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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LT1301 und stabile Ausgangsspannung


Autor: Tobi (Gast)
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Hallo zusammen,

ich habe folgende Schaltung mit einem LT1301 zur Spannungswandlung 
aufgebaut:

(Seite 8 oben):
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/15...

Als Quelle habe ich einen 3.7V Lipo und möchte 5V erhalten.

Dies funktioniert soweit auch.
Ich habe vor den Ausgang mit einem GPS Modul zu verbinden welcher mit 
den Daten (5V/80mA) angegeben ist.
Nun habe ich bedenken, dass die Ausgangsspassnung zusammenbrechen 
könnte.
Ich habe das GPS Modul noch nicht und habe solange herumexperimentiert 
wie sich der Ausgang verhält, wenn ich eine LED+Vorwiederstand(1k) 
dranhänge. Hierbei bricht die Ausgangsspannung der Schaltung zusammen.
Dies erklärt sich mir durch den beliebig gewählten Gesamtwiederstand 
zwischen LED und R am Ausgang der Schaltung. JEdoch verstehe ich nicht 
wieso sich die 5V (welche im Leerlauf auch wirklich anliegen) auf die 
beiden Bauteile verteilen. Ich erhalt eine Gesamtausgangsspannung von 
3,8V waren es.
Je höher ich den Lastwiederstand wähle umso näher komme ich an die 5V 
heran, was ja irgendwie auch klar ist weil ich mich ja dann dem 
Leerlaufzustand annähere.

Nun habe ich bedenken dass ich für mein GPS Modul keine wirklichen 5V 
anliegen habe da sich der Innenwiederstand des Moduls bei 5V und 80mA um 
die 60Ohm handeln wird und demnach die Spannung wieder zusammenbrechen 
wird. Wird dies wirklich so passieren? Und warum verhält sich der 
Ausgang nicht wie eine Batterie wobei die Batteriespannung sich auf die 
Last verteilt?
Irgendwie fehlt mir dieser Gedankengang noch und ich hoffe jemand kann 
mir weiterhelfen so das ich am Ende das GPS Modul auch wirklich mit 5V 
aus 3.7V versorgen kann.

Mfg
Tobi

Autor: ... (Gast)
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Tobi schrieb:
> ich habe folgende Schaltung mit einem LT1301 zur Spannungswandlung
> aufgebaut:
> (Seite 8 oben):

Seite 8 oben stellt einen SEPIC-Wandler dar. Den hast du nicht, bei 
deinen Vorgaben ( 3.7V Lipo auf 5V out), wirklich aufgebaut?

Poste mal dein Schaltbild mit Typenbezeichnungen der Bauteile, vor allem 
Spule und Diode.

Autor: Tobi (Gast)
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Hallo und danke für deine Antwort.

Also ich habe den Schaltplan genauso aufgebaut wie auf dem Bild.

Spule ist eine Drossel von Conrad (Artkl. 534536)

100µF ist auch von Conrad(Artkl. 445453)

0.1µF ebenfalls (Artkl. 500784)

Hoffe ich habe da nichts sinnloses aufgebaut?!?

Mfg
Tobi

Autor: Tobi (Gast)
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achso und Diode ist (Artkl. 168274)

Autor: Frank Sw (luke-sw)
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Tobi schrieb:
> Spule ist eine Drossel von Conrad (Artkl. 534536)

die hat 0,33uH, das ist 1/100 vom Sollwert. Damit kann die 
Ausgangsleistung nicht übertragen werden. Daher ist ein Zusammenbrechen 
der Spannung unter Last die Folge.

Frank

Autor: Tobi (Gast)
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oh man klar...

danke dir Frank!!! Man sollte eben nichts mitten in der Nacht bestellen 
hehe.
Conrad 535753 ist also die richtige.

Also mit den richtigen Drosseln wird die Ausgangsspannung so wie man es 
erwartet auf die Lasten verteilt?!?

Wozu dient eigentlich die untere Schaltung auf Seite 8 mit dem 
automatischen Output Disconnect?

Besten Dank
Tobi

Autor: ... (Gast)
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Tobi schrieb:
> Hoffe ich habe da nichts sinnloses aufgebaut?!?

Leider ja.

Was du brauchst ist die Schaltung auf Seite 1 links. Mit dem 
Unterschied, dass der Select-Pin auf Masse geschaltet wird. Dann erzeugt 
dir der Regler 5V am Ausgang.

Tobi schrieb:
> Conrad 535753 ist also die richtige.

