Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche sparsamen DC-DC Wandler


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von Joni (jonquil)


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Hallo,

jetzt habe ich mir einen kleinen DC-DC Wandler schicken lassen, nämlich 
den hier:

https://www.reichelt.de/de/de/dc-dc-wandler-0-5-w-5-v-sil-4-0-5s4e-0505s1u-p242886.html

Der soll 5V --> 5V wandeln, benötigt werden ca. 5mA. Der Wandler soll 
Pins zum Durchstecken haben.

Grundsätzlich funktioniert dieser Wandler auch. Nur hat er einen 
Eigenverbrauch von ca. 20mA. Das ist mir viel zu hoch, steht auch in 
keinem Verhältnis zum Verbraucher.

Gibt es da auch sparsamere? In den Datenblättern geht der Wirkungsgrad 
im Leerlauf auf 0%, das ist klar. Aber den Strom im Leerlauf finde ich 
nicht.

Vielleicht weiß hier jemand, wie ich einen besseren Wandler finde.

Danke und Grüße
Joni

von Michael B. (laberkopp)


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Joni schrieb:
> Gibt es da auch sparsamere?

Als billiges Fertigmodul ? Nicht wesentlich, 20mA ist schon gut.

Wenn du die galvanische Trennung brauchst, bleiben eigentlich nur 
ungeregelte Wandler, denn wenn man sekundär regeln will braucht der 
TL431 mit LED schon für sich 5mA.

Der hier braucht 7mA

https://www.mouser.de/datasheet/2/468/RxxC05TExxS-2581254.pdf

von Edwin (jemand3rd)


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Hallo,

Na ja...

Schau mal bei dem bekannten Markenhersteller wie RECOM, LEM, TDK,.. 
nach.
Die werden mit hoher Wahrscheinlichkeit in ihren Datenblättern 
entsprechende Angaben (evtl. sogar Diagramme und Kennlinien) machen.

Aber:
Die Auswahl erschlägt einen schnell (Zielpublikum sind halt Profikunden) 
und vor allem die Preise...
Da werden dir die 2,80 Euro für einen isolierten 0,5W Wandler noch 
richtig, billig und als Kleinkram vorkommen.
Auch geht hoher Wirkungsgrad meist bei gleicher Leistung mit einer 
größeren Bauform zusammen.

Also ja:
Dort wirst du mit viel suchen und Datenblätter studieren, einen 
entsprechenden Wandler finden - aber der Preis wird dir wahrscheinlich 
nicht gefallen...

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Joni schrieb:
> Vielleicht weiß hier jemand, wie ich einen besseren Wandler finde.

Indem du zunächst mal nach den Wandlern mit dem kleinstmöglichen 
Ausgangsstrom suchst, diese dann miteinander vergleichst.
Aber der Leerlaufbedarf wird auch gern mal verschwiegen.

Alternativ kannst du nach Micropower-Schaltregler-ICs suchen. Viele 
Anbieter von fertigen DC/DC-Wandlern nennen den verwendeten Typ in ihren 
Angeboten.

von Falk B. (falk)


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Joni schrieb:
> Grundsätzlich funktioniert dieser Wandler auch. Nur hat er einen
> Eigenverbrauch von ca. 20mA. Das ist mir viel zu hoch, steht auch in
> keinem Verhältnis zum Verbraucher.

Mag sein, aber wo liegt das Problem? Wird deine Schaltung aus Batterien 
betrieben? Ok, dann muss man was machen. Bei Netzbetrieb ist es 
vollkommen egal. Brauchst du die galvanische Trennung WIRKLICH?

: Bearbeitet durch User
von Sam W. (sam_w)


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Der angegebene Wandler ist für 10 - 100 % Stromlast spezifiziert.
D.h. 5 mA sind etwas darunter, das könnte (muss aber nicht) einen 
Einfluss haben, dass der "qausi Leerlauf"-Verbrauch vergleichsweise hoch 
ist.

Der hier wäre z.B. einen Blick wert:
https://www.mouser.de/ProductDetail/Wurth-Elektronik/1769205132

No-load Input current: 8 mA
Effizienz bei Iout = 5 mA ca. 85 % (aus Diagramm Fig. 5)
=> also 6 - 8 mA Eingangsstrom in deiner Anwendung

von Peter M. (r2d3)


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Sam W. schrieb:
> https://www.mouser.de/ProductDetail/Wurth-Elektronik/1769205132

Der Link funktioniert nicht.

