Betrachte mal den Spannungsregler isoliert von allem anderen.
Zwischen Eingang und Ground ist welche Spannung?
Zwischen Ausgang und Ground ist welche Spannung?
Also ist Differenz zwischen Eingang und Ausgang ... . Multipliziert mit dem Ausgangsstrom ergibt sich die Verlustleistung.
Grüße Uwe
Das würde aber heißen, dass mit einem Spannungsregler der nur 1V (anstatt 5V) ausgiebt, die Verlustleistung noch viel höher wäre: (UB-1V)*Iout > (UB-5V)*Iout
Wie kann das sein, dass bei einer kleineren Spannungsänderung mehr Energie in Wärme umgesetzt wird?
Und wenn man in deine Formel die Grenzen einsetzt kommt auch etwas völlig absurdes raus:
Kein Spannungsverlust: (UB-0V)*Iout -> 100% der Energei wird in Wärme verbraten. Warum? Der Innenwiderstand von "ground" nach "input" müßte doch dann unendlich groß sein und von "ground" nach "output" Null. Wo soll denn dann da der Verlust herkommen?
Maximaler Spannungsverlust: (UB-UB)*Iout -> keine Verluste!
Also wenn am Ausgang keine Spannung mehr anliegt und somit 100% des Stroms direkt über GND fließen, ergibt sich kein Verlust.
Irgend was paßt nicht.
Nein, Du bist ziemlich auf dem Holzweg.
(UB-0V) ist nicht "kein Spannungsverlust" sondern 0V Ausgangsspannung am Spannungsstabilisator, was praktisch nicht möglich ist. Der Ersatzinnenwiderstand der Eingangsseite ist nicht unendlich groß da: 1) der Spannungsstabilisator Strom für sich selbst braucht und 2) Du einen Ausgangsstrom Iout hast.
(UB-UB) ist praktish auch nicht möglich da der Spannungsstabilisator je nach Modell und Ausgangsstrom bis zu 2V Spannugsunterschied zwischen Eingang und Ausgang braucht damit er richtig funktioniert.
Grüße Uwe
Natürlich ist mir klar, dass die beiden Grenzfälle praktisch nicht erreicht werden (nicht mal annähernd) - aber die Formel sollte trotzdem halbwegs sinnvolle Werte liefern. (Zumindest in der Elektrotechnik machen das Formeln meistens.)
Und das eine kleinere Spannungsdifferenz zu größeren Verlusten führt macht immer noch keinen Sinn.
Allerdings könnte ich trotzdem hier einen Denkfehler haben:
Ich dachte der Verbraucher wird zwischen UB und "output" geschaltet und der Spannungsregler hebt einfach das GND-Niveau um 5V an. Damit würde man eine UM 5V kleiner Spannungsdifferenz bekommen.
Aber das wäre eigentlich nicht so sinnvoll (zwei verschiedene GND-Level) und wenn man den Verbraucher zwischen "output" und GND schaltet, hab ich die Schaltung bzw. hier die Funktionsweise des Spannungsreglers immer noch nicht begriffen.
Wenn der eine konstante Spannung gegenüber "input" bereit stellt, sind das doch immer die 5V. Wie kommt ich dann bei z.B. UB=8V auf 3V am "output"?
Sorry, aber ich steh grade aufm Schlauch.
Die Formel beschreibt den Sachverhalt schon richtig. Du bist der, der die Schaltung total falsch interpretierst.
Grüße Uwe
Etwas (dringend nötiger) Schlaf und etwas Zeit....
Jetzt ist mir klar wie die Schaltung funktioniert. Was mir immer noch nicht klar ist, wie man auf die Formel für die Verlustleistung kommt.
Die Formel gilt doch für die normale Beschaltung des Spannungsreglers, dabei fließt der Hauptstrom von "input" nach "output". Aber in dem hier besprochenen Fall, fließt der größte Teil des Stroms ja von "ground" nach "output" - nimmt also einen anderen Weg.
