EA DIP LCD Display Anlaufstrom

[Timo B. (spida)]

Ich versuche ein LCD Display von Reichelt (LCD 128BL DIP, 
http://www.reichelt.de/?ARTICLE=53969) per Power over Ethernet und 
Schaltregler mit Strom zu versorgen (da hängt auch noch ein AT91SAM7X 
ARM mit dran, ist aber nicht Teil des Problems). Der PoE Controller ist 
ein TI TPS2375, der Schaltregler ein TI TL2575HV, beide ungefähr nach 
Referenzdesign aufgebaut (siehe Anhang).

Problem:
Ohne Display laufen POE und Schaltregler an, auf dem 5V Ausgang vom 
Schaltregler liegen 5,05V an, soweit OK. Wenn ich nun (im laufenden 
Betrieb(!)) das Display anschliesse, geht das LED-Backlight vom Display 
an und alles funktioniert. Wenn ich aber das Display beim anstecken der 
PoE Stromversorgung schon angeschlossen habe (selbst wenn es nur die 
PINs von Backlight und Stromversorgung des Displays sind, Mitwirkung der 
CPU daher ausgeschlossen) läuft der Schaltregler nicht an. Auf der 5V 
Seite des Schaltreglers kommen etwa 0,2V, alle 2 Sekunden mal eine 
Spitze von 0,8V. Gleichzeitig mit der Spannungsspitze brummt der 
Schaltregler in der PoE-QUELLE hörbar anders.

Ich vermute, dass das Display beim Einschalten zuviel Strom zieht, und 
dadurch die Erkennung des PoE Gerätes durch die PoE-Quelle fehlschlägt.

[Timo B. (spida)]

Ich habe jetzt mal den Power-Good-Ausgang des PoE-Controllers an den 
Enable-Eingang des Schaltreglers gehängt (siehe Anhang), statt den 
Schaltregler sofort anzuschalten (Enable auf Ground).
Keine Besserung.

[inse (Gast)]

Hallo Timo,

wie sieht denn die Eingangsspannug des Schaltreglers im Fehlerfall aus?
Ich kenne zwar die graphischen DIP Displays nicht, aber im Allgemeinen 
ist da nicht viel drauf das einen Anlaufstrom verursachen könnte.

Du könntest auch testweise eine Last aus Widerständen an den 
Schaltregler hängen und dann den Einschaltvorgang beobachten.

Könnte evtl. durch die Kombination L2, C14 und C38 noch irgend etwas 
blödes passieren?
Überbrücke doch mal L2 testweise.

Ich kenne den Schaltregler als LM2575 von National und der ist sehr 
gutmütig vom Design her und kaum kaputt zu kriegen.

Ingo

[Ben _. (burning_silicon)]

du könntest probieren das display bzw. seine hintergrundbeleuchtung erst 
zeitverzögert einzuschalten.

[Timo B. (spida)]

Ben _ schrieb:
> du könntest probieren das display bzw. seine hintergrundbeleuchtung erst
> zeitverzögert einzuschalten.

Hm, ja. Das ist eigentlich nicht die Lösung, die ich haben wollte, die 
Platine soll auch nen USB-Host Port bekommen, der >= 500mA ausspucken 
soll, und ich fürchte, dass ich da das gleiche Problem bekomme, von 
daher wollte ich erstmal sichergehen, dass meine Stromversorgung 
funktioniert.

Die Hintergrundbeleuchtung hat eh nen Transistor mit dem die am ARM 
hängt, um die per PWM dimmbar zu machen. Müsste ich invertieren, damit 
die bei ungebootetem ARM aus ist. Aber für das Display selber hab ich 
eigentlich keinen PIN mehr am ARM frei (jedenfalls keinen, den ich ohne 
die komplette PLatine neuzurouten da hin bekomme, und selbst mit 
neurouten bin ich nicht sicher).

[Timo B. (spida)]

Ich habs jetzt mal mit nem Oszi vermessen (siehe Anhang). Probes 1 und 2 
waren jeweils vor und hinter einem Shunt mit 1.4 Ohm.

Ausgerechnet:
U = R * I  <=>  I = U / R

Dauer:
I = 0.12V / 1.4 Ohm = 0.0857 A

Anschalt:
I = 0.25V / 1.4 Ohm = 0.1785 A

Das kommt für den Dauerstrom auch etwa hin mit dem, was mein 
Labornetztteil anzeigt (mit weniger Stellen...). Allerdings wundere ich 
mich, dass das Schaltnetzteil bei 180mA mehr (das sind bei 5V noch nicht 
mal 1W) nicht mehr anläuft, der TL2575HV-5 sollte 1A liefern können. Im 
Datenblatt davon hab ich allerdings nichts darüber gefunden, wie schnell 
das nach dem Start geht.