Falsch. Mit diesen Drosseln wird das Teil nie richtig funktionieren.
Was du brauchst ist die Conrad Artikel-Nr.: 443452

Die Kondensatoren sollten low-ESR Typen sein.

Autor: Tobi (Gast)
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Hallo Gast,

danke für deinen Hinweis.

Zu meinem Verständnis:
Warum wird denn meine Schaltung nie richtig funktionieren? 5V erhalte 
ich ja zumindest einmal :)

Tobi

Autor: ... (Gast)
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ja, 5V erhälst du im Leerlauf, aber du kannst keine Last 
treiben....sprich keinen oder nur sehr, sehr wenig Strom fließen lassen.

Autor: Tobi (Gast)
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ok... darum auch die von dir empfohlene Drossel.

Aber wieso benötige ich hier die zweite Drossel nicht mehr und einen 
Kondensator nicht mehr?!?

Sprich was habe ich eigentlich so anderes aufgebaut?

Tobi

Autor: Frank Sw (luke-sw)
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... schrieb:
> Tobi schrieb:
>
>> Hoffe ich habe da nichts sinnloses aufgebaut?!?
>
>
>
> Leider ja.
>
> Was du brauchst ist die Schaltung auf Seite 1 links. Mit dem
>
Naja, zwischen schwarz und weiß gibt es auch noch grau. Natürlich hätte
die Schaltung auf Seite 1 links voll ausgereicht. Aber der SEPIC-Wandler 
macht's für die geforderte Anwendung (80mA) mit etwas zu hohem 
Bauteileaufwand auch. Wegwerfen mauss man den jetzt nicht gleich.

> Unterschied, dass der Select-Pin auf Masse geschaltet wird. Dann erzeugt
>
> dir der Regler 5V am Ausgang.
>
> Tobi schrieb:
>
>> Conrad 535753 ist also die richtige.
>
> Falsch. Mit diesen Drosseln wird das Teil nie richtig funktionieren.
>
> Was du brauchst ist die Conrad Artikel-Nr.: 443452
Die Spule die Tobi verwendet, hat einen Nennstrom von 830mA. Bei 80mA 
Last sollte das ausreichen. Er will ja nicht die Leistungsgrenze des 
Reglers ausnutzern. Die etwas höheren Verluste durch den höheren 
Innenwiederstand dürften sich bei der Last in Grenzen halten.


Frank

Autor: Tobi (Gast)
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Danke euch für eure Hilfe.

Ich werde jetzt einfach mal die Bauteile alle bestellen und beides 
probieren damit ich eine gute Schaltung habe wenn das GPS Modul kommt.

Leider ist mir allerdings immer noch nicht ganz klar, wieso der Sepic 
Wandler falsch bzw. überflüssig ist. Ich habe mich darüber informiert 
und er tut doch eigentlich genau das was ich will? Sicherlich reicht die 
Schaltung auf Seite 1 auch aus.
Ich wäre dankbar über eine Erklärung was bei den Schaltungen der 
Unterschied ist und wenns nicht zu viel Umstand ist vielleicht noch was 
genau die Aufgabe der Drossel und des ICs ist .. also die Eingangs und 
Ausgangskondensatoren sind mir klar. Jedoch noch nicht so ganz wie die 
5V eigentlich erzeugt werden.

Danke für eure Zeit!
Tobi

Autor: ... (Gast)
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Tobi schrieb:
> Sprich was habe ich eigentlich so anderes aufgebaut?

Du hast einen sog. SEPIC-Wandler aufgebaut. Einfach ausgedrückt ist das 
sowohl ein Step-Up-, als auch ein Step-Down-Wandler in einer Schaltung.
Das Problem dabei ist, dass die Schaltungsauslegung und die 
Bauteilauswahl bei dieser Regler-Art sehr kritisch ist.

Frank Sw schrieb:
> Die Spule die Tobi verwendet, hat einen Nennstrom von 830mA.

Die zur Zeit von Tobi verwendete Spule hat, wie du selbst richtig oben 
bemerkt hast einen 100fach zu kleinen Induktivwert. Die Spule die er 
jetzt verwenden will, hat zwar den richtigen Induktivwert (wobei der 
Nennstrom nur 200mA beträgt), aber diese Bauform ist absolut nicht für 
diesen Anwendungsfall geeignet, da der Ferritkern viel zu klein ist und 
damit sofort in der Sättigung ist. Mit zunehmender Sättigung sinkt die 
Induktivität und zwar expotentiell.
Zugegeben, die Spule die ich vorgeschlagen habe ist vom Nennstrom her 
bezüglich der Anwendung überdimensioniert, hat dadurch aber ausreichend 
Reserve und mit einem Euro nochwas nicht unbezahlbar.