> No-load Input current: 8 mA
> Effizienz bei Iout = 5 mA ca. 85 % (aus Diagramm Fig. 5)
> => also 6 - 8 mA Eingangsstrom in deiner Anwendung

Sollte nicht der Eingangsstrom beginnend mit dem Leerlaufstrom je nach 
Last immer ansteigen?
So wie Du es formulierst, könnte der Eingangsstrom bei 5 mA Last auch 
bei 6 mA liegen.

: Bearbeitet durch User
von Sam W. (sam_w)


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Peter M. schrieb:
> Sollte nicht der Eingangsstrom beginnend mit dem Leerlaufstrom je nach
> Last immer ansteigen?

Das muss nicht unbedingt so sein, weil für Iout > 0 die Effizienz stark 
ansteigt.
Deshalb kann der Leerlaufstrom (= geringer Verbrauch von der internen 
Schaltung auf der Primärseite ist natürlich ggfs. vorhanden) minimal 
höher sein als die Aufnahme bei leichter Belastung.

Die 6 mA folgen aus den 85 % Effizienz. Deshalb die Annahme, dass es 
sich zwischen 6 und 8 mA eingangsseitigem Srom bewegen dürfte.

von Holger L. (symetron)


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Bei so kleines Strömen und außerhalb der Spezifikation würde ich noch 
ein Auge auf den Ripple haben. Die Regel-IC haben da manchmal so ihre 
Anwandlungen. Und plötzlich macht der Wandler Musik.

von Mark S. (voltwide)


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Joni schrieb:
> Grundsätzlich funktioniert dieser Wandler auch. Nur hat er einen
> Eigenverbrauch von ca. 20mA. Das ist mir viel zu hoch, steht auch in
> keinem Verhältnis zum Verbraucher.

Für so kleine Ströme werden Schaltwandler kaum gebaut - wozu auch?
Und wenn Du dann doch einen gefunden hast mit bestem Wirkungsgrad bei 
kleinstem Stromverbrauch - wird er fiepen. Weil er das nur im 
pulsierenden Eco-Modus schafft.

von Alfred B. (alfred_b979)


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Ein AUS-0505-0.1W plus R für 1-3mA Grundlast sollte Dir diese
(trotz "unregulated" hoffentlich ausr. eng tolerierten) galv.
getr. 5VDC bei nur 5mA Max. Last verschaffen können.

https://www.digikey.de/de/products/detail/diwell-electronics/AUS-0505-0-1W/16571935

von Rainer W. (rawi)


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Joni schrieb:
> Gibt es da auch sparsamere?

Hast du dir Landungspumpen angeguckt?
Jeder MAX232 kommt locker unter die 20mA.
Brauchst du die galvanische Trennung?
Was ist dein eigentliches Problem?

: Bearbeitet durch User
von Joni (jonquil)


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Hallo,

das ist jetzt sehr viel Information. Vielen Dank dafür! Ich habe mir 
nochmal einige Datenblätter angesehen, meist sind keine Angaben zum 
Leerlaufstrom enthalten.

Ich werde eure Antworten noch im einzelnen durchgehen und weiter suchen. 
Evtl. reicht wirklich ein Baustein ohne Regelung. Auf die galvanische 
Trennung kann ich nicht verzichten. Die 5mA sind auch der Spitzenstrom. 
Meist schläft die Schaltung und braucht nur um die 10uA.

Bei den saftigen Preisen für diese Bausteine will ich mir vorab 
einigermaßen sicher sein, dass das Ding dann auch so funktioniert, wie 
ich mir das vorstelle. Die Suche geht weiter...

Viele Grüße
Joni

von Gerald B. (gerald_b)


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...und wenn der Wandler sparsam ist, kommt dann als Nächstes der 
Einwand, das er pfeift (weil er lückt)
Hatten wir letztes erst in einem Tröt.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Aus Gruenden der Sparsamkeit gibt es daher im Automotivbereich die 
Kombination aus Linear- und Schaltregler fuer Step-Down.

Wenn in Ruhe die Spannung auf 4,5V abfallen duerfte, waere diskret 
selbstgebaut ein sparsamerer Wandler moeglich. Unter 1mA in Ruhe.

Es gibt noch eine Schaltung mit Durchflusswandlerphase in Ruhe.

von Joni (jonquil)


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Es ist halt nur ein kleines Hobby-Projekt. Da will ich jetzt keinen 
Wandler aufbauen sondern auf etwas fertiges zurück greifen.

