Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik NiMH Ladeschaltung schwingt


von Boris (skyperhh)


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Moin,

ich habe für zwei NiMH-Akkupacks (4 Zellen) je eine Ladeschaltung mit 
den LTC4010 http://cds.linear.com/docs/Datasheet/4010fb.pdf gebaut.

Eine erste Testschaltung mit anderen Mosfets lief auf anhieb sofort, das 
Layout war dabei nicht nach den Angaben / Empfehlungen von Seite 21 im 
Datenblatt optimiert. Dort ist eine ziemlich lange Liste ...

Beim Entgültigen Layout habe ich dann Versucht, die 
Vorgaben/Empfehlungen soweit wie möglich umzusetzen ...

Bei der Inbetriebnahme der oberen Ladeschaltung blinkten dann die LED's 
ca. alle 0,5 Sekunden kurz auf... Google / Linear hatten für dieses 
Problem eine Lösung in der FAQ 
http://cds.linear.com/docs/Product%20Info/10_Most_Asked_LTC4011_Questions.pdf 
zum LTC4010 ... Frage 3 - Antwort: 1uF am IC, evtl. noch weitere ... 
also auf die Platine zusätzlich 100nF und 1uF neben das IC gelötet. Im 
Layout sind die 1uF bereits als C17/C27 hinzugefügt, die 100nF "noch" 
nicht...

Danach keine Probleme mit der oberen Lade-Schaltung ...

Untere Schaltung bestückt und in Betrieb genommen...  und sie 
"schwingt", bzw. das Lade-IC hängt sich im ca. 0,5s. Takte auf und die 
LED's blinken, obwohl ich die beiden zusätzlich Kondensatoren einegbaut 
habe !!!

Also geschaut was noch geht... 10nF Ker. und 10uF Elko neben das IC 
gequetscht, zusätzlich noch den Eingangskondensator von 22uF auf 100uF 
vergrößert ... leider alles ohne Verbesserung für die Schaltung... die 
obere läuft ohne Probleme ... als letzte Massnahme habe ich dann die 
obere Schaltung abgeklemmt ... ohne Verbesserung für die untere 
Schaltung.

Dann habe ich mein Netzteil gegen ein größeres Labornetzteil 
ausgetauscht und mir am Netzteil die Betriebsspannung angeschaut.

Man sieht im Takt der LED's kleine Peaks auf der Versorgungsspannung 
(+12V) ... Genauer angeschaut, bricht die Spannung um bis zu 3V ein ... 
die Messungen am IC sahen ähnlich aus, auch konnte man dort die 
Nadelimpulse sehen... es scheint, als wenn die Blockkondensatoren keine 
Wirkung zeigen...

Hab in das Layout die einzelnen Strecken eingezeichnet im Bezug auf 
Seite 21 im Datenblatt ... Ground bei der oberen funktionierende 
Schaltung sollte ich dringend verbessern/verkürzen, der Weg ist sehr 
lang, nur funktioniert es leider ja ... Ground bei der zweiten Schaltung 
ist dagegen kürzer... und funktioniert nicht!!! ARGH!

So langsam gehen mir die Ideen aus... ich hoffe auf Eure Tipps und 
Anregungen zu dem Problem.

Danke & Schönen Abend!

Gruß

Boris

von skyperhh (Gast)


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Keiner eine Idee?

von Der (Gast)


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Hier ein paar Anregungen:

1) Der zeitliche Verlauf passt zur Grafik oben rechts auf Seite 6.

2) Der Tiefpass für V_Cell hat eine Grenzfrequenz von ~640Hz. Nach dem 
Datenblatt auf Seite 15/16 sollte er eine Grenzfrequenz von weniger als 
500 Hz haben.

3) War in der Testschaltung auch eine Masseflächen unter den Spulen? 
Kann manchmal Probleme machen.

4) Welche MOS-FETs hast du in der Testschaltung verwendet? Kannst du 
diese zum Testen auf dieses Board löten? Evtl. mit Fädeldraht.

Gruß
Der

von skyperhh (Gast)


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Guten Morgen,

das klingt schon mal gut....

Zu 1.) ... die Bilder sind von der Betriebsspannug, die bricht auf Grund 
des Schaltens übel ein... ich denke, da muss ich einfach mehr 
Stützkondensatoren vorsehen.

Zu 2.) Hatte ich die Werte aus dem Datenblatt übernommen, werde Sie mal 
anpassen.

Zu 3.) War auch eine Massfläche unter der Spule ... werde ich mal ändern 
und weglassen, danke für den Tipp.

