Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregler 5 V auf 3,3 V bei < 1 mA


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von Andreas S. (mcnuser)


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Einen wunderschönen guten Tag allerseits!
Ich möchte dieses Board https://www.dfrobot.com/product-2507.html 
(Spannung 3,3 V, typischer Stromverbrauch 500 µA) aus einer 5 V 
Spannungsquelle (an Bord eines ferngesteuerten Flugmodells von der 
Servo-Stromversorgung abgezapft) mit Energie versorgen.
Welcher Spannungsregler ist dafür geeignet?
Was gilt es bei der Auswahl der wahrscheinlich erforderlichen 
Kondensatoren an Ein- und Ausgang zu beachten?
Ein geringer Eigenverbrauch des Spannungsreglers wäre nett und der Preis 
spielt eine untergeordnete Rolle.
Vielen Dank im Voraus!

: Verschoben durch Moderator
von H. H. (Gast)


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Und wie versorgst du den nötigen Controller?

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Ich würde den Sensor zusammen mit der 3,3V Versorgung des 
Mikrocontrollers versorgen.

Ansonsten fällt mir der MCP1702 ein.

von Hans (piaggio)


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Ein LP2950 hat geringen Eigenverbrauch.
Richtwert: je ein 2,2µF Elko an Ein- und Ausgang.
Siehe Datenblatt.

von Herbert K. (avr-herbi)


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@Andreas S.
Was mag das wohl auf dem obigen BMM150 Board sein?  Steht übrigens im 
Schaltplan :-) wenn man die Doku dazu anschaut.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Herbert K. schrieb:
> Was mag das wohl auf dem obigen BMM150 Board sein?

Ach je, ein ME6206A33.

von Andreas S. (mcnuser)


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> Ach je, ein ME6206A33.
Ist das schlecht?

von Andreas S. (mcnuser)


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Steve van de Grens schrieb:
> Ich würde den Sensor zusammen mit der 3,3V Versorgung des
> Mikrocontrollers versorgen.

Der Mikrocontroller sitzt auf einem Flugregler 
(https://www.speedybee.com/speedybee-f405-wing-app-fixed-wing-flight-controller/) 
und dessen Spannungsversorgung anzuzapfen übersteigt meine 
Lötfähigkeiten bei Weitem.

von Jens G. (jensig)


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Herbert K. schrieb:
> Was mag das wohl auf dem obigen BMM150 Board sein?  Steht übrigens im
> Schaltplan :-) wenn man die Doku dazu anschaut.

Ja, ist interessant, daß obiger Link trotzdem darauf besteht, daß das 
Ding nur mit 3,3V betrieben werden soll ...

von Andreas S. (mcnuser)


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H. H. schrieb:
> Und wie versorgst du den nötigen Controller?

Den Flugregler 
(https://www.speedybee.com/speedybee-f405-wing-app-fixed-wing-flight-controller/), 
auf dem der Controller sitzt, versorge ich mit zwei in Reihe 
geschalteten LiPo-Zellen. Also ca. 8,4 V bis ca. 6 V.

von Rainer W. (rawi)


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Herbert K. schrieb:
> Steht übrigens im Schaltplan :-) wenn man die Doku dazu anschaut.

Tztztz, wer wird denn gleich in die Doku gucken ... 🤨

von H. H. (Gast)


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Andreas S. schrieb:
>> Ach je, ein ME6206A33.
> Ist das schlecht?

Lies halt.

von Andreas S. (mcnuser)


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Jens G. schrieb:
> Ja, ist interessant, daß obiger Link trotzdem darauf besteht, daß das
> Ding nur mit 3,3V betrieben werden soll ...

Es gibt noch ein Wiki 
(https://wiki.dfrobot.com/SKU_SEN0419_Fermion_BMM150_Triple_Axis_Magnetometer_Sensor_Breakout), 
da steht VCC = 3.3 V bzw. 3V3 gleich fünfmal (5x) drin.
Da denkt der Laie (ich bin "von Haus aus" Maschinenbauingenieur) es muss 
wohl was dran sein ...

von Andreas S. (mcnuser)


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H. H. schrieb:
>>> Ach je, ein ME6206A33.
>> Ist das schlecht?
> Lies halt.
Danke für das Datenblatt, aber auf was soll ich beim Lesen achten?
Ich komme (wie geschrieben) aus einem anderen Fachbereich und weiß nicht 
was Du meinst.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Danke für das Datenblatt, aber auf was soll ich beim Lesen achten?

Da ist bereits der von dir gesuchte Spannungsregler drauf, ein 
zusätzlicher nur nötig wenn du aus mehr als 6V versorgen willst.

von Andreas S. (mcnuser)


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H. H. schrieb:
> Da ist bereits der von dir gesuchte Spannungsregler drauf, ein
> zusätzlicher nur nötig wenn du aus mehr als 6V versorgen willst.

