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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Störungen am Schaltregler LM2574


Autor: Johannes S. (demofreak)
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So,

ich als Informatiker und Elektroniklaie ;) hab mich grade mal an einen 
Schaltregler gewagt und dabei sicher aus lauter Ahnungslosigkeit so 
ziemlich alle Layout-Regeln missachtet, die man so missachten kann. Es 
funktioniert zwar einwandfrei, aber auf allen Ein- und Ausgängen sind 
diverse Störspannungen.

Ich bekomme auf der Ausgangsspannung und auf dem ausgangsseitigen 
Massepad (!) Spikes von bestimmt +/- 0.5V (besser gibts mein Oszi nicht 
her), was zwar wahrscheinlich nicht stört, da 50kHz nicht wirklich 
hörbar sind, aber wer weiß, was die nachfolgende Schaltung damit so 
alles noch anfängt. :D
Außerdem moduliert mir der Schaltregler auf die Eingangsspannung ein 
Rechteck/Sägezahn mit ca. 0.4V. Finde ich störend, weil da ebenfalls 
noch andere Schaltungsteile dran sollen.

Ich habe stumpf die Applikationsschaltung des LM2574 verwendet, der 
ominöse Eingangsfilter aus 2x100nF und 150µH hat sich bei früheren 
Versuchen als sinnvoll erwiesen, weil die Eingangsspannung in der 
Realumgebung etwas mit Störungen behaftet ist, und dieses Filter hat das 
behoben. Momentan betreibe ich das aber an einem Labornetzteil.

Was muss ich alles ändern, damit es eine Chance bekommt, halbwegs 
brauchbar zu funktionieren?

Danke,

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Achso,

etwas Erklärung tut sicher not, die Pads unten sind von rechts her:

2 x +12V Eingang
-12V Eingang
GND
-12V Ausgang
+12V Ausgang
+5V Ausgang
GND
+3.3V Ausgang

Der Dreibeiner da ist ein LF33CV.

Ich hab das Appsheet des 2574 nochmal mit angehängt, damit nicht erst 
einer danach suchen muss.

/Hannes

Autor: A. K. (prx)
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Was für Komponenten sind denn verbaut? Sind die Elkos low-ESC Typen? 
Kann die Spule hinreichend Strom ohne zu sättigen? Spulensättigung würde 
das Verhalten beispielsweise erklären. Und aus einer Entstördrossel wird 
nicht automatisch eine gute Speicherdrossel.

Häng einen Strom-Messwiderstand vor den Regler und schau den 
Stromverlauf an. Wenn's da hässlich himmelwärts geht, dann ist die Spule 
Müll.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Wie sagte neulich unser Analogdesigner?  Das wichtigste Bauelement
ist die Masseleitung.

Die Masseführung zu deinen Abblockkondensatoren ist zu lang.  Vor
allem der eingangsseitige 22-µF-Kondensator sitzt da viel zu weit
weg vom IC.  Da du ja teilweise ohnehin schon SMDs verbaut hast,
würde ich direkt am IC mindestens noch einen 100-nF-Keramikkonden-
sator parallel schalten.

Idealerweise sollte Masse als möglichst große Fläche ausgeführt
werden, damit es eine geringe Induktivität aufweist.  Das geht
bei einem einseitigen Entwurf natürlich nicht sonderlich gut, aber
wenn du all deine potenzialfreien Cu-Flächen zu Masse machst und
dann noch im unteren Teil ein, zwei Drahtbrücken einsetzt, dann
solltest du schon einiges gewonnen haben.

Die Bauteile für die Ausgansseite würde ich möglichst dicht
nebeneinander platzieren (Ladespule, Diode und Ausgangs-C), ggf.
auch hier wieder parallel zum Elko noch einen 100-nF-Keramik-
kondensator ("Kerko").  Die Rückführung (Feedback) darf dann von
der Stelle abzweigen, an der L und C zusammenkommen.

Autor: A. K. (prx)
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NB: Rote Linien auf grünem(?) Untergrund sind ein super Versteckspiel 
für rund 10% der männlichen Bevölkerung.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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> NB: Rote Linien auf grünem(?) Untergrund sind ein super Versteckspiel
> für rund 10% der männlichen Bevölkerung.

