Chinakracher: Günstige Schaltreglermodule mit einstellbarer Ausgangsspannung

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Bevor man alle für einen Schaltregler-IC erforderlichen Bauteile zusammengesucht hat, kann auch der Blick auf die Angebote von Internet-Shops für fertige einstellbare Step-up-, Step-Down- oder Buck-Boost-Konverter lohnen. Teilweise bekommt man vollständige Wandler-Module für einen Bruchteil des Preises, den man für alle Teile bezahlen müsste. Dafür muss man allerdings eine größere Lieferzeit in Kauf nehmen, da die Lieferungen meist aus Fernost kommen.

Odroid mit DSN2596 betreiben

Recht populär ist beispielsweise das Step-Down-Modul DSN2596 (für unter zwei Euro auf Amazon) mit einem LM2596, das ohne weitere Kühlung 2A liefert. Der Eingangsbereich liegt zwischen 4 und 35 Volt, ausgangsseitig kann man das Modul zwischen 1 und 30 Volt einstellen. Dabei muss die Eingangsspannung immer mindestens um ein Volt höher als die Ausgangsspannung sein. In der Praxis betreiben wir damit einen Mini-PC vom Typ Odroid XU4 als Robotersteuerung an einem Bleiakku, dessen 12-Volt-Spannung wir über den Trimmer auf dem Wandler auf fünf Volt Ausgangsspannung eingestellt haben. In der Regel genügen dem Odroid zwei Ampere, wenn man keine stromhungrigen Verbraucher an seine USB-Ports hängt. Prinzipiell liefert das Wandler-Modul auch kontinuierlich 3-Ampere-Ausgangstrom, allerdings empfehlen die Anbieter dann einen Kühlkörper für den LM2596.

LM2596-Alternativen

Mitunter stößt man auf Module, die mit dem LM2576 oder dem LM2575 bestückt sind. Der Unterschied bei den beiden besteht in der wesentlich niedrigeren Schaltfrequenz von 52 kHz (150 kHz beim 2596), womit größere Spulen und Kondensatoren für den Ausgangsfilter notwendig sind. Ab und zu liest man in Foren von falsch gelabelten LM2596, in denen eigentlich nur ein LM2576 steckt. Ob dem so ist, kann man mit einen Oszilloskop prüfen, indem man die Frequenz der Ripple-Spannung an Pin 2 misst. Wer mehr als 3-A-Ausgangsstrom benötigt, sollte sich Module mit dem IC XL4001 oder dem XL4005 anschauen. Letzterer arbeitet mit einer Schaltfrequenz 300 kHz und liefert bis zu fünf Ampere Strom.

Schaltregler fürs Kleinformat

Obwohl die Module mit 2 cm × 4 cm recht klein sind, passen sie jedoch nicht immer für kompaktere Projekte. Unter Umständen kommen die Schaltregler von Traco in Frage. Die sind von Pinout mit den Linearreglern der 78xx-Reihe kompatibel und für Festspannungen verfügbar. Allerdings gibt es zwei Nachteile: Mit über sechs Euro sind sie unverschämt teuer und der maximale Ausgangsstrom von einem Ampere reicht oft nicht.

Step-Up-Wandler für mehr Spannung

Benötigt man Step-up-Wandler, etwa um aus einer LiPo-Zelle fünf Volt oder eine höhere Spannung zu erzeugen, bieten sich Wandler-Module mit dem LM2577 an. Der erwartet Spannungen zwischen 3 und 3 Volt, um daraus einen Output von 4 bis 35 Volt mit maximal 2,5 Ampere bereit zu stellen. Auch hier gilt die Regel: Der Spannungsabstand zwischen Eingang und Ausgang sollte ein Volt betragen, hier allerdings in umgekehrter Richtung.

Mehr Stromhunger befriedigen Modelle mit dem XL6009 (Module auf eBay heißen dann meist DSN6009). Er liefert bis zu vier Ampere bei einer Schaltfrequenz von 400 kHZ.

Allroundtalent Buck Boost

Universell einsetzbar sind Step-up/Step-Down-Module (auch Buck-Boost-Converter genannt), bei denen die Ausgangsspannung konstant bleibt, unabhängig davon, ob die Eingangsspannung nun darunter oder darüber liegt. Insbesondere bei Anwendungen für Akku-Betrieb, bei der die Spannung des Akku stärker variiert, trifft man häufig auf diese Anforderung.

In der Regel beschaltet man einen normalen Step-up-Wandler mit einer zweiten zusätzlichen Induktivität (Speicherdrossel). Das zugrunde liegende Prinzip nennt sich SEPIC (Single Ended Primary Inductance Converter), Details dazu beschreibt unter andrem Texas Instruments in seiner Application Note "Designing DC/DC converters based on SEPIC topology". (dab)

• In Make 6/15 geben wir einen Überblick über lineare Spannungsregler und führen kurz in die Funktion von Schaltreglern ein.
  

(dab)