Schaltregler

Zur Versorgung von Schaltungen mit höherer Stromaufnahme sind Längsregler wegen ihres begrenzten Wirkungsgrades nicht immer geeignet. Erfahrungsgemäß macht es ab 1 Watt Verlustleistung Sinn einen Schaltregler einzusetzten. Bei dem hier beschriebenen Exemplar handet es sich um einen Abwärtswandler oder Tiefsetzsteller (engl. buck regulator/converter). Dieser erzeugt am Ausgang eine niedrigere Spannung als am Eingang.

Mit der Verfügbarkeit von vorgefertigten Modulen (über ebay aus China) wird es immer interessanter auch im Hobbybereich Schaltregler einzusetzten. Im Folgenden wird ein Regler mit dem IC LM2596 und Spannungsanzeige untersucht. Der Preis liegt unter 4 € (inkl.Versand), da lohnt sich Selbstbau in der Regel nicht mehr. Vergleichbare Module ohne Spannungsanzeige sind für etwa 1,50 € (inkl. Versand) erhältlich. Tests damit sind auch noch geplant. Es sind allerdings keine Unterschiede zu erwarten.

Erste Tests sind dehr vielversprechend, der Wirkungsgrad ist gut und bis 2A Dauerstrom wird das Teil auch nicht zu heiss. Die Ausregelung von Lastschwankungen ist sehr gut und auch die Welligkeit der Ausgangsspannung ist für die meisten Anwendungen vollkommen ausreichend. Wird der Strom in Richtung 3 A erhöht, wird das IC deutlich warm und die Schutzvorkehrungen regeln die Ausgangsspannung schliesslich herunter. Auch ein Kurzschluß kann dem Teil nichts anhaben.

Das Modul ist hier auf einem Steckbrett montiert
und erzeugt eine einstellbare Spannung

Praktische Erprobung

Die Folgenden Aufnahmen wurden mit ca. 12 V Eingangsspannung und unterschiedlichen Belastungen aufgenommen und zeigen die guten Eigenschaften des Moduls. Mit höherem Strom nimmt die Welligkeit der Spannung nur minimal zu. Die Taktfrequenz bleibt konstant.

minimale Last, ca. 60mA	Last 1 A	Last 2A

Der Wirkungsgrad liegt je nach Differenz der Ein- und Ausgangsspannung, sowie des Stroms zwischen 70% und 80%. In der folgenden Tabelle sind zur Orientierung einige Beispiele für 5V Ausgangsspannung angegeben. Die Ruhestromaufnahme liegt nahezu unabhängig von der Eingangsspannung bei ca. 16 mA.

Laststrom bei Uout=5,0V	Eingangsstrom bei Uin=10,0V	Eingangsstrom bei Uin=15,0V	Eingangsstrom bei Uin=20,0V
1,0A	0,663A 75%	0,435A 77%	0,320A 78%
2,0A	1,421A 70%	0,896A 74%	0,654A 76%