Puh, sorry. ;)
Sind einfach die Standardfarben von Sprintlayout. Ich könnt's bei 
Interesse nochmal umfärben, ist aber etwas Aufwand, weil ich das eh von 
hinten durch die Brust ins Auge unter Linux in einer Virtualbox betreibe 
und Bildschirmfotos dadurch etwas tricky sind.

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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A. K. wrote:
> Was für Komponenten sind denn verbaut? Sind die Elkos low-ESC Typen?

Reichelt:
RAD FC 22/25  Elko radial, 105°C, low ESR
RAD FC 220/25 Elko radial, 105°C, low ESR

Ich hatte mich nach der Temperaturangabe gerichtet, weil es im Gehäuse 
eventuell etwas wärmer wird.

> Kann die Spule hinreichend Strom ohne zu sättigen? Spulensättigung würde
> das Verhalten beispielsweise erklären. Und aus einer Entstördrossel wird
> nicht automatisch eine gute Speicherdrossel.

Reichelt:
09P 330µ  Stehende Induktivität, 09P, 330µH

> Häng einen Strom-Messwiderstand vor den Regler und schau den
> Stromverlauf an. Wenn's da hässlich himmelwärts geht, dann ist die Spule
> Müll.

Und jetzt nochmal für den Laien, bitte? Was heißt in dem Zusammenhang 
"himmelwärts"? ;)

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Danke auf jeden Fall schon mal für die Tipps.

Jörg Wunsch wrote:
[...]
> weg vom IC.  Da du ja teilweise ohnehin schon SMDs verbaut hast,
> würde ich direkt am IC mindestens noch einen 100-nF-Keramikkonden-
> sator parallel schalten.
[...]
> Die Bauteile für die Ausgansseite würde ich möglichst dicht
> nebeneinander platzieren (Ladespule, Diode und Ausgangs-C), ggf.
> auch hier wieder parallel zum Elko noch einen 100-nF-Keramik-
> kondensator ("Kerko").

Also am Ausgang wie am Eingang je nochmal 100nF Kerko nahe am IC, und 
die Elkos "rumrücken". Das werd ich mal versuchen.

> dann noch im unteren Teil ein, zwei Drahtbrücken einsetzt, dann
> solltest du schon einiges gewonnen haben.

Die Drahtbrücken unten deswegen, damit ich keine Masseschleife oben um 
den Regler herumlegen muss? Oder einfach, um es etwas "dicker" zu 
machen?

/Hannes

Autor: A. K. (prx)
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Johannes Studt wrote:

> 09P 330µ  Stehende Induktivität, 09P, 330µH

Sowas ähnliches ist mir an anderer Stelle schon untergekommen, mit 
ähnlichem Spulentyp und ähnlichem Erfolg. Speicherdrosseln findet man 
bei R unter "Power Induktivitäten", die L-PIS Typen.

> Und jetzt nochmal für den Laien, bitte? Was heißt in dem Zusammenhang
> "himmelwärts"? ;)

Schau dir die Bildchen im Datasheet an, da ist u.A. auch der 
Stromverlauf drin. Wenn das ungefähr so aussieht, ok. Wenn der Strom 
gegen Ende der Einschaltphase allerdings einen deutlichen Knick nach 
oben hat...

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Johannes Studt wrote:

> Die Drahtbrücken unten deswegen, damit ich keine Masseschleife oben um
> den Regler herumlegen muss? Oder einfach, um es etwas "dicker" zu
> machen?

Damit das Ganze großflächig wird.  Eine sinnvolle Alternative wäre
es, zweiseitig zu arbeiten und die komplette Oberseite als Masse
zu benutzen.  An den Stellen, wo's nach unten gehen muss, musst du
dann zur Not einen Via mit einem Draht realisieren.  Alle Bohrungen
auf der Oberseite, die nicht an Masse sollen, werden ein wenig
freigesenkt.

Aber schau erstmal, ob nicht die bessere Spule allein schon hilft,
bevor du deart gravierende Umbauten vornimmst.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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A. K. wrote:
> Sowas ähnliches ist mir an anderer Stelle schon untergekommen, mit
> ähnlichem Spulentyp und ähnlichem Erfolg. Speicherdrosseln findet man
> bei R unter "Power Induktivitäten", die L-PIS Typen.