Hier müßte also für den Verbraucher Pnutz = (UB-5V)*Iout zur Verfügung stehen und der Verlust im Spannungregler PVerlust = (5V)*Iout sein - eben genau umgekehrt wie bei der normalen Schaltung.
Psyco:
Die Formel gilt doch für die normale Beschaltung des Spannungsreglers, dabei fließt der Hauptstrom von "input" nach "output". Aber in dem hier besprochenen Fall, fließt der größte Teil des Stroms ja von "ground" nach "output" - nimmt also einen anderen Weg.
Wie kommst Du denn auf diese Idee?
Der Strom kommt vom Eingangspin und geht auf den Ausgangspin des L7905. Ground ist nur der Bezugspunkt des Spannungsstabilisators.
Zwischen Ground und Output stabilisiert der Spannungsstabilisator -5V. Diese von der Spannungsversorgung dazugezählt ergibt: UB + (-5V), eine um 5V geringere Spannung am Ausgang (Reihenschaltung von Spannungsquellen). Die Verlustleistung BLEIBT IMMER (Vin -Vout) * I
Grüße Uwe
... und bitte die Stromrichtung mit berücksichtigen, sonst gibt's negative Verluste ...
Ich hab jetzt die Schaltung aus Post #4 noch mal gezeichnet (nur ohne die Kondensatoren, die ja nur zur Eigenschwingungsdämpfung da sind und mal mit Verbraucher).
Wenn da jetzt der Strom nur von Input nach Output fließt, haben wir ein Perpetuummobile.
Wenn da jetzt der Strom nur von Input nach Output fließt, haben wir ein Perpetuummobile
Wie kommst du darauf, dass kein Strom Richtung UB fliessen würde?
Vom Verständnis her gebräuchlicher ist ein 7805:
Die gleiche Schaltung wäre dies:
Am Verbraucher liegen (7..11) - 5 Volt an
(Zum Bilder einfügen musst es nochmal editieren und die url mit dem "attach=" als Bildquelle verwenden)
michael_x:
Wie kommst du darauf, dass kein Strom Richtung UB fliessen würde?
Deshalb:
uwefed:
Wie kommst Du denn auf diese Idee?
Der Strom kommt vom Eingangspin und geht auf den Ausgangspin des L7905. Ground ist nur der Bezugspunkt des Spannungsstabilisators.
Die 7805-Schaltung hebt ja sozusagen das GND-Level für den Verbraucher um 5V an und reduziert damit die Spannung zu UB um 5V. Soweit so gut, ABER damit ergeben sich Probleme, wenn ich nur eine GND-Leitung habe, die für alle Komponenten gleich ist (der Verbraucher wird über einen Stecker angeschlossen, in dem ich kein/en weitere/n Pin/ Leitung mehr frei habe).
Deshalb ist die etwas "unübliche" Schaltung mit dem 7905 hier sinnvoller.
(Danke für den Tipp mit der Bildquelle:-)
Also nach meinem Verständniss fliest durch einen Widerstand Strom, wenn eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Anschlüssen vorhanden ist.
Wenn jetzt nicht der Sonderfall Vin = Vout am Spannungsregler eintritt, wird auch ein Strom durch den Widerstand fliessen...
hajos118:
Wenn jetzt nicht der Sonderfall Vin = Vout am Spannungsregler eintritt, wird auch ein Strom durch den Widerstand fliessen...
Ja, aber irgend woher muss die Spannungdifferenz ja kommen (bzw. die elektrische Energie).
Die Spannung fällt intern an einem Transistor ab. Vereinfacht:
Die 7805-Schaltung hebt ja sozusagen das GND-Level für den Verbraucher um 5V an und reduziert damit die Spannung zu UB um 5V.
Das ist Blödsinn
Serenifly:
Das ist Blödsinn
Bei der 7805 Schaltung liegen zwischen GND und Output 5V an - das ist genau wofür der Spannungsregler gedacht ist.