Zu 4.) Puh, in der Testschaltung hatte ich MOSFET's die eine höhere 
Gatespannung hatten, deshalb wurden die auch sehr warm, waren dazu noch 
im TO220 Gehäuse und etwas fliegend an die Schaltung angeschlossen... 
die beiden Typen sind aus der Design Note 
http://cds.linear.com/docs/Design%20Note/dn380f.pdf

Meine Überlegung, auf der Rückseite große Kupferfläche als Masse, mit 
Aussparung unter der Spule und für das IC zusätzliche Kondensatoren für 
die Versorgungsspannung 10nF, 100nF, 1uF und 10uF spendieren...

Vielen Dank für die Anregungen :-)



Der schrieb:
> Hier ein paar Anregungen:
>
> 1) Der zeitliche Verlauf passt zur Grafik oben rechts auf Seite 6.
>
> 2) Der Tiefpass für V_Cell hat eine Grenzfrequenz von ~640Hz. Nach dem
> Datenblatt auf Seite 15/16 sollte er eine Grenzfrequenz von weniger als
> 500 Hz haben.
>
> 3) War in der Testschaltung auch eine Masseflächen unter den Spulen?
> Kann manchmal Probleme machen.
>
> 4) Welche MOS-FETs hast du in der Testschaltung verwendet? Kannst du
> diese zum Testen auf dieses Board löten? Evtl. mit Fädeldraht.
>
> Gruß
> Der

von Stefan Zimmermann (Gast)


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Hi!

Wieder nur Anregungen, einen offensichtlichen Fehler sehe ich nicht...

5) Wenn du die Schaltung nicht mit Strom versorgst und keine Batterie 
angeschlossen hast, wie hoch ist dann der Widerstand zwischen den 
Anschlüssen von C14 / C24? Er müsste kurze Zeit gering sein und sich 
dann erhöhen weil sich der Elko auflädt.

6) Viele parallele Kondensatoren mit unterschiedlichen Kapazitäten und 
Technologien (Elko, Keramik, ...) können Schwingkreise aufbauen.
Ich würde zum Testen die Kondensatoren an der Betriebsspannung ändern:
Nur einen großen Elko (1000 µF oder mehr) und parallel dazu einen 
100 nF Keramik einbauen. Die Dioden D11 / D21 von der Betriebsspannung 
überbrücken.


Falls du die Lösung gefunden hast würde mich das sehr interessieren.

von skyperhh (Gast)


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Zu 5.) Werde ich mal messen, bzw. werde ich am Layout mal die Rückseite 
zur besseren Spannungsversorgung nutzen...

Zu 6.) Wollte am IC direkt alles Keramix nehmen, also 10nF bis 1uF oder 
10uF, evtl. auch noch einen kleinen Widerstand mit in die Zuleitung des 
IC's für die Versorgungsspannung. Das IC hat eine Stromaufnahme von 5mA 
bis 9mA...

Der Schaltung größere Eingangskondensatoren zu spendieren hab ich auch 
schon überlegt gehabt... die Dioden würde ich ungern überbrücken, damit 
die beiden Schaltung untereinander Versorgungstechnisch entkoppelt sind, 
bzw. zu Zeit ist die obere ausgelötet und die untere Schaltung schwingt 
alleine vor sich hin...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Eventuell beide MOSFETs vertauscht?

von skyperhh (Gast)


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Nee,

da ich den oberen Schaltplan 1:1 kopiert habe und dann nur die Bauteile 
umnummiert habe, glaube ich an sowas eigentlich nicht... dazu kann man 
auf der Betriebsspannung das Schalten sehen, was auch gleichzeitig zum 
Einbruch der Betriebsspannung führt... aber ich werd es trotzdem 
kontrollieren, manchmal sieht man ja die dümmsten Fehler selber nicht. 
Danke :-)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Dann neu aufbauen.

von skyperhh (Gast)


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So... endlich etwas Zeit gehabt, sich der Sache weiter anzunehmen...

1. Neues Layout für die Schaltung, Fläche unter den Induktivitäten 
freigestellt, kürzere Wege für die Versorgungsspannung und Masse

2. Nach dem Hinweis von "Der", die Kondesatoren C15 & C25 auf 10nF 
reduziert, damit liegt die Grenzfrequenz wie gefortert unter 500Hz... 
Danke für den Hinweis.

3. Kette aus Keramic-Kondensatoren für die IC-Versorgungsspannung, 10nF, 
100nF, 1uF und 10uf

4. Zwei 470uF Kondensatoren vor den Dioden zur Stützung der 
Versorgungsspannung

Die beiden Schaltung aufgebaut und erfolgreich in Betrieb genommen.

von Sven S. (schwerminator)


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Hi Boris,

könntest du nochmal die letzte Version deines Schaltplans und Layouts 
hochladen?

von skyperhh (Gast)


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Schaltplan und das Layout, also Ausdruck mit Bestückung...

von Sven S. (schwerminator)


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Super, vielen Dank!

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