Wie kann ich die DC-Eingangsspannung von einer gleichgerichteten AC-Quelle begrenzen, um sie für 7805 innerhalb der Grenzen zu halten?

Ich habe eine Wechselstromquelle, die bei Gleichrichtung mit einem 470-µF-Kondensator ohne Last 38 V Gleichstrom liefert. Ich habe einen 7805 ( TO-220 ), der laut Datenblatt einen maximalen Eingang von 35 VDC hat. Ich versuche, ein ESP8266- Modul mit Strom zu versorgen, das beim Anschluss an ein Tischnetzteil anzeigt, dass es weniger als 100 mA und möglicherweise 100 mA verbraucht, wenn es ein Relais mit Strom versorgt. Es kann Stromspitzen geben, die die Stromversorgungsmesser nicht schnell genug anzeigen können.

Wenn ich die 38 V direkt in den 7805 einspeise, erhalte ich 5 V Gleichstrom, aber wenn ich den 8266 mit Strom versorge, passiert etwas und der Ausgang fällt auf etwa 2,5 V. Ich denke, der Regler schaltet ab. Wenn ich einen Widerstand in Reihe mit der Eingangsspannung schalte (50 bis 120 Ohm, eigentlich kleine Glühbirnen), funktioniert das Modul ordnungsgemäß, bis ich das Relais aktiviere.

Wenn ich anstelle der Wechselstromquelle ein Tischnetzteil verwende, um Gleichstrom in die Brücke einzuspeisen, kann ich das Netzteil auf maximal 30 V hochkurbeln und das Modul funktioniert einwandfrei, die 5 V Gleichstrom sind stabil.

Muss ich nach einer anderen Möglichkeit suchen, 5 V Gleichstrom aus dieser Wechselstromquelle zu erzeugen, vielleicht eine Art Schaltnetzteilmodul, oder kann ich etwas anderes tun, als einen riesigen Wattwiderstand zu verwenden, um die Eingangsspannung unter Kontrolle zu bringen?

Was genau ist diese Wechselstromquelle?
Peggy, ich stimme der Empfehlung zu, dass Sie einen Transformator verwenden, um die Spannung zu senken. Es ist effizient und da Sie nur 5 V DC als Ausgang benötigen, ist es Unsinn, so viel Overhead-Spannung linear abzuleiten, und es lohnt sich, einen Transformator zu verwenden, um es in einen besseren Bereich Ihres Bedarfs zu bringen. Sie könnten Ihrer Kondensatorbank einfach einen Lastwiderstand hinzufügen. Es braucht nicht viel, um die Spitzenleerlaufspannung zu senken. Aber obwohl es einfach ist, denke ich wirklich, dass sich der Transformator viel besser auszahlen wird. Es unterbindet auch die Knospenrauschspitzen auf der Wechselstromversorgungsleitung. Viel Gutes für die Idee.
Müssen Sie ein 5-V-Relais verwenden und dafür die geregelten 5 V verwenden? Warum kein 12V oder 24V Relais?
Funktioniert esp8266 nicht mit 3,3 V?
@Tryingtogetsome OP hat wahrscheinlich ein Entwicklungsboard mit einem 5-V-Eingang für USB und einer 3,3-V-Regulierung auf dem Board.

Antworten (6)

Zunächst einmal benötigen diese alten LDOs etwas Last, um korrekt zu funktionieren, aber das ist hier nicht das Problem. Die AC-Versorgung auch nicht.

Das Hauptproblem ist, dass Sie einen 7805 einfach nicht verwenden können, um von 38 V auf 5 V zu wechseln. Er schmilzt durch den Boden, selbst wenn Sie TO220 mit einem massiven Kühlkörper verwenden und die Strombelastung auf einem Minimum halten. Die Spannungsspanne ist viel zu groß. Einfach nicht so alte Mistregler für diesen Zweck verwenden, sondern einen Schaltregler verwenden.

aber beim Einschalten des 8266 passiert etwas und der Ausgang fällt auf etwa 2,5 Volt. Ich denke, der Regler schaltet ab.

Ja, es geht in die thermische Abschaltung, kühlt ab, geht wieder hoch und von dort aus schwingt es hin und her.

Das Datenblatt sagt, hat eine maximale Eingangsspannung von 35 VDC

Das Allererste, was Sie in der Elektrotechnik lernen müssen, ist, dass, wenn ein Datenblatt absolute Höchstwerte angibt , es um Belastungswerte geht, denen das Teil für kurze Zeit standhalten kann. Dies sind keine normalen Betriebsbedingungen, nach denen Sie gestalten sollten.

Die empfohlenen Betriebsbedingungen, die unter den elektrischen Eigenschaften zu finden sind, sagen 25 V. Aber aus Erfahrung wissen wir, dass 25 V bis 5 V auch eine zu große Spanne sind, es wird sehr heiß. Damals, als die Leute solche Dinge noch mit beschissenen LDOs bauten, verketteten Sie mehrere davon und verringerten die Spannung schrittweise. Zum Beispiel ein LM317 bis 15 V, dann ein 7805. Und trotzdem brauchen Sie TO220 und Kühlkörper dafür.