Also sind die VCC = 3.3V bzw. 3V3 Forderungen aus den Links alle falsch?

von Rainer W. (rawi)


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Andreas S. schrieb:
> , versorge ich mit zwei in Reihe geschalteten LiPo-Zellen. Also ca. 8,4
> V bis ca. 6 V.

Das dürfte dem BMM150-Modul deutlich zu viel sein.

: Bearbeitet durch User
von Andreas S. (mcnuser)


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Rainer W. schrieb:
>> , versorge ich mit zwei in Reihe geschalteten LiPo-Zellen. Also ca. 8,4
>> V bis ca. 6 V.
> Das dürfte dem BMM150-Modul deutlich zu viel sein.
Deshalb zapfe ich dafür die 5 V Versorgung der Servos an, siehe 
Start-Beitrag.

von Rainer W. (rawi)


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Andreas S. schrieb:
> Deshalb zapfe ich dafür die 5 V Versorgung der Servos an, siehe
> Start-Beitrag.

Dann brauchst du keinen Spannungsregler.

von H. H. (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Da ist bereits der von dir gesuchte Spannungsregler drauf, ein
>> zusätzlicher nur nötig wenn du aus mehr als 6V versorgen willst.
>
> Also sind die VCC = 3.3V bzw. 3V3 Forderungen aus den Links alle falsch?

Offensichtlich. Allerdings muss der Controller zu den 3,3V passen.

Beitrag #7617015 wurde vom Autor gelöscht.
von Rainer W. (rawi)


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Andreas S. schrieb:
> Also sind die VCC = 3.3V bzw. 3V3 Forderungen aus den Links alle falsch?

Wenn der dort zu dem Modul verlinkte Schaltplan zu dem Modul passt - ja.

von Andreas S. (mcnuser)


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Hans schrieb:
> Ein LP2950 hat geringen Eigenverbrauch.
> Richtwert: je ein 2,2µF Elko an Ein- und Ausgang.
> Siehe Datenblatt.

Super, vielen Dank!

Da der LP2950 ab 1 µA Ausgangsstrom spezifiziert ist, wäre er nach 
meinem Verständnis eine bessere Wahl für den BMM150 mit seinem Verbrauch 
von 170 bis 500 µA als der auf dem Breakout-Board verbaute ME6206A33, 
der erst ab 1 mA (= 1000 µA) spezifiziert ist.

von Harry L. (mysth)


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Bei <1mA reicht auch Widerstand und Zenerdiode.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Ich hab den TPS7A0533PDBVR in batteriebetriebenen Sensoren verbaut. Der 
kommt auch nur mit 1µA aus und ist mit ~40ct recht bezahlbar.

von H. H. (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Da der LP2950 ab 1 µA Ausgangsstrom spezifiziert ist, wäre er nach
> meinem Verständnis eine bessere Wahl für den BMM150 mit seinem Verbrauch
> von 170 bis 500 µA als der auf dem Breakout-Board verbaute ME6206A33,
> der erst ab 1 mA (= 1000 µA) spezifiziert ist.

Der ME6206 spielt unterhalb von 1mA nicht verrückt. Es kann halt sein, 
dass dann 3,32V raus kommen, statt 3,30V. Das stört aber nicht im 
geringsten.

von Rainer W. (rawi)


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Andreas S. schrieb:
> Da der LP2950 ab 1 µA Ausgangsstrom spezifiziert ist, wäre er nach
> meinem Verständnis eine bessere Wahl für den BMM150 mit seinem Verbrauch
> von 170 bis 500 µA als der auf dem Breakout-Board verbaute ME6206A33,
> der erst ab 1 mA (= 1000 µA) spezifiziert ist.

Auch ohne Last liefert der ME6206 seine Spannung. Wo siehst du da eine 
Spezifikation für 1mA?
Du meinst doch nicht den Restfehler beim Lastsprung, oder?

von Manfred P. (pruckelfred)


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H. H. schrieb:
>> Danke für das Datenblatt, aber auf was soll ich beim Lesen achten?
> Da ist bereits der von dir gesuchte Spannungsregler drauf, ein
> zusätzlicher nur nötig wenn du aus mehr als 6V versorgen willst.

Ein externer Regler müsste dann aber min. 3,5 Volt liefern, weil ja der 
3V3-LDO auf dem Bord zusätzlich in der Leitung sitzt.