[Timo B. (spida)]

Anhang vergessen. Nu aber...

[Ben _. (burning_silicon)]

hat man dir schon gesagt, daß PoE keine steckdose ist?

[Timo B. (spida)]

Ben _ schrieb:
> hat man dir schon gesagt, daß PoE keine steckdose ist?

<ironie> ja, die Steckdose heisst RJ45. </ironie> Ich geh eigentlich 
davon aus, dass ich die 5W, die ich brauche, da auch bekomme.

[Ben _. (burning_silicon)]

egal - tatsache ist, daß wenn dein spannungswandler nicht unter last 
anläuft er ohne last gestartet werden muß. hatte ein ähnliches problem 
auch schon, daß der wandler (step-up) bei seinem maximalen 
tastverhältnis klebengeblieben ist und es nicht in die regelung 
geschafft hat. wie du das machst ist dein bier, viele wege führen den 
strom oder wie das war. entweder die last so weit senken, daß der 
spannungswandler damit auch bei langen netzwerkkabeln sicher startet 
oder der kompletten schaltung den saft entziehen bis der wandler stabil 
ist. ginge vielleicht mit einem power-good-IC und bei 5V mit einem 
P-kanal logic level FET.

[Timo B. (spida)]

Ich hab den PoE Controller nochmal genauer untersucht (siehe Anhang).

Ich hab dabei folgendes gemessen:
1. Eingang (gelb) direkt hinter Ethernet und vor TPS2375
2. Ausgang (blau) parallel zum Ausgangselko vom TPS2375
3. PowerGood (lila) vom TPS2375

Feststellung: sobald ich das Oszi anschliesse, startet der Schaltregler 
trotz Display reproduzierbar.

Offensichtlich sind die Grounds aller Probes vom Oszi verbunden, wenn 
ich POE- und RTN kurzschliesse startet der Schaltregler auch ohne Oszi.

Laut Datenblatt vom TPS2375 http://www.ti.com/lit/gpn/tps2375 sollte man 
das aber nicht machen.

[Vorsicht (Gast)]

Mach mal ein "Pullup" gegen VIn an den !on/off Pin deines Schaltreglers.

Der PG Pin des TPS2375 sollte dann den Schaltregler über dein T3 
ansteuern können.
Laut Datenblatt macht er das erst wenn der TPS2375 nicht mehr in der 
Strombegrenzung des Inrush Current ist und dein C8 geladen ist.

Der R18 sollte laut Datenblatt für ein Class 3 PD 357 nicht 375 Ohm 
sein.

Das mit deiner Messung ist logisch... Du "Überbrückst" mit den Gnd 
Anschlüssen deines Scopes den PoE Controller und dein C8 wird viel 
schneller geladen.
Genau das willst/musst du mit dem PoE controller verhindern.

[Timo B. (spida)]

Vorsicht schrieb:
> Mach mal ein "Pullup" gegen VIn an den !on/off Pin deines Schaltreglers.
Wie gross? 10k, 100k?

> Der PG Pin des TPS2375 sollte dann den Schaltregler über dein T3
> ansteuern können.
> Laut Datenblatt macht er das erst wenn der TPS2375 nicht mehr in der
> Strombegrenzung des Inrush Current ist und dein C8 geladen ist.
Das lese ich auch aus der Messungs des Oszis, jedenfalls geht PG erst 
hoch, wenn RTN schon ne weile auf Ground liegt.

> Der R18 sollte laut Datenblatt für ein Class 3 PD 357 nicht 375 Ohm
> sein.
Das hab ich gestern auch gefunden. Aber weder mit 357 noch mit 4420 Ohm 
+-1% gehts (musste mir die Widerstände erst zusammenstückeln, siehe 
Anhang)

> Das mit deiner Messung ist logisch... Du "Überbrückst" mit den Gnd
> Anschlüssen deines Scopes den PoE Controller und dein C8 wird viel
> schneller geladen.
Das hatte ich mir gedacht.

[Timo B. (spida)]

Timo Boettcher schrieb:
> Vorsicht schrieb:
>> Mach mal ein "Pullup" gegen VIn an den !on/off Pin deines Schaltreglers.
> Wie gross? 10k, 100k?
Mit 10k startet es ueberhaupt nicht mehr.

Mit 1.2M startet es wieder, aber nur ohne Display.

Mit 30k funktioniert es auch mit Display.

DANKE, solved.