Ich versuche mich an den Schaltplan des Datenblattes eines LM2596 zu halten um einen StepDown von 12V zu 5V zu bauen, meine Stromquelle liefert hierzu 2A. Dabei möchte ich nicht einfach eine Kopie dessen erstellen, sondern etwas mehr davon verstehen und hoffe auf eure Hilfe, da ich mit meinen Recherchen an meine Grenzen gestoßen bin. 1. Diode In dem Schaltplan wird die Diode 1N5824 verwendet. Worauf muss ich bei der Wahl der passenden Diode achten? Es werden nach meinem Verständnis maximal 12V in den Stromkreis gebracht. Der 1N5824 hat ein IFAV von 5.0A. Was genau sagt mir das? Bzw. wie muss ich meine Wahl treffen? Ich würde denken, dass 2.0A auch reichen müssten. Und was bedeutet der IFSM? Nach meinem Verständnis müsste der SB530 (https://www.reichelt.com/de/en/schottky-diode-do201-30-v-5-a-sb-530-p16063.html?) genauso funktionieren, oder? Während der BAT42 mit einem IFAV von 0.2A nicht reicht, korrekt? 2. Spule Ich möchte eine möglichst kompakte Spule verbauen. Deshalb bin ich auf den L-1008F (https://www.reichelt.com/de/en/smd-inductor-1008f-ferrite-33-l-1008f-33-p86516.html?&trstct=pol_2) gekommen, welcher eine SMD Bauform mit den angegebenen 33µH hat. Dabei sehe ich, dass der vom Typ "Fixed inductance" ist. Im Gegensatz dazu gibt es den L-PISG 33µ (https://www.reichelt.com/de/en/smd-power-inductor-pisg-ferrite-33-l-pisg-33-p86528.html?&trstct=pol_9) als "Power inductance". Was ist der Unterschied zwischen "Fixed" und "Power"? Und welcher ist in diesem Anwendungsfall angebracht?
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19 KB
Jay M. schrieb: > Und welcher ist in > diesem Anwendungsfall angebracht? Eine Spule die bei den veranschlagten Strom noch eine Spule ist und nicht nur ein irgendwie gearteter Widerstand. Das mickrige SMD Spülchen das du gezeigt hast wird das nicht sein.
Jay M. schrieb: > meine Stromquelle liefert hierzu 2A. Nein. Sondern: Deine Spannungsquelle liefert bis zu 2 Ampere. Eine Stromquelle mit 2 Ampere würde dir deine Schaltung töten.
Dann habe ich es mit der Spule nicht verstanden. Ich dachte es geht um die Induktivität. Diese ist im Datenblatt mit 33 µH angegeben. Genau eine solche Spule habe ich gewählt. Wie muss der Widerstand denn dimensioniert sein? Ehrlich gesagt finde ich auch nichts mit einem größeren Widerstand.
Muß das wirklich ein 20 Jahre altes IC sein? Wenn das kompakt werden soll, mußt Du auf ein "neueres" Modell mit deutlich höherer Taktfrequenz wechseln. Alleine die 220uF am Ausgang sind horrend. Passendere Modelle wären wohl so was wie LM22670, LM22673, LM22676, LM22677, etc.
Die Spule soll einen möglichst geringen Innenwiderstand haben. Je geringer der Innenwiderstand, umso weniger Energie verheizt die Spule. Die Spule muss genug Energie speichern können. Wenn die Spule mit gesättigt wird, sinkt ihre Induktivität schlagartig. Wenn die Spule nicht genug Energie zwischenspeichern kann, wird die Ausgangsspannung der Schaltung wellig (ripple). In ungünstigen Fällen kann es auch passieren, dass das IC den Stromfluss nicht schnell genug unterbrechen kann und dann kommt es zu einer Überspannung am Ausgang. Die Diode muss den Strom vertragen. Auch sie soll einen möglichst geringen Innenwiderstand und eine möglichst geringe Fluss-Spannung haben, wegen der Verluste. Sie muss schnell genug abschalten (wenn der Strom in Richtung Null absinkt), damit beim nächsten Aufladen der Spule kein Kurzschluss durch die Diode entsteht. Oft werden Shottky Dioden empfohlen. Bedenke aber, dass noch lange nicht alle Shottky Dioden schnell sind und dass auch nicht alle Shottky Dioden bei einigen Ampere noch eine geringe Durchbruchsspannung haben. Ich finde nicht schlimm, dass die LM25xx Chips alt sind. Neuere Chips arbeiten mit höheren Frequenzen und stellen daher höhere Ansprüche an Spule, Kondensator, Diode und Layout. Die LM25xx sind noch so gutmütig, dass man sie problemlos auf Lochraster löten kann. Man sollte darauf achten, dass die GND Leitungen wie im Datenblatt beschrieben sternförmig zusammen laufen und dass man keine Schleifen baut, weil diese HF Störungen in die Umgebung abstrahlen würden.
Jay M. schrieb: > Worauf muss ich bei der Wahl der passenden Diode achten? Der nötige Strom, schnelle Schaltzeit, geringer Spannungsabfall, die Schottky ist schon gut. Jay M. schrieb: > Ich würde denken, dass 2.0A auch reichen müssten Nein, der LM2596 begrenzt den Strom (beispielsweise am Anfang beim Aufladen des Ausgangselkos oder bei Kurzschluss) erst irgendwo zwischen 3.5A und 7.5A und das muss die Spule aushalten (im Kurzschlussfall dauerhaft aber mit kleinem duty-cycle). Jay M. schrieb: > meine Stromquelle liefert hierzu 2A. Dann nimm einen kleineren Schaltwandler, damit nicht gleich beim hochlaufen zum Aufladen des Ausgangselkos dein Netzteil in der Spannung einbricht und der Schaltregler wegen undervoltage lockout wieder abschaltet. Jay M. schrieb: > Was ist der Unterschied zwischen "Fixed" und "Power"? Die fixed hat keine Power, verträgt gerade mal 120mA, weit weg von den bis zu 7.5A die der LM2596 hindurchschickt (und produziert nebenbei durch ihre Stabform ein massives Magnetfeld, Prinzip Mittelwellensender). Die andere reicht mit 580mA übrigens auch nