Anindo, um zu erfahren, wie es geht, und berechnen Sie den erforderlichen Widerstand, damit es funktioniert. Verwendung einer Zenerdiode als Spannungsreferenz

Sie können einen Widerstand in Reihe mit einer Zenerdiode von Ihrem Reglerausgang auf Masse schalten und die Spannung über dem Zener als Referenz für Ihre Vorspannungsschaltung verwenden. Ein wirklich einfaches Beispiel ist hier gezeigt: circuitlab.com/circuit/7f3ndq/zener-diode-voltage-reference
Ich könnte mir vorstellen, dass Sie einen Zener-Shunt-Regler verwenden möchten, um den 5-V-Ausgang als Referenz auf 3,3 V zu senken, anstatt den Netzteilregler zu ersetzen ...
@KurtE.Clothier Ich habe versucht, einen LM317T-Regler auszugeben, um 2,0 V auszugeben, und seinen Eingangsstift mit der sich ändernden + 5-V-Schiene von der Stromversorgung verbunden. Ich habe jetzt keine Zenerdiode bei mir. Ich bemerke jedoch, dass es von 1,90 V ohne eingeschaltete Relais, 1,63 V mit einem eingeschalteten Relais auf 1,496 V mit beiden eingeschalteten Relais abfällt. Bedeutet dies, dass dieser Regler nicht geeignet ist?
Entschuldigung, der Abfall der Ausgabe des LM317T ist darauf zurückzuführen, dass die Stromversorgung versehentlich getrennt wurde und Arduino stattdessen über USB mit Strom versorgt wurde. LM317T gibt konstante 1,999 V bis 2,0 V aus, wenn die Relais ein- und ausgeschaltet werden. Wird diese 2,0 V als Referenzspannung verwenden.
LM317 kann schwierig zu bekommen sein ... Ich würde etwas mit einer konstanten Ausgabe vorschlagen.
@KurtE.Clothier Wird eine 2-V-Zenerdiode einfacher sein? Wie entscheiden Sie, wann Sie eine Zenerdiode und wann einen Regler wie LM317 verwenden.
Nun, der Regler ist teurer und größer. Ein 2-V-Zener kostet wahrscheinlich 0,20 USD und benötigt nur einen einfachen Widerstand als Stromquelle, um die Spannung über dem Zener aufrechtzuerhalten. Schauen Sie sich nach Beispielen um. The Art of Electronics von Horowitz und Hill (1980) auf Seite 331+ (Kapitel 6.14) diskutiert Zenerdioden als grundlegendste Spannungsreferenzen und ihre Temperaturbetrachtungen. Das Buch suggeriert, dass sie unterhalb der 6V-Marke sehr stabil gegenüber aktuellen Veränderungen sind. Ein einfacher Widerstand und eine Zenerreferenz sind definitiv eine gute Option für Ihren Fall @Nyxynyx
@Nyxynyx Auch der LM317 wird unter den gleichen Last- und Leitungsproblemen leiden! Wobei der Zener in den meisten Fällen bei wechselnder Last/Leitung stabil bleibt
@Nyxynyx Ein einfacher Referenzspannungsgenerator benötigt nur wenige hundert nA oder mA. Ein Zener ist dafür großartig. Ein Vollregler wie der lm317 ist eher eine Reglerstromquelle. Es kann beides, aber ein lm317 ist zu viel für das, was Sie brauchen.
Siehe Diskussion hier zum gleichen Thema und deren Verwendung als Spannungsreferenzen. Die Antwort auf die Frage von Anindo zeigt, wie der erforderliche Widerstand berechnet wird, um angemessene Ergebnisse zu erzielen. Dies basiert jedoch auf dem Datenblatt, also schauen Sie sich das an. electronic.stackexchange.com/questions/57977/… Ich habe meine ursprüngliche Antwort mit diesem Vorschlag bearbeitet
Sie können sich auch diese Anleitung ansehen, die ich erstellt habe ... es handelt sich um einen Zener-Shunt-Regler, aber das Prinzip ist ziemlich gleich. instructables.com/id/Zener-Diode-Shunt-Regulator

Die größten Dinge für die Lastregulierung sind Verteilungsverluste (Leitungs- oder Kupferverluste) und spezifizierte Lastregulierung. In diesem Fall fällt die Ausgabe um etwa 2 % über Ihren Testlastbereich hinaus. Dies liegt innerhalb der Spezifikation für das Teil (+/-6 % von 10 % bis 100 % Last). Für Leitungsverlustversorgungen sind häufig Fernabfrageleitungen enthalten, aber dieses Modell hat keine Fernabfrage. Es sieht so aus, als wäre das einzige, was Sie für einen DC-Abfall tun können, wenn Sie vorhaben, diese Versorgung weiterhin zu verwenden, eine erhöhte Kupferdicke oder eine kürzere Verteilung (und selbst dann klingt es so, als könnte es immer noch zu kurz kommen, wenn Sie nur die Spezifikation erfüllen).

Ihr Netzteil hat eine Ausgangsspannungsgenauigkeit von 5 % oder +- 0,25 V bei einer 5-V-Versorgung. Es verhält sich innerhalb seiner vorgegebenen Grenzen!

Für die Vorspannung sollten Sie ein separates Netzteil verwenden. Wenn das Relais nur für kurze Zeit eingeschaltet bleibt, ist es möglicherweise möglich, die Vorspannung mit Kondensatoren und einem Widerstand in der Ladeleitung zu entkoppeln.

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