Linearregler NCP117 Messdaten

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bezugnehmend auf meine Behauptung in diesem Thread

http://forum.arduino.cc/index.php?topic=414307.msg2859864#msg2859864

Da ging es drum, das ich den Regler falsch erkannt habe. Es ist ein Linearregler und wohl leider auch ein Quell der Sorge.

Ich sagte ja das ich eine Messreihe aufnehmen will. Hier nun das Ergebniss.

Messaufbau:
Spannungsquelle Einstellbar, 2A
Widerstände 3 x 10Ohm
Strom und Spannungsmessung
Wärmebildcam FLIR T200
Temperaturmessung nach 10sec

rechnerisch sollte bei
10Ohm und 5V 500mA fliesen
20Ohm und 5V 250mA fliesen
30Ohm und 5V 166mA fliesen

Ergebniss bei 8V Speisespannung

4,35V - 40 mA - 33°
4,19V - 174 mA - 52°
4,11V - 238 mA - 59°
3,91V - 410 mA - 106°
3,91V(nach 5 min) - 410 mA - 122°

Ergebniss bei 6V Speisespannung

4,10V - 36 mA - 36°
3,37V - 134 mA - 39°
2,95V - 168 mA - 40°
2,40V - 234 mA - 44°
2,40V(nach 5 min) - 234 mA - 45°

Fazit
Dieser Spannungsregler dürfte lustige Effekte verursachen, wenn er durch last auf unter 4V rutscht. Die Ausgänge können sicher keine 4V bringen, wenn nur 3.5V ankommen. Der Controller arbeitet weiter, aber nicht alle Geräte kommen damit klar, wenn aus erwarteten 5V weniger als 4V werden.

Weis nicht, ob dieser Effekt so bekannt ist. Habe nun einen seperaten Spannungsregler in meiner Powerbox für den Arduino und versorge alles über diesen. Den Spannungseingang nutze ich dann nur noch um den Controller zu betreiben ohne weitere Last.

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Da ich nicht genau weis, ob die Bilder über die Jahre nicht gelöscht werden, versuche ich auch noch direkt als Attachment hier hochzuladen.

Beginn.jpg

6V-1.jpg

6V-2.jpg

6V-3.jpg

6V-4.jpg

6V-5.jpg

8V-1.jpg

8V-2.jpg

8V-3.jpg

8V-4.jpg

8V-5.jpg

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Ich nehme mal an Du hast den 5V Typ des Reglers.
Aus den Wärmekamerabildern geht hervor, daß Du den Regler auf eimen Arduino (nehme mal einen UNO) getestet hast.

Der NCP1117 schaltet bei 175°C Chiptemperatur ab/regelt die Verlustleistung zurück.
Der NCP1117 auf einem Arduino hat ca 1cm^2 Kühlfläche (Kupferfläche auf der Platine) zur Verfügung.

Bei 50C Umgebungstemperatur, Gehäuse DPAK, 10mmx10mm Kupferfläche und figure 22 von http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NCP1117-D.PDF ergibt sich daraus eine max Verlustleistung von 1,3W. Diese kann nicht erreicht werden da die Arduino-platine sicher nicht 70µm Kupfer hat sondern nur die Hälfte.

Die Messung bei 6V ist nicht zulässig da der Max Spannungsabfall zwischen Eingang und Ausgang (dropout) bis zu 1,2V sein kann. Du müßtest mit 6,3V Eingangsspannung messen.

Der Spannungsabfall am Ausgang beunruhigt mich und ist aus den Daten des Datenblatt nicht zu erklähren (ist zu groß). Die Spannung muß konstant bleiben bis die Verlustleistung den Regler so erhitzt hat daß dieser in Übertemperaturschutz geht.

Bei 40 mA Verbrauch (+ 20mA Arduino) muß der Regler 5V halten und nicht 4,35 bzw 4,1V liefern.

Gib uns mal den Schaltplan des Meßaufbaus oder ein gutes Foto.
Grüße Uwe

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Genau das war auch mein Gedanke. Bei 8V sollte es nicht auf 4,35V runter brechen. Und das bei nur 40mA, also nur der Controller selbst ohne Last.

Und ja, es ist natürlich ein UNO und der auf dem Board integrierte Spannungsregler.

Es ist halt immer so eine Sache mit den Datenblättern. So wie ich theoretisch 500mA ziehen müsste bei 10Ohm, also zusammen mit der grundlast auf 540mA kommen sollte. Aber es fliesen nur 410mA, was logisch ist, da 10Ohm bei 3,9V eben keine 500mA ziehen. Ich hätte also eine Konstantstromsenke nehmen müssen. Wenn aber die Spannung schon runter bricht, verbrauchen die Geräte unter Umständen weniger Strom und man kann mehr betreiben als rechnerisch möglich wäre. Oder es wird eben instabil weil keine 5V anliegen. Mit USB war das anders, mit einer USB-Stromquelle ist alles konstant geblieben.

Und ja, bei 6V arbeitet er unkorrekt. Das war gewollt, weil es den Effekt noch verstärkt. Der Regler ist völlig instabil. Er hätte allerdings auch nicht soweit einbrechen dürfen. Ein 78L05, 150mA Regler geht einfach auf 3,8V runter, hält die aber dann stabil bis ca 100mA wenn man ihn mit 6V betreibt. Diese Vergleichsmessung war mehr ein Versuch, was der Regler ausserhalb der spezifikation macht und ich wollte ihn ja auch nicht verheizen. Sonst wären auch 20V drin gewesen.

Allerdings ist es ein China Nachbau. Ob das eine Rolle spielt? Der Aufdruck auf dem Spannungsregler entspricht einem 1117. Aber drucken kann man ja alles. Wäre vieleicht mal schon, wenn jemand mit einem Orginal UNO das nachmessen könnte.

Jedenfalls wollte ich mit der Messreihe eigentlich etwas anderes ermitteln, nämlich wieviel Strom ich ziehen kann bis er ins Derating geht. Was ja bei 175° ziemlich viel Reserve ist. Nun aber sehe ich, das er spannungsmässig völlig daneben arbeitet. So jedenfalls würde ich damit keine Schaltung betreiben. Schon einige blinkende LEDs lassen die Spannung pulsieren. Wenn man nicht weis, das dieser Spannungsregler so unsauber arbeitet, ist er nunmal Quell des Leides.

Weis einer welches teil am oberen rand so warm wird. Man sieht ja deutlich den Wärmespot dort oben am Rand neben den Kondensatoren. 2polig, eventuell ein Schutzwiderstand? M7 ist aufgedruckt, sagt mir nun gerade garnichts.

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chefin:
Weis einer welches teil am oberen rand so warm wird. Man sieht ja deutlich den Wärmespot dort oben am Rand neben den Kondensatoren. 2polig, eventuell ein Schutzwiderstand? M7 ist aufgedruckt, sagt mir nun gerade garnichts.

Eine Schutzdiode gegen Verpolung bei Betrieb über den Power-Jack.

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Gestern stand ich am Abgrund, aber nun bin ich einen Schritt weiter gekommen.

Sieht wohl so aus, das der Regler hinüber ist. Mal schauen, das ich eine andere Platine beibekomme und eine weitere Messreihe aufnehme. Dann mit hoffentlich besserem Ergebniss.

Nun muss ich erstmal bestellen.