Die hatte ich erst auch schon ins Auge gefasst, aber wegen der 
Flächenausdehnung wieder verworfen. Sind ja teilweise doch recht groß.
Gibt es eine Faustregel, welche Strom die Spule lt. Datenblatt können 
sollte? Meine Schaltung zieht momentan ca. 120mA und es wird nix auch 
nur handwarm, speziell auch die Spule nicht.

> Stromverlauf drin. Wenn das ungefähr so aussieht, ok. Wenn der Strom
> gegen Ende der Einschaltphase allerdings einen deutlichen Knick nach
> oben hat...

Werde morgen mal versuchen, ob ich das mit der Stromverlaufsmessung 
hinbekomme. Da ich ja keine absoluten Werte brauche, tut es doch sicher 
auch ein stinknormaler 1Ohm-250mW-Widerstand als Messwiderstand, oder?

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Jörg Wunsch wrote:
> Aber schau erstmal, ob nicht die bessere Spule allein schon hilft,
> bevor du deart gravierende Umbauten vornimmst.

Lieber umverlegen als neu bestellen müssen. :)

Nein, schon allein für später würde ich das jetzt nochmal neu machen, 
zumal die andere Spule ja eh großzügiges Herumrücken erforderlich macht. 
Hab da ein paar mechanische Eckpunkte (z.B. LEDs an durch das Gehäuse 
vorgegebenen Stellen), an denen ich nicht vorbei kann, das muss alles 
irgendwie "dazwischen".

Welche von diesen L-PIS-Spulen würde sich denn empfehlen? Kann man das 
so einfach sagen?

/Hannes

Autor: A. K. (prx)
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Zur Dimensionierung der Spule steht ja einiges im Datasheet vom Regler. 
In Bild wie in Text. Es gibt dazu von NS auch eine Application Note 
1197. Wenn man die Schaltung für beispielsweise 200mA auslegt, kommt man 
auf andere Werte als in der Beispielschaltung vorne.

Was die auszugesuchende Spule angeht kann man bei Speicherdrosseln 
durchaus nach dem in deren Datasheet abgegebenen Stromwert gehen. Aber 
siehe Datasheet, bei 200mA Last ist da etwas mehr erforderlich als 
200mA. Bei Entstördrosseln und Festinduktivitäten ist der angegebene 
Wert eher als maximale Last vor dem Abrauchen zu verstehen.

10 Ohm sind zum Messen etwas viel, die Spule hat ja selbst nur 1 Ohm und 
mehr sollte das auch nicht sein um die Messung nicht zu sehr zu 
verfälschen. Am besten misst du direkt den Spulenstrom, d.h. nicht vor 
dem Regler sondern gewissermassen mitten drin, weil sich dann das 
Ergebnis in Ein- wie Ausschaltphase direkt mit den Bildern im Datasheet 
vergleichen lässt.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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A. K. wrote:
> 1197. Wenn man die Schaltung für beispielsweise 200mA auslegt, kommt man
> auf andere Werte als in der Beispielschaltung vorne.

Jo, wenn ich mir diese Auswahltabelle jetzt genauer anschaue, komme ich 
da auf 470µF statt 330µF. Hach ja. Ich seh schon, mal eben als 
Nicht-Elektroniker schnell sowas zusammenzuwerfen ist 'ne weniger 
schlaue Idee, man muss das alles wirklich genauer durcharbeiten. ;)

> Was die auszugesuchende Spule angeht kann man bei Speicherdrosseln
> durchaus nach dem in deren Datasheet abgegebenen Stromwert gehen. Aber
> siehe Datasheet, bei 200mA Last ist da etwas mehr erforderlich als
> 200mA. Bei Entstördrosseln und Festinduktivitäten ist der angegebene
> Wert eher als maximale Last vor dem Abrauchen zu verstehen.

Diese 09P soll ja angeblich 500mA "vertragen", aber ich werde mich dann 
mal am Messen versuchen. Mal sehen, ob ich das mit meiner Ausrüstung 
hier hinbekomme.

Woran unterscheidet man eigentlich "Speicherdrossel" und 
"Festinduktivität/Entstördrossel"? Das steht so ja nicht dran. ;)

> 10 Ohm sind zum Messen etwas viel, die Spule hat ja selbst nur 1 Ohm und
> mehr sollte das auch nicht sein um die Messung nicht zu sehr zu
> verfälschen. Am besten misst du direkt den Spulenstrom, d.h. nicht vor

Deswegen schrub ich ja auch 1 Ohm, hab nur dummerweise das Leerzeichen 
vergessen, das sieht ein wenig seltsam aus. ;)

/Hannes

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Johannes Studt wrote:

> Woran unterscheidet man eigentlich "Speicherdrossel" und
> "Festinduktivität/Entstördrossel"? Das steht so ja nicht dran. ;)

Sollte eigentlich schon.

Speicherdrossel: Kern optimiert auf gute Energieaufnahme/-dichte
und geringe Kernverluste, hohe Stromverträglichkeit.

Festinduktivität: optimiert auf gute Güte, Stromverträglichkeit
uninteressant (Verwendung in Schwingkreisen).

Entstördrossel: optimiert auf hohe Stromverträglichkeit, wobei die
Verluste im Kern egal bis gewünscht sind -- auch die ,,drosseln''
ja schließlich die hohen Frequenzen.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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So, jetzt hab ich mal eine Massebrücke unten reingezogen und auch 
überall die freien Flächen als Masse verdrahtet, das ändert aber nix.
Außerdem hab ich die Verbindung Pin2 -> Drossel aufgetrennt und da über 
einem Widerstand den Spannungsverlauf aufgezeichnet, der sieht so aus 
wie im Anhang. Was bedeutet das jetzt? Drossel - wie bereits von allen 
Seiten vermutet - ungeeignet?

/Hannes

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Pin 2 ist aber ein Massepin und hat gar keine Verbindung zur
Drossel...  Vielleicht malst du ja doch mal einen kleinen Plan,
wo du genau misst.  Da die Drossel nur in der ,,heißen'' Leitung
legt, ist es vermutlich nicht ganz trivial, dort direkt zu
messen.  Der Oszi beschert dir mit seinem dicken fetten Masse-
potenzial so viel parasitäre Kapazität, dass diese das Messergebnis
heftig verfälschen wird.

Was mich an dem Oszillogramm stutzig macht (auf den ersten Blick,
ohne zu sehr nachzudenken) ist diese ,,Zacke'' am positiven Ende
des Dreiecks.  Das Dreieck selbst dürfte OK sein.

Autor: A. K. (prx)
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Was das mit dem Pin 2 soll ist mir nicht klar. Der hat doch nichts damit 
zu tun.

Sind die Leitungen der Probe in der Nähe der Spule? Speziell im Bereich 
unter/über der Spule wird auch in Probes und Koax-Kabel ordentlich 
reininduziert.

Nicht mit 1:1 Probe messen, weil die zuviel Kapazität mitbringt, wie 
Jörg schon schreibt! Naturgemäss muss die gemessene Schaltung 
vollständig potentialgetrennt sein, wenn man die Oszi-Masse mitten in 
der Zielschaltung platziert. Darf also beispielsweise nirgends mit dem 
PC verbunden sein.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Ja, seitenverkehrt geguckt. Ist natürlich Pin7. Getrennt hab ich wie 
eingezeichnet, und da über einem ca. 1Ohm großen Widerstand gemessen.

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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A. K. wrote:
> Nicht mit 1:1 Probe messen, weil die zuviel Kapazität mitbringt, wie
> Jörg schon schreibt! Naturgemäss muss die gemessene Schaltung

Also einen Teilertastkopf verwenden, oder wie?

> vollständig potentialgetrennt sein, wenn man die Oszi-Masse mitten in
> der Zielschaltung platziert. Darf also beispielsweise nirgends mit dem
> PC verbunden sein.

Ist sie nicht, aber langsam übersteigt das meine laienhaften 
Fertigkeiten bei weitem. :-D

Ich hab nur vorher grob geschaut, ob das Verbinden der Tastkopf-Masse 
mit dem 12V-Ausgang des ELV-Netzteils irgendwelche Stromflüsse 
hervorruft, und als das nicht der Fall war, hab ich das stumpf links und 
rechts an dem Messwiderstand angeschlossen. Wie geht es besser/richtig?

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Jörg Wunsch wrote:
> Was mich an dem Oszillogramm stutzig macht (auf den ersten Blick,
> ohne zu sehr nachzudenken) ist diese ,,Zacke'' am positiven Ende
> des Dreiecks.  Das Dreieck selbst dürfte OK sein.

Diese Zacke ist am negativen Ende des Dreiecks genauso vorhanden, ist 
nur nicht so fett zu sehen. Das sind übrigens dieselben Zacken, die ich 
oben als Spikes bezeichnet habe und die auf allen Ausgängen zu sehen 
sind.

/Hannes

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Johannes Studt wrote:

> Diese Zacke ist am negativen Ende des Dreiecks genauso vorhanden, ist
> nur nicht so fett zu sehen.

Hatte ich danach auch bemerkt.  Entweder schwingt da irgendwas,
oder das ist nur eine Täuschung durch den Messaufbau und gar kein
echter Stromfluss.

Ich habe gerade keinen Stepdown auf dem Basteltisch liegen, bei dem
ich mal eine vergleichbare Messung mit einem Oszi machen könnte um
zu sehen, wie das dort aussieht.

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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Jörg Wunsch wrote:
> Wie sagte neulich unser Analogdesigner?  Das wichtigste Bauelement
> ist die Masseleitung.

...womit er unzweifelhaft Recht hat. Aber: (unmotivierte) Masseflächen 
sind nicht zwingend gute Masseleitungen!

> Idealerweise sollte Masse als möglichst große Fläche ausgeführt
> werden, damit es eine geringe Induktivität aufweist.  Das geht
> bei einem einseitigen Entwurf natürlich nicht sonderlich gut, aber
> wenn du all deine potenzialfreien Cu-Flächen zu Masse machst und
> dann noch im unteren Teil ein, zwei Drahtbrücken einsetzt, dann
> solltest du schon einiges gewonnen haben.
>
> Die Bauteile für die Ausgansseite würde ich möglichst dicht
> nebeneinander platzieren (Ladespule, Diode und Ausgangs-C), ggf.
> auch hier wieder parallel zum Elko noch einen 100-nF-Keramik-
> kondensator ("Kerko").  Die Rückführung (Feedback) darf dann von
> der Stelle abzweigen, an der L und C zusammenkommen.

...eine oft gesehene, aber nicht ganz richtige Annahme: Bei einem 
(Buck-) Switcher ist der Ausgangskreis (im Schaltplan alles "rechts der 
Drossel") ein relativ ruhiger Knoten.

Viel schlimmer ist der Eingang: hier fließt ein Ripplestrom von 
Ausgangsstrom/2. Der Kreis, der die meisten Störungen verursacht und 
deshalb am engsten platziert werden sollte führt vom Eingangskondensator 
über den Switch und die Freilaufdiode über Masse wieder zurück zum 
Eingangskondensator. Hier treten die höchsten Stromänderungen auf. Auf 
den Seiten 16 und 17 dieses Dokumentes 
(http://www.national.com/onlineseminar/2008/PCB_Lay...) 
wird hierfür sogar eine Abtrennung von der allgemeinen Massefläche 
propagiert (und ich kann bestätigen, dass das hilft).

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Also, wie fang ich jetzt hier am besten an? Alles umverlegen, 
zusammenziehen und diese Drossel hier:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=B517;...
verwenden? Oder erstmal noch etwas anderes ausprobieren (nicht dass ich 
jetzt wüsste, was das wäre, aber vllt hat ja noch einer ne zündende Idee 
;)).

/Hannes

Autor: A. K. (prx)
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Hab das grad mal selber ausprobiert, LM2575 mit Ringkern-Speicherdrossel 
und 1 Ohm zur Strommessung in dank Lötpunktraster nicht optimalem Layout 
und mit nicht optimalen Cs. Sieht ähnlich aus, auch hier abklingende 
Oszillation mit ein paar MHz an beiden Umschaltpunkten.

Interessanterweise war dieser Effekt bei einem MC34063A deutlich weniger 
auffällig (http://www.mikrocontroller.net/attachment/38211/Last2.PNG, 
Kurvenform nicht vergleichbar).

Autor: A. K. (prx)
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Apropos: Wie sehen eigentlich die ursprünglichen Spikes aus? Als Bild.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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A. K. wrote:
> Apropos: Wie sehen eigentlich die ursprünglichen Spikes aus? In Bild.

Du meinst die an den Ausgängen?

Ich löte morgen mal den Widerstand wieder aus und mach ein paar Bilder 
von den Ausgangsspannungen und der Eingangsspannung.