Autor: Tobi (Gast)
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@... hast du evtl. vorerst noch einen gleichwertigen Nicht-SMD Vorschlag 
für die Spule?

Autor: Frank Sw (luke-sw)
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Tobi schrieb:
> Aber wieso benötige ich hier die zweite Drossel nicht mehr und einen
> Kondensator nicht mehr?!?

Also die beiden Schaltungen realsisieren unterschiedliche 
Funktionsarten.

Die Schaltung auf Seite 1 ist ein Step-Up-Regler der aus einer kleinen 
Eingangsspannung eine größere Ausgangsspannung erzeugt. Er kann den 
Ausgang nie stromlos (Besser Spannungsfrei ;-) schalten, da selbst bei 
deaktiviertem Regler durch die Diode und die Spule eine Spannung am 
Ausgang anliegt. Die Schaltung auf Seite 8 ist ein SEPIC-Wandler der 
Sowohl Step-Up als auch Step-Down-Regelung ermöglicht, d.h. er kann auch 
aus einer größeren Eingangsspannung einen kleinere Ausgangsspannung 
erzeigen. Solche Teile werden oft dort eingesetzt wo ein weiter 
Eingangsbereich (Akkus, Bttr. o.ä.) der den Wert der Ausgangspannung 
"umgibt" also zB Eingang 4-7V Ausgang 5V. Ein weiterer Vorteil ist die 
Möglichkeit den Ausgang "Spannungsfrei" zu schalten indem man den Regler 
z.B. durch eine µC (der an einer anderen Quelle hängt ;-) abschaltet. 
Dies soll in Datenblatt auf Seite 8 durch den "losen Faden" am SHDN 
(Shutdown-Pin) verdeutlicht werden. Damit est es dann möglich gewisse 
Baugruppen (z.B. ein GPS-Modul) zur Energieeinsparung abzuschalten. 
Wurdest du das mit der Schaltung auf Seite 1 versuchen wurden am 
GPS-Modul immer noch Vin- Diodenflußspannung -Spulenverluste anliegen.

Wenn du dich noch mal mit dem Prinzip befassen willst:
http://sprut.de/electronic/switch/schalt.html


Frank

Autor: ... (Gast)
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Tobi schrieb:
> Ich wäre dankbar über eine Erklärung was bei den Schaltungen der
> Unterschied ist

Ein StepUp-Wandler macht dir aus einer kleineren Eingangsspannung eine 
größere Ausgangsspannung.
Wenn die Eingangsspannung größer als die vorgesehene Ausgangsspannung 
wird, folgt die Ausgangsspannung der Eingangsspannung, wird also größer 
als vorgesehen.

Ein StepDown-Wandler macht dir aus einer hohen Spannung eine kleinere 
Spannung. Wenn die Eingangsspannung unter die gewünschte 
Ausgangsspannung sinkt wird auch die Ausgangsspannung kleiner.

Ein SEPIC-Wandler vereint, wie oben schon geschrieben beide 
Wandlerarten.

Autor: ... (Gast)
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Tobi schrieb:
> hast du evtl. vorerst noch einen gleichwertigen Nicht-SMD Vorschlag
> für die Spule?

mmh, nicht wirklich, aber du kannst an diesen Spulen leicht Drähte 
anlöten und damit wie ein bedrahtetes Bauteil vewenden.

Autor: Tobi (Gast)
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Super.. danke für eure Antworten!

Der Link schaut auch sehr interessant aus.. das werde ich mir gleich 
noch genauer durchlesen.

Das mit dem Shutdown zum Energiesparen ist ein guter Punkt. Das ist mir 
in einer zweiten Version auch noch wichtig. Aber dazu reicht es ja 
glaube ich den Pin auf (Masse oder Vin.. bin ich nicht mehr sicher) zu 
ziehen. In einer späteren Schaltung kommt auch noch ein ATMega zum 
Einsatz der das dann übernehmen soll.