Damit ist die Spannung zwischen UB und Output = UB-5V (elektrische Spannung, oder besser elektrisches Potential ist eine relative Größe, keine Absolute).
Serenifly:
Die 7805-Schaltung hebt ja sozusagen das GND-Level für den Verbraucher um 5V an und reduziert damit die Spannung zu UB um 5V.
Das ist Blödsinn
Das ist nicht Blödsinn.
Das ist nicht sinnvoll mit einem positiven Spannungsregler weil die meisten Schaltungen Spannungen gegen Masse brauchen. Für den isolierten Verbraucher ist es aber so daß er 5V weniger bekommt.
Bei der anfangsschaltung mit dem negativen Spannungsregler ist die Bezugsspannung (Ground)die positive Versorgungsspannung. Von dieser zieht er 5V ab. (Reihenschaltung einer Spannungsquelle von UB und -5V) und weil seine Bezugsspannung UB ist bleibt das Massepotential unverändert. Eine externe Schaltung sieht eine um 5V geringere Versorgungsspannung.
Gleiches gilt wenn Du in die Versorgunggsspannung dioden in Durchlaßrichtung oder Z-Dioden in Sperrichtung schaltest.
Grüße Uwe
Psyco:
Also, ich möchte eine Spannung unabhängig von der Eingangsspannung oder Last um einen festen Wert reduzieren. Gibt es da ein einfaches integriertes Bauteil (ähnlich eines LM317)?
ich kann dir keine Garantie geben, aber gefühlt, dürfte eine modifizierte Schaltung mit einem SPX3819 zum Ziel führen:
Ich würde ein Versuch machen und R1 an Vin schalten, ggf ein zweites R1' an Vin schalten.
RIN67630:
Ich würde ein Versuch machen und R1 an Vin schalten, ggf ein zweites R1' an Vin schalten.
Keine Ahnung was dann passiert - hab dazu nix gefunden.
Psyco:
Ja, aber irgend woher muss die Spannungdifferenz ja kommen (bzw. die elektrische Energie).
Der ergibt sich aus der Differenz von EIn-und Ausgabngsspannung.
Das ist der Job eines Spannungsreglers: Der macht eine konstante Ausgangsspannung, auch wenn die EIngangsspannung höher (im Falle eines neg.Reglers niedriger) ist.
hajos118:
Der ergibt sich aus der Differenz von EIn-und Ausgabngsspannung.
Das ist der Job eines Spannungsreglers: Der macht eine konstante Ausgangsspannung, auch wenn die EIngangsspannung höher (im Falle eines neg.Reglers niedriger) ist.
Ja das ist schon klar, aber...
...und dann...
uwefed:
Wie kommst Du denn auf diese Idee?
Der Strom kommt vom Eingangspin und geht auf den Ausgangspin des L7905. Ground ist nur der Bezugspunkt des Spannungsstabilisators.
...würde ja heißen, dass kein/kaum Strom über den "ground"-Pin, also UB fließt und dann würde der Spannungsregler aus GND alleine elektrischen Strom generieren - was definitiv nicht stimmen kann. (Bitte GND und ground nicht verwechseln!)
Und wenn das nicht stimmt, dann liegt Uwefed möglicherweise hier mit der Formel für die Verlustleistung falsch - und darum gehts.
Die Formel PVerlust=(UB-5V)*Iout ist für die normale Schaltung des L7905 richtig (steht auch so im Datenblatt), aber bei der "umgedrehten" Schaltung (siehe Bild):
sagt Uwefed: "Gilt die gleiche Formel für den Verlust im Spannungsregler."
sage ich: "Müsste PVerlust=(5V)*Iout gelten."
(Und das ist wichtig, da wenn Uwefed recht hat, die Verluste in der Schaltung für meine Zwecke einfach zu hoch sind und wenn ich recht habe, ich endlich eine Lösung für mein Problem habe.)