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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A. K. wrote:
> und 1 Ohm zur Strommessung in dank Lötpunktraster nicht optimalem Layout
> und mit nicht optimalen Cs. Sieht ähnlich aus, auch hier abklingende

Apropos Punktrasterplatine: ich hab das ja natürlich vorher schon mal 
auf Punktraster zusammengeschossen, allerdings mit LM2576 in TO-Gehäuse 
und mit normaler statt Schottkydiode, und mit einer klitzekleinen 
Drossel im Plastikgehäuse vom großen C (die auch gut warm wurde). Da 
waren diese Störungen, wenn ich mich recht entsinne, nicht so heftig. 
Das würde ja dafür sprechen, dass ich nur (bzw. vor allem) ein 
Layoutproblem habe. Werde mich gleich mal an ein neues machen.

/Hannes

Autor: A. K. (prx)
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So sieht das bei meinem Test-Aufbau beim Spulenstrom aus.

Autor: A. K. (prx)
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Und so am Ausgang.

Autor: A. K. (prx)
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Zum Vergleich am Ausgang eines etwas besser aufgebauten Reglers mit dem 
LM2594. Ist aber immer noch Lötpunktraster, wenngleich diesmal 1,27er 
SMD, Tantal-Cs und L-PIS.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Die Spikes entstehen u.a. dadurch, dass beim Einschalten des LM257x die 
Diode noch leitend ist und daher erstmal ein ordentlicher Stromimpuls 
fliest, ehe die Diode sperrt. Dadurch entstehen Schwingungen an 
Leiterbahninduktivitäten usw.

Autor: A. K. (prx)
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Und umgekehrt. Denn die Schwingungen treten ja an beiden Umschaltpunkten 
auf, wenngleich mit verschiedener Amplitude.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ja, beim Abschalten dauert es etwas bis die Diode leitend wird. Dadurch 
entsteht erstmal ein Spannungspeak der den Strom sonstwo lang fließen 
lässt (u.a. induktiv und kapazitiv gekoppelt).

Es bleibt natürlich die Frage ob die Peaks in der vollen Höhe so 
wirklich da sind, ober ob ein Großteil davon aufgrund der schlechten 
Masseanbindung entsteht, wie weiter oben schon mehrmals geschrieben 
wurde.

Ich habe es nämlich mal nachgemessen:
15V -> LM2574 -> 5V, 200mA
Gemessen mit 1,1Ohm zwischen Spule und Ausgangselko (übrigends einem 
normalen 100µF, kein ESR). Es sind rund 400mAss wenn ich das richtig 
sehe, da die Spule etwas zu klein dimensioniert ist.
Ich habe keinerlei solcher Peaks und kann mich auch in der Vergangenheit 
nur an minimale erinnern, aber nicht derart riesengroß.

Daher habe ich einen anderen Verdacht:
Kann es sein, dass die Diode zu langsam ist?

Autor: A. K. (prx)
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Bei meinem LM2574-Aufbau ist es eine 1N581x, beim LM2594 weiss ich es 
grad nicht, ist aber auch eine der dafür üblichen Schottkys. Allerdings 
habe ich vom LM2594-Aufbau (noch) keine Stromkurve, weiss nicht wie es 
da aussieht.

Autor: gasts (Gast)
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Vielleicht Diode zu langsam und/oder Spule in Sättigung??

Autor: A. K. (prx)
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Sättigung würde sich nur an einem der beiden Umschaltpunkte auswirken. 
Und gäbe keine Oszillation.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Sättigung sollte man doch am nicht mehr dreieckförmigen Strom
erkennen, oder täusche ich mich da?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Jörg Wunsch wrote:
> Sättigung sollte man doch am nicht mehr dreieckförmigen Strom
> erkennen, oder täusche ich mich da?

Genau.
Schön dreieckig -> Definitiv nicht in der Sättigung.
Da es sich hier auch um eine Spule mit offenem Kern handelt, ist es nur 
sehr schwer diese wirklich komplett in die Sättigung zu bekommen. Der 
Übergang zur Sättigung ist bei denen sehr flach, so dass man in der 
Praxis kaum Probleme in der Richtung hat.