Autor: Frank Sw (luke-sw)
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jetzt ist es zwei mal beschrieben,
Naja, Doppelt hält besser und wiederholen festigt ;-)

... schrieb:
> jetzt verwenden will, hat zwar den richtigen Induktivwert (wobei der
>
> Nennstrom nur 200mA beträgt), aber diese Bauform ist absolut nicht für

o.K. deine Spule ist die Bessere

Frank

Autor: Tobi (Gast)
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... schrieb:
> mmh, nicht wirklich, aber du kannst an diesen Spulen leicht Drähte
> anlöten und damit wie ein bedrahtetes Bauteil vewenden.

ok dann werde ich das fürs erste so lösen. :)

Autor: ... (Gast)
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Tobi schrieb:
> Aber dazu reicht es ja
> glaube ich den Pin auf (Masse oder Vin.. bin ich nicht mehr sicher) zu
> ziehen.

Siehe Datenblatt:
SHDN (Pin 3): Shutdown. Pull high to shut down the
LT1301. Ground for normal operation.

ILIM (Pin 5) solltest du auch an in der Schaltung von Seite1 auf GND 
legen.

Autor: ... (Gast)
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achso, Conrad hat ziemliche Apothekenpreise. Du solltest vielleicht mal 
bei CSD schauen.

Autor: Tobi (Gast)
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Vielen Dank euch!!!

Jetzt ist mir einiges klarer!

Jetzt muss ich nur noch verstehen wo eigentlich die 5V genau erzeugt 
werden.. aber das steht sicher auf der Seite bei dem Link von Frank.

Macht schon ne Menge Spass Schaltungen aufzubauen. Nur merke ich immer 
wieder das mir einfach noch die Erfahrung fehlt um ein Gefühl der 
richtigen Dimensionierungen zu bekommen :)

Mfg Tobi

Autor: Tobi (Gast)
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Hallo nochmal,

also ich habe jetzt wie empfohlen die Schaltung auf Seite 1 aufgebaut 
mit Select an Masse. Nur irgendwie erhalte ich jetzt knappe 10V. Wie 
kann das sein?

hab ne SMD 33µH Drossel, die Diode 1N5817, und zwei LOW ESR 33µF Elkos. 
JA.. ich hab 2 33µF genommen erstmal weil die Heinis vom Conrad mir 
irgendwelche Dichtungen geschickt haben anstatt die 47µF Elkos. Aber 
mach das so viel aus? Hab auch mal einen 100µF zum Testen drangehängt 
und trotzdem an die 10V erhalten.

Ist die Schaltung wirklich auch für die 5V gedacht?

MfG
Tobi

Autor: ... (Gast)
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wie hoch ist deine Eingangsspannung?
wie hoch ist dein Laststrom?
Ist das IC selbst das, was du in deiner ersten Schaltung verwendet hast?
wie sieht dein Schaltungsaufbau aus? Kannst du ein Photo posten?

Autor: Tobi (Gast)
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hallo ...

habe es aufgebaut wie in Schaltung 1 in der PDF beschrieben.

IC ist der gleiche.

Wenn ich keine Last dran habe bekomme ich ca. 9,7V

Wenn ich ne LED mit vorwiederstand dranhänge bricht die Spannung auf 
3,7V zusammen = Einganspsannung des Lipo.

Mfg
Tobi

Autor: Tobi (Gast)
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ne stimmt gar nicht 8,7 Volt ohne Last .. aber wie egsagt habe nicht den 
47µF sondern einen 33µF drin. Aber scheinbar ist das Wurschd, da die 
Ausgangsspannugn auch bei einem 100µF den ich noch habe die gleiche ist. 
also auch 8,7V.

Mfg

Autor: ... (Gast)
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ob 47µ oder 33µ ist egal im Moment. Es könnte das IC sein, hast du noch 
eins zum tauschen?

Autor: Tobi (Gast)
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nein leider nicht.  :(

Autor: Tobi (Gast)
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bleibt wohl nix übrig als die alte Schaltung nochmals aufzubauen und zu 
testen ob wieder die erwarteten 5V rauskommen.
Mit der richtigen Drossel gings ja.

Autor: Tobi (Gast)
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hm.. nachdem ich jetzt die gesamte Schaltung nochmal überprüft habe 
denke ich das Problem gelöst zu haben. Scheinbar war eine Masseleitung 
auf dem Steckbrett nicht gut genug kontaktiert. Ist halt ned optimal so 
ein Steckbrett.

Jedenfalls erhalte ich jetzt 5,17V :) Danke dir ...

Mfg
Tobi

Autor: ... (Gast)
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Tobi schrieb:
> Mit der richtigen Drossel gings ja.

Nicht wirklich...!?

Aber schön das es jetzt funktioniert. Ja, Steckbrettaufbau ist bei 
Schaltregler nicht so optimal.

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