Wenn es aber nicht anders geht, muss ich vielleicht doch diesen Weg 
gehen und ein zweites Projekt beginnen, damit ich das erste abschließen 
kann.

von Bauform B. (bauformb)


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Wenn es ungeregelt sein darf: der Trafotreiber MAX253 braucht typisch(!) 
0.5mA, max. 5mA, was immer das bedeutet... Aber es gibt fertige passende 
Trafos:

https://www.digikey.de/de/products/filter/spezielle-transformatoren/165?s=N4IgTCBcDaIOwA4wFYDMIC6BfIA

von Falk B. (falk)


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Joni schrieb:
> Es ist halt nur ein kleines Hobby-Projekt. Da will ich jetzt keinen
> Wandler aufbauen sondern auf etwas fertiges zurück greifen.

Sinnvoll. Und wo liegt dann das Problem mit den 5mA Ruhestrom? Das ist 
nur bei Batteriebetrieb ein Problem.

von Cyblord -. (cyblord)


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Joni schrieb:
> Es ist halt nur ein kleines Hobby-Projekt. Da will ich jetzt keinen
> Wandler aufbauen sondern auf etwas fertiges zurück greifen.
>
> Wenn es aber nicht anders geht, muss ich vielleicht doch diesen Weg
> gehen und ein zweites Projekt beginnen, damit ich das erste abschließen
> kann.

Für welches Hobbyprojekt braucht man unbedingt galvanisch abgekoppelte 
5V und hat dabei aber max. 5mA.

Kannst du deine konkrete Aufgabe mal erläutern?

von Joni (jonquil)


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Ich möchte jetzt nicht über Sinn und Unsinn meines Projekts diskutieren.
Nachdem ich viele Datenblätte verglichen habe, scheint mir der hier noch 
die beste Wahl:

https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/D400/075S4A_3RP_DS_EN.pdf

Dieser Wandler hat ohne Last eine Stromaufnahme zwischen 5-10mA. Also 
weniger als die Hälfte des jetzigen (20mA). Damit kann ich dann leben.

Danke für alle Tips, wieder was gelernt!

Ein schönes Wochenende wünscht euch
Joni

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Joni schrieb:
> das ist jetzt sehr viel Information. Vielen Dank dafür! Ich habe mir
> nochmal einige Datenblätter angesehen, meist sind keine Angaben zum
> Leerlaufstrom enthalten.

Bei den erst besten beiden Datenblättern, die ich geschaut habe, gibt es 
jeweils einen "NO LOAD CURRENT":
- https://www.xppower.com/portals/0/pdfs/SF_IES02.pdf
- https://www.ti.com/lit/ds/symlink/dcp020505.pdf?ts=1715949557923

Such hier mal mit deinen genaueren Anforderungen und schau dir die 
Datenblätter an:
- 
https://www.mouser.de/c/power/dc-dc-converters/?number%20of%20outputs=1%20Output&output%20power=250%20mW~~2%20W&output%20voltage-channel%201=5%20V%7C~5%20VDC&rp=power%2Fdc-dc-converters%7C~Output%20Power

von Lord Magnet (lord_magnet)


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Joni schrieb:
> Der soll 5V --> 5V wandeln

Verstehe ich nicht, warum sollte man so etwas tun? Reichen die 5V nicht?

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Angehängte Dateien:

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Zumindest haben andere das schon mal gelöst:

https://www.ti.com/tool/TIDA-00349
TI Designs
Uniquely Efficient Isolated DC/DC Converter for Ultra-Low
Power and Low-Power Applications

von Falk B. (falk)


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von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Wenn die Schaltung tatsächlich meist nur 10 µA zieht und nur 
gelegentlich Stromspitzen mit 5 mA auftreten, könnte eventuell auch der 
Einsatz einer Lithium-Primärzelle in Frage kommen. Dann gäbe es zwar 
keine 5 V, sondern nur 3,x V, aber vielleicht wäre das 
schaltungstechnisch umsetzbar. Da müsste man einfach mal den 
Ladungsbedarf über eine Nutzungsdauer von z.B. 10 Jahren durchrechnen 
oder mit Hilfe eines fetten, gut formierten Elkos nachmessen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Joni schrieb:
> benötigt werden ca. 5mA.

Da wäre es notwendig zu wissen:

a) Wie lange werden die 5mA am Stück maximal gezogen?
b) Was ist die kurzeste Zeitdauer bis der nächste 5mA Block kommt?
c) Wie weit darf die Spannung während der 5mA-Blöcke absinken?

Wobei aber der TO mit dem wohl bereits zufrieden zu sein scheint:

Joni schrieb:
> Dieser Wandler hat ohne Last eine Stromaufnahme zwischen 5-10mA. Also
> weniger als die Hälfte des jetzigen (20mA). Damit kann ich dann leben.

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