@ Johannes
Prüf mal nach ob wirklich eine Schottky Diode verbaut ist.
Und löte mal (z.B. von unten) einen etwas größeren Elko (so 100µF, am 
besten Low ESR) direkt zwischen Pin 4 und 5.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Benedikt K. wrote:
> Prüf mal nach ob wirklich eine Schottky Diode verbaut ist.

Ja, es ist die SB 140 von R, ich hab aber auch noch die 1N 6263 
bestellt, weil ich absolut keinen Plan hatte, woran man das festmachen 
muss, welche da zu verwenden ist. Soll ich mal die andere nehmen?

> Und löte mal (z.B. von unten) einen etwas größeren Elko (so 100µF, am
> besten Low ESR) direkt zwischen Pin 4 und 5.

Mach ich entweder heute spät abends, oder erst morgen. Jetzt hab ich 
grade drei kleine Kinder "auf'm Hals", und das hat definitiv Vorrang. ;)

/Hannes

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Johannes Studt wrote:

> Ja, es ist die SB 140 von R,

Die ist ok, ich habe eine MBRS140 drin, also quasi die gleiche nur in 
SMD.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Benedikt K. wrote:
> Und löte mal (z.B. von unten) einen etwas größeren Elko (so 100µF, am
> besten Low ESR) direkt zwischen Pin 4 und 5.

Also, das hab ich jetzt mal getestet. Damit verringern sich die 
Störungen auf der Eingangsspannung deutlich, sind aber immer noch 
vorhanden.

Bild zeigt die Eingangsspannung mit meinem verbuxten Layout, dann mit 
dem 22µF-Kondensator direkt an Pin4+5, und als letztes mit zusätzlichem 
100µF-Kondensator.

Teilung ist 100mV/div.

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Und hier dazu die Ausgangsspannung, in selbiger Reihenfolge und gleicher 
Teilung.

Was schliesse ich jetzt daraus? Das C am Eingang ist zu klein, und 
außerdem muss es so nah wie möglich an den Schaltregler dran, weil das 
die Spikes auf der Ausgangsspannung verringert? Oder was könnte ich 
sonst noch probieren?

/Hannes

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Johannes Studt wrote:

> Was schliesse ich jetzt daraus? Das C am Eingang ist zu klein, und
> außerdem muss es so nah wie möglich an den Schaltregler dran,

Ja.
Der Eingangselko ist meiner Ansicht nach das kritischste Bauteil:
Der Strom am Ausgang ist unkritisch, da der durch die Spule nur sehr 
flache Stromänderungen hat. Dass der Ausgangselko immer so nahe wie 
möglich am Ausgang liegen muss und auch Low ESR sein muss, halte ich für 
etwas übertrieben. Es hilft das Signal sauber zu bekommen, aber zwingend 
notwendig ist es nicht. Und wenn der Eingangselko ungünstig ist, hilft 
auch der Ausgangselko nicht, wie man sieht.

Am Eingang jedoch liegt die volle PWM an, mit richtig steilen 
Stromflanken. Durch die lange Masseleitung zwischen Elko und 2574 hast 
du dir die gesamte restliche Schaltung mit den Störungen versaut.
Wenn der Elko noch weiter weg ist, kommt sogar der 257x total aus dem 
Tritt (hatten wir hier auch schonmal...).

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Wenn du die Änderung der "Eingangsspannungsstörung" (hübsches Wort) 
siehst, was denkst du, sollte ich als Wert für den Eingangselko nehmen? 
Kann man den auch zu groß dimensionieren? Irgend einen Grund wird es ja 
wahrscheinlich haben, dass NS da 22µF in der Applikationsschaltung 
vorgibt.

/Hannes

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Du kannst die Ausgangsspannung auch nochmal mit einer Drossel
und einem weiteren C danach filtern.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Die Aussagen zu dem Eingangselko sind leider sehr knapp:
4. Input Capacitor (CIN)
An aluminum or tantalum electrolytic bypass capacitor located
close to the regulator is needed for stable operation.

A 22 μF aluminum electrolytic capacitor located near the input
and ground pins provides sufficient bypassing.

Vielleicht reicht es ja auch schon, den 22µF Elko direkt zwischen Pin 4 
und 5 anzuordnen?
Ich verwende am Eingang aber immer einen gleichgroßen Elko wie am 
Ausgang.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Benedikt K. wrote:
> Vielleicht reicht es ja auch schon, den 22µF Elko direkt zwischen Pin 4
> und 5 anzuordnen?

Das hab ich ja schon versucht (siehe Bilder). Da verschwinden nur die 
Spikes auf dem Ausgang, nicht aber das Rechteck auf dem Eingang.

> Ich verwende am Eingang aber immer einen gleichgroßen Elko wie am
> Ausgang.

Ok, das werd ich dann mal testen.

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Jörg Wunsch wrote:
> Du kannst die Ausgangsspannung auch nochmal mit einer Drossel
> und einem weiteren C danach filtern.

Noch eine Drossel? ;)
Ich könnte ja den Schaltregler auch schlicht vor der 
Eingangsspannungsfilterung abzweigen, allerdings habe ich keine Ahnung, 
wie die Störung durch den Schaltregler auf das Modul, wo ich die 
Spannung hernehme, wirkt. Will ich also eigentlich gar nicht erst 
versuchen.

Erst mal schauen, wie die 220µF am Eingang wirken, vllt löst sich das 
Problem ja dann schon in Wohlgefallen auf.

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Johannes Studt wrote:
> Erst mal schauen, wie die 220µF am Eingang wirken, vllt löst sich das
> Problem ja dann schon in Wohlgefallen auf.

So, das ist leider gegenüber den 100µF keine qualitative Änderung mehr. 
Es bleiben ca. 20mV Brummspannung.

Das Gesamtsystem wird davon offenbar nicht tangiert, aber noch hab ich 
auch nicht alle Komponenten in Betrieb genommen (nur die direkt 
nachfolgenden).

Ich mach jetzt nochmal ein ordentliches Layout und verwende eine 
470µH-Drossel, und dann sehen wir weiter.

/Hannes

Autor: A. K. (prx)
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Johannes Studt wrote:

> So, das ist leider gegenüber den 100µF keine qualitative Änderung mehr.
> Es bleiben ca. 20mV Brummspannung.

Für einen Schaltregler ist das doch kein schlechter Wert.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Nicht am Ausgang, sondern auf die Eingangsspannung aufmoduliert.

/Hannes

Autor: A. K. (prx)
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Dort doch erst recht. Der Innenwiderstand des dortigen Elkos geht direkt 
in diese Brummspannung ein, ebenso seine Induktivität. Und deine davor 
angebrachte Entstördrossel verhindert zwar eine Einkopplung der 
Störungen in den davor gelegenen Rest der Schaltung, vergrössert aber 
eher den Brumm auf der Seite des Reglers.

Autor: Johannes S. (demofreak)
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Hab ich mir ja ein schönes Thema zum Einstieg in die Elektronik 
ausgesucht. :)

So, ich hab jetzt das Layout nochmal überarbeitet:
- Spule ist diese L-PIS-SMD-Variante
- Eingangs- wie Ausgangs-C sind gleich groß
- Masse des Kreises Eingangs-C->Switcher->Diode ist nur an einem Punkt 
mit dem Rest verbunden

Pin 6 und 8 des Switchers sind N/C, deswegen hab ich die einfach mit 
einbezogen. Kann das direkte Nebeneinander der beiden C's noch irgendwie 
stören?

Erbitte Kritik. :)

/Hannes

Autor: A. K. (prx)
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Wirf mal einen Blick ins Datasheet vom LM2594. Der hat zwar eine andere 
Pinbelegung, aber auch ein Beispiel-Layout, dessen Prinzipien auch beim 
LM2574 nicht falsch sein dürften. So beispielsweise eine flächige Masse.

Autor: A. K. (prx)
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Autor: Johannes S. (demofreak)
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Das Layoutbeispiel im Datenblatt vom LM2594 sieht von der Aufteilung 
schon mal genauso aus, also hab ich jetzt nur noch alles als Fläche 
ausgeführt und nun hat das zu gehen. Werd ich sicher morgen abend mal 
ätzen und aufbauen und dann Bericht erstatten. ;)

Danke.

/Hannes

Autor: Johannes S. (demofreak)
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So, jetzt hab ich das neu aufgebaut und erstmal mit der 330µF-Drossel 
bestückt, weil die 470µF noch nicht da ist. Trotzdem sieht das schon mal 
erheblich besser aus als mit dem alten Layout.

Danke allen. :)

/Hannes

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