Auch in Zeiten der Erderwärmung sollte es kriminell sein, solche Teile mit nicht vorhandener Effizienz einzubauen. Besonders in Reihe nach einem 230VAC -> x VDC-Transformator, der rund um die Uhr in den Steckdosen der Menschen sitzt und nur verbrennt. So eine enorme Energieverschwendung.
"Zunächst einmal brauchen diese alten LDOs ein bisschen Last, um richtig zu funktionieren ..." - Der 7805 ist kein LDO, weit davon entfernt ;)
@marcelm Ja, ich denke, wir sollten den Begriff Linearregler anstelle von LDO verwenden. Sie wurden irgendwann als Low-Drop-Out vermarktet.
Bei einer durchschnittlichen Stromaufnahme von "weniger als 100 mA" sollte ein 7805 mit einem großen Kühlkörper warm, aber handhabbar sein, es ist wie 4 Watt Abwärme ...
@rackandboneman Ich habe erst kürzlich eine 7805-Reglerplatine handgefertigt, um Fehler bei einem Schaltregler zu beheben und ein HF-Teil mit einer sauberen Versorgung zu versorgen. Die Stromaufnahme betrug etwa 50 mA und die Versorgung 24 VDC. Mit einem einzigen 7805 TO220 und Kühlkörper wurde es immer noch sehr heiß bis zu dem Punkt, an dem Sie sich verbrennen würden, wenn Sie den Kühlkörper berühren. Also habe ich die Schaltung mit einem LM317 in Reihe gemacht, um die Hälfte des Schlags zu nehmen, auch mit einem Kühlkörper. Jetzt kann die Platine 1A oder so liefern, ohne in eine thermische Abschaltung zu gehen, aber es wird trotzdem heiß. Das Datenblatt, das besagt, dass diese jeweils 1,5 A eigenständig liefern können, ist ein Witz.

Die einfachste Lösung ist die Verwendung eines Transformators mit einer viel niedrigeren AC-Ausgangsspannung. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie Hochfrequenz-Bypass-Regler darauf haben. Überprüfen Sie Ihren 7805 und sehen Sie, wie viele Watt er abführen kann, dies steht auf dem Datenblatt. Überprüfen Sie dabei die maximale Betriebstemperatur. Sie wird voraussichtlich im Bereich von etwa 62 Grad C pro Watt liegen. Ihre Projektleistung wird berechnet, indem der Spannungsabfall über dem 7805 mal dem verbrauchten Strom multipliziert wird. Sie werden feststellen, dass Sie mit Ihrer aktuellen Wechselstromquelle viel Wärme haben, wahrscheinlich mehr als genug, um sie in den Wärmeschutzmodus zu versetzen. Ich würde vorschlagen, dass Sie sich eine Standard-Wandwarze mit einer Nennleistung von etwa 12 V 2 A DC besorgen. Damit können Sie viele Dinge tun und es funktioniert gut mit Ihrem 7805.

Ein Schaltnetzteil ist wahrscheinlich eine gute Wahl und effizienter – aber eine Alternative wäre die Verwendung eines Transformators, um die Spannung des Wechselstroms vor der Gleichrichtung zu senken. Mit einem 4:1-Transformator würden Sie nach der Gleichrichtung 9 oder 10 Volt anstelle von 38 Volt erhalten, sodass Ihr Linearregler gut innerhalb seiner Spezifikationen liegen würde und nur ~ 50 % seiner Eingangsleistung in Wärme umwandeln würde, anstatt ~ 85 %.

Jemand sollte die Faustregel erwähnen, dass Linearregler an ihrem Eingang den gleichen Strom ziehen, den sie an ihrem Ausgang liefern*. Die Spannungsdifferenz zwischen Ein- und Ausgang multipliziert mit diesem Strom ist die Wärmemenge, die abgeführt werden muss. In Peggys Fall haben wir also 100 mA mal (38-5) Volt gleich 3,3 Watt. Das ist deutlich mehr, als ein TO-220 ohne fremde Hilfe entlüften kann. -- *Eigentlich ein bisschen mehr, aber nicht genug, um sich allgemein darum zu kümmern.

Wenn die Eingangsspannung zu hoch ist, können Sie mit Transistor, Widerstand und Zener vorregeln. Dieses Schema verschwendet zwar Strom, ist aber robust gegenüber Eingangsstößen, wenn Sie Ihren Durchgangstransistor gut auswählen. Sie behalten weiterhin die Genauigkeit des vorhandenen 3-Terminal-Reglers bei.

Sie können einen Widerstandsteiler vor dem 7805-Eingang verwenden, um die Spannung zu reduzieren. Widerstände fallen nicht ab. Alternativ können Sie einen Widerstand in Reihe mit dem 7805-Eingang schalten, der seinen Eingang bei maximaler Last über der Dropout-Spannung hält, und einen zweiten Widerstand parallel zu dieser seriellen Kombination, um den Ausgang bei minimaler Last über 5 Volt zu halten. Tür Nummer 2 hält die Gesamtverlustleistung gleich wie überhaupt keine Widerstände und minimiert die Verlustleistung des 7805.

Beachten Sie zuerst die Toleranzen Ihres Stromnetzes. ZB könnte es 110 V + -20 % sein. Das bedeutet, dass Ihre Schaltung in der Lage sein sollte, die Ausgangsspannung dieses Transformators sicher zu bewältigen, selbst wenn am Eingang 132 V anliegen!

Dann ... können Sie entweder Vorwiderstände, parallele (Bleeder-) Widerstände, weitere Spannungsregler, einen schaltenden Vorregler, ein anderes Filterdesign (z. B. CLC), zusätzliche Reihendioden im Gleichrichter, eine kleine zusätzliche Sekundärwicklung am verwenden Transformator (in Reihe und in umgekehrter Polarität mit der Hauptsekundärseite) und viele andere Methoden, um die Spannung etwas zu senken.

Wie kann ich die DC-Eingangsspannung von einer gleichgerichteten AC-Quelle begrenzen, um sie für 7805 innerhalb der Grenzen zu halten?
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