Es ist schon ungewöhnlich nett, dass es überhaupt ein 
Schaltplanähnliches Gebilde gibt!

von Andreas S. (mcnuser)


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> Auch ohne Last liefert der ME6206 seine Spannung. Wo siehst du da eine
> Spezifikation für 1mA?
Ich habe gelesen wie befohlen ;-)
Und sah z.B. die "Load Regulation" spezifiziert für I_out zwischen 1 mA 
und 100 mA (siehe Screenshot).
Und für weniger als 1 mA fand ich im Datenblatt keine Spezifikation 
derselben.

von Rainer W. (rawi)


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Manfred P. schrieb:
> Ein externer Regler müsste dann aber min. 3,5 Volt liefern, weil ja der
> 3V3-LDO auf dem Bord zusätzlich in der Leitung sitzt.

Notfalls findet sich vielleicht irgendwo ein dünnes Stück Draht, dass 
bei 1mA nicht gleich verglüht, um den On-Board Regler zu überbrücken.

Abgesehen davon:
Der BMM150 arbeitet in einem Spannungsbereich von 1.62V bis 3.6V

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Andreas S. schrieb:
> Und für weniger als 1 mA fand ich im Datenblatt keine Spezifikation
> derselben.

Und was interessiert die dich, wenn du da 500µA raus holst?
Ob das nun 5mV mehr oder weniger sind, ist doch völlig egal. Du willst 
die Spannung doch nicht als Referenz für einen ADC nutzen, während 
gleichzeitig eine stark schwankende Last an dem Regler hängt.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Und für weniger als 1 mA fand ich im Datenblatt keine Spezifikation
> derselben.

Gibts auch keine, aber er funktioniert immer noch bestens.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Hans schrieb:
> Ein LP2950 hat geringen Eigenverbrauch.

Das war mal so, MCP1702 oder HT7xxx unterbieten den um Faktor 10. Der 
2950 könnte robuster sein, der wird auch als Automotive-Grade 
angeboten.

Andreas S. schrieb:
> Ich habe gelesen wie befohlen ;-)

... und nicht verstanden, dass ich keinen Regler brauche:

H. H. schrieb:
> Da ist bereits der von dir gesuchte Spannungsregler drauf, ein
> zusätzlicher nur nötig wenn du aus mehr als 6V versorgen willst.

Lege Deine 5Volt an das Board und sei glücklich.

Falls das von H.H. nicht klar genug rüber kam: Die Datenleitungen vom µC 
dürfen 3,3 Volt nicht übersteigen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Andreas S. schrieb:
> Ein geringer Eigenverbrauch des Spannungsreglers wäre nett
Aber wäre er auch nötig? Wie lange fliegt das Fluggerät und wieviel 
Strom verbraucht es dabei? Um wieviel verkürtzt sich die Flugzeit, wenn 
der Spannungsregler statt 2µA zum Eigenbedarf z.B. 250x mehr braucht?

von Hans (piaggio)


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Manfred P. schrieb:
> ...LP2950 Eigenverbrauch.....Das war mal so, MCP1702 oder HT7xxx
> unterbieten den um Faktor 10. Der 2950 könnte robuster sein, .....

Ein wichtiger Unterschied könnte in dem "Power Supply Ripple Rejection 
Ratio" liegen. (Da ist der LP2950 ganz gut. CMOS-Regler oft schlechter.)
Im Modellbau werden kleine Akkus gewählt und moderne Servos ziehen hohe 
gepulste Stöme. Das betreiben eines Sensors in diesem Umfeld ist da für 
genaue Messwerte oft problematisch.

von Andreas S. (mcnuser)


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>> Ein LP2950 hat geringen Eigenverbrauch.
> Das war mal so, MCP1702 oder HT7xxx unterbieten den um Faktor 10.
Super, danke für den Hinweis, der MCP1702 ist ab 100 µA spezifiziert und 
quasi perfekt! Unter HT7xxx habe ich allerdings weder bei Google noch 
hier im Forum einen Spannungsregler gefunden.

>> Da ist bereits der von dir gesuchte Spannungsregler drauf, ...
Nochmal danke, doch, hatte ich gleich als Du es das erste Mal 
geschrieben hast, gelesen und verstanden.

Überhaupt nicht verstanden habe ich, wieso auf 
https://www.dfrobot.com/product-2507.html und 
https://wiki.dfrobot.com/SKU_SEN0419_Fermion_BMM150_Triple_Axis_Magnetometer_Sensor_Breakout 
falsche Informationen zu VCC stehen.

> Lege Deine 5Volt an das Board ...
Mache ich. Ich muss Dir aber nicht sagen, dass es Bereiche (z.B. 
Automotive) gibt, wo es absolut nicht akzeptabel ist, ein Bauteil, das 
erst ab 1 mA aufwärts spezifiziert ist, bei 0,5 mA und darunter zu 
betreiben.
> ... und sei glücklich.
Noch glücklicher wäre ich, wenn auf dem Board an Stelle des ME6206A33 
ein LP2950 oder MCP1702 verbaut wäre. Einfach weil dann alles ganz 
richtig wäre. Bin halt Perfektionist.

> Falls das von H.H. nicht klar genug rüber kam: Die Datenleitungen vom µC
> dürfen 3,3 Volt nicht übersteigen.
Jetzt hast Du mich doch noch abgehängt. Welcher µC, welche Datenleitung?
Der auf dem Flugregler verbaute STM32F405 weist eine ziemlich wilde 
Mischung an tolerablen Eingangsspannungen auf, siehe 
"https://electronics.stackexchange.com/questions/492275/stm32f4-i-o-max-voltage-input";.
Und der BMM150 verträgt an seinen Eingängen 1,2 V bis 3,6 V.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Unter HT7xxx habe ich allerdings weder bei Google noch
> hier im Forum einen Spannungsregler gefunden.

HT7133

von Andreas S. (mcnuser)


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>> Ein geringer Eigenverbrauch des Spannungsreglers wäre nett
> Aber wäre er auch nötig? Wie lange fliegt das Fluggerät und wieviel
> Strom verbraucht es dabei? Um wieviel verkürtzt sich die Flugzeit, wenn
> der Spannungsregler statt 2µA zum Eigenbedarf z.B. 250x mehr braucht?

Nein, nötig ist er in dem von Dir genannten Bereich nicht.
Ich wollte nur verhindern, dass jemand "Spannungsteiler" vorschlägt.
Das Gerät fliegt mit 2,2 Ah ca. 1 h lang. Wenn ich richtig rechne, 
entsprechen die zusätzlichen 0,5 mA ca. 0,8 Sekunden weniger Flugzeit.

von Manfred P. (pruckelfred)


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H. H. schrieb:
>> Unter HT7xxx habe ich allerdings weder bei Google noch
>> hier im Forum einen Spannungsregler gefunden.
> HT7133

oder
HT7333
HT7533
HT7833

Andreas S. schrieb:
>> Falls das von H.H. nicht klar genug rüber kam: Die Datenleitungen vom µC
>> dürfen 3,3 Volt nicht übersteigen.
> Jetzt hast Du mich doch noch abgehängt. Welcher µC, welche Datenleitung?
> Der auf dem Flugregler verbaute STM32F405

... muß in Deinem Aufbau mit 3,3 Volt laufen, nur dann ist die 
Verbindung zum BMM-Modul stabil. Wenn da eine Differenz von 200mV ist, 
macht das nichts. Kläre einfach, auf welchem Weg der STM32 versorgt 
wird, ich vermute mal, dass der einen 3V3-Regler hat und das passt.

von Andreas S. (mcnuser)


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Sebastian R. schrieb:
> Ich hab den TPS7A0533PDBVR in batteriebetriebenen Sensoren verbaut. Der
> kommt auch nur mit 1µA aus und ist mit ~40ct recht bezahlbar.
Vielen Dank für den Hinweis!
Allerdings traue ich dem vorgeschalteten Spannungsregler nicht so ganz 
und ein Servo kann vermutlich kurzzeitig als Generator arbeiten.
Daher ist mir für die Anwengung beim TPS7A0533PDBVR der 
Eingangsspannungsbereich (max. 5,5 V) zu knapp bemessen.

von Rainer W. (rawi)


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Andreas S. schrieb:
> der MCP1702 ist ab 100 µA spezifiziert und quasi perfekt!

Ein Festspannungsregler hat, bis auf wenige Ausnahmen, seinen Feed-Back 
Spannungsteiler als Last. Da brauchst du dir um deine 100µA gar keine 
Gedanken zu machen.
Oder hast du irgendetwas davon gelesen, dass der eine zusätzliche 
Mindestlast benötigt?
Bei den Kondensatoren solltest du eher genau gucken, was der Regler 
braucht. Sonst kann so ein LDO instabil werden.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Andreas S. schrieb:
> Was gilt es bei der Auswahl der wahrscheinlich erforderlichen
> Kondensatoren an Ein- und Ausgang zu beachten?
> Ein geringer Eigenverbrauch des Spannungsreglers wäre nett und der Preis
> spielt eine untergeordnete Rolle.

Der TX6206-3.3 ist die Chinesische Version des XC6206P332.

Suche nach "XC6206P332", die halten bis zu 8V aus 300mA, liefern 3,3V 
und haben einen Eigenverbrauch von 7µA. Das Original verbraucht nur 1µA.
https://de.aliexpress.com/item/1005006126996173.html

Es gibt auch 100er Packs kosten nur ~1€, aber da kommen dann 3€ Versand 
hinzu.

Die notwendigen Kondensatoren sind abhängig davon wie hoch die Last ist. 
Bei dir (0,5mA) werden 100nF an Ein- und Ausgang ausreichen.

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