Verwendung von zwei Spannungsreglern (780x) in Reihe, um Kühlkörper zu vermeiden

(aktualisiert aufgrund einer Anmerkung von ChrisStratton).

Ich frage mich, ob es eine gute Idee ist, zwei Regler in Reihe zu verwenden.

Was ich will: Verwendung von 2 12-V-Nema17-Motoren (mit jeweils 12 V, 1,7 A). Verwendung eines Mikrocontroller-Boards (STM32F103C8T6 in den meisten Fällen, 5 V Eingangsspannung). Ich bin mir jedoch nicht sicher, was ich hinzufügen soll (außer DMX möglicherweise auch ein nRF24L01 + 2,4-GHz-Transceiver), mehrere LEDs (je 5 mA). Also nehme ich an, ich brauche max. 200mA.

Dann wäre meine Verlustleistung, wenn ich einen einzelnen 7805 verwenden würde (12 V - 5 V) * 0,2 A = 1,4 W

Ich habe gehört, dass über 0,8 oder 0,9 W ein Kühlkörper empfohlen wird. Was ist jedoch, wenn ich zwei Regler in Reihe verwende:

  • 7809: Verlustleistung: (12 V - 9 V) * 0,2 A = 0,6 W
  • 7805: Verlustleistung ( 9 V - 5 V) * 0,2 A = 0,8 W

Würde das funktionieren? Und wenn ja, sollte ich sie mit etwas Abstand platzieren, um sich nicht gegenseitig zu erhitzen?

Es besteht auch die Möglichkeit, einen Bock einzusetzen
Wie sind die LEDs angeordnet? Können Sie ein Bündel in Reihe schalten, damit Sie die Gruppen an die 12-V-Schiene anschließen können, anstatt die Spannung abzusenken?
Ich zweite PlasmaHH. Wenn Sie bei einem linearen Spannungsregler auf diese Art von Problem stoßen, bedeutet dies normalerweise, dass der lineare Regler das falsche Werkzeug für den Job ist. Verwenden Sie stattdessen einen Abwärtsregler.
Manchmal können Sie anstelle des 2. Reglers einen Vorwiderstand oder einen Shunt-Widerstand verwenden, je nach dem von der Last gezogenen Min./Max.-Strom.
Einmal habe ich diese Art von Problem gelöst, indem ich einfach einige Dioden anstelle des ersten Reglers verwendet habe. Man muss sich natürlich um die Spannungsschwankungen mit Temperatur, Spezifikationen der Diodenfabrik usw. kümmern
@PlasmaHH Ich versuche, einen Abwärtswandler zu vermeiden, hauptsächlich weil meine Elektronikkenntnisse nicht so hoch sind, auch weil sie ziemlich viel Platz beanspruchen.
@loudnoises Die LEDs sind Benachrichtigungs-LEDs, daher kann ich sie nicht in Reihe schalten, aber nichts hindert mich daran, die Spannung von 12 V zu erhalten (und einen Widerstand mit höherem Wert zu verwenden).
@glen_geek Danke, ich habe von Shunt-Widerständen gehört, bin mir aber nicht sicher, was sie tun, also muss ich das überprüfen.
@andre Ich muss prüfen, ob dies eine Möglichkeit ist. Ich habe die Lösung für eine kleine Absenkung der Spannung. Allerdings sind 12 bis 5 V etwas viel, es sei denn, ich verwende viele Dioden.
Ja, ich mache das die ganze Zeit, um von kräftigen Transformatoren auf 3,3 V zu kommen, und es funktioniert gut.
Sie könnten erwägen, eines davon zu verwenden . Gleiche Pinbelegung und fast der gleiche Footprint eines linearen 7805, aber ein DC-DC-Wandler.
Nicht über neue Dinge lernen zu wollen, ist ein schlechter Grund, Dinge nicht zu benutzen. Es sind Module in der Größe eines to220 verfügbar, wenn Sie keine diskreten Produkte wünschen.
Der STM32 nimmt keinen 5-V-Eingang an, daher stimmt etwas mit Ihrer Fragestellung nicht. Machen Sie den Fehler, ein Mikrocontroller- Board mit einem Mikrocontroller zu verschmelzen? Beachten Sie auch, dass der Betrieb von 12-V-Steppern mit nur 12 Volt enttäuschend ist - Sie möchten normalerweise das Mehrfache der ohmschen Spulenspannung in einen Chopper-Treiber (realistischerweise möchten Sie Motoren mit niedrigerer Impedanz).
@brhans Ich sehe keinen Mehrwert, oder sind die effizienter?
@dandavis Ich denke, Sie haben in meiner vorherigen Frage auch die Bemerkung zu Dioden gemacht (danke dafür). Dachte, es wäre keine gute Idee für 12 V bis 5 V
@PlasmaHH Es ist nicht so, dass ich nicht lernen möchte (um ehrlich zu sein, seit ich in diesem Forum bin und mit Elektronik angefangen habe, mache ich nichts anderes). Aber ich habe gelesen, dass Abwärtswandler besser von Neulingen vermieden werden sollten.
@ChrisStratton Ich meine in der Tat ein Mikrocontroller-Board (in den meisten Fällen STM32F103C8T6 blaue Pille). Bei Ihrer nächsten Bemerkung bin ich etwas unsicher? Du meinst ich brauche mehr als 12V? Ich müsste auch prüfen, was die ohmsche Spulenspannung bedeutet, was ein Chopper-Treiber ist und was Sie mit Motoren mit niedrigerer Impedanz meinen. Ein Nema17 ist kein guter Motor?
Völliger Unsinn. Sie gehören zu den einfacheren dynamischen Schaltungen und Sie werden ihnen so oft begegnen, dass es sehr nützlich ist, sie kennenzulernen. Und sie sind ein so großes Thema, dass Sie ständig Details erfahren werden. Eine perfekte Gelegenheit zum Lernen
@PlasmaHH danke für diesen Kommentar ... froh, dass du das sagst, sonst habe ich sie wahrscheinlich länger vermieden.
Ja - das sind schaltende DC-DC-Wandler - einige von ihnen haben einen Wirkungsgrad von über 90% (im Vergleich zu dem Wirkungsgrad von etwa 40%, den Sie erhalten, wenn Sie 12 V auf 5 V mit einem linearen Regler absenken). Sie werden sicherlich keinen Kühlkörper benötigen (und ich glaube nicht, dass einer von ihnen überhaupt die Möglichkeit hat, einen hinzuzufügen).
@brhans danke ... muss wirklich zwischen allen Möglichkeiten prüfen. Vielleicht eine blöde Frage, aber sind das Abwärtswandler?
Um eine 12-V-Versorgung mit Schrittmotoren zu verwenden, benötigen Sie normalerweise Motoren im 4-V-Bereich. Der Chopping-Antrieb trifft sie mit hoher Spannung, um die Induktivität zu überwinden, und hackt dann zurück, wenn der Nennstrom erreicht ist. Die Ausnahme wären Dinge, die sich nur langsam bewegen müssen, zum Beispiel erhalten 3D-Drucker X und Y Niederspannungsmotoren, die von 12 V zerhackt werden, aber Z kann eine 12-V-Spule verwenden (normalerweise immer noch durch einen Zerhacker laufen, aber einer, der nicht wirklich zerhackt viel).
@ChrisStratton Was ich eigentlich (irgendwann) machen möchte, ist ein bewegliches Licht, das wie eine 4x4x4-Zoll-Box ist, weniger als ein Kilo, die in X- und Y-Richtung ziemlich schnell bewegt werden kann. Ich habe auf YouTube Beispiele gesehen, wo Nema 17 sind verwendet, die 12 V zu sein scheinen.
Sie können auch einen 7808 oder einen einstellbaren LDO verwenden, um die Wärme proportional zu verteilen. Sie möchten einen Kühlkörper mit etwas mehr als einem halben Watt, weniger verbrennen Sie. Die Ausgabe mehrerer linearer Regler ist, wenn die Richtlinien der Datenblattkappen befolgt werden, seidenweich.
@dandavis Das hatte ich beim 7809 und 7805 vor, ich nehme an beim 7808 wird es ähnlich sein. Ich muss überprüfen, was ein einstellbarer LDO ist. Bei allen anderen Bemerkungen weiß ich bereits, dass ich viel mehr über Netzteile lernen muss, aber es scheint auch, dass 12 V für das, was ich brauche, nicht ausreicht. Aber es geht ums Prinzip/mehr lernen.
wie der altehrwürdige lm317 oder der etwas bessere 1117-ADJ (Multi-Package, 1,2V Dropout)
@dandavis Ich glaube nicht, dass ich eine LDO-Version brauche, aber gut, den Unterschied zu kennen.

Antworten (1)

Eine bessere Lösung besteht darin, einen Widerstand in Reihe mit dem 7805 zu schalten. Die Verlustleistung wird zwischen dem Regler und dem Widerstand geteilt. Dadurch wird die Spitzenverlustleistung im Regler reduziert.

Der 7805 hat eine minimale Eingangsspannung von 7V. Wenn Sie 200 mA von einer 12-V-Quelle benötigen, können Sie einen Widerstand von ...

(12V - 5V) / 200mA = 25 Ohm.

Die Spitzenverlustleistung im Regler tritt auf, wenn die Spannung am Widerstand in der Mitte zwischen 12 V und 5 V liegt (was 8,5 V entspricht). Der Strom im Widerstand beträgt zu diesem Zeitpunkt (12 V - 8,5 V) / 25 Ohm = 140 mA.

Die Verlustleistung im Regler beträgt 140 mA * (8,5 V - 5 V) = 0,49 W.

Die Spitzenverlustleistung im Widerstand tritt bei maximaler Belastung (200 mA) auf.

Die Spitzenwiderstandsleistung beträgt 0,2 A * 0,2 A * 25 Ohm = 1 W.

Danke, das ist auch eine gute Idee. Ich habe jedoch keine 1-W-Widerstände (aber ich kann zwei 0,5-W-Widerstände in Reihe verwenden. Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob ich diese Werte habe. Außerdem denke ich, dass ich die Last reduzieren kann, indem ich die LEDs direkt mit 12 V versorge.
Ich habe ein bisschen berechnet (dank Ihrer Gleichungen) und kann drei 0,5-W-10R-Widerstände in Reihe verwenden.
@MichelKeijzers Entwerfen Sie dies mit Sorgfalt. Wenn Ihre +12-V-Versorgung ungeregelt ist oder Wechselstromwelligkeit aufweist, müssen Sie die Mindestspannung verwenden (die unter +12 V liegen kann).
@glen_geek Ich beabsichtige, einen 12-V-Adapter aus einem Geschäft zu verwenden, nicht um ihn selbst herzustellen. Laut Chris brauche ich vielleicht sogar mehr als 12 V (aber für die Mikroprozessorplatine muss ich wahrscheinlich sichere Werte nehmen).
Verwendung von zwei Spannungsreglern (780x) in Reihe, um Kühlkörper zu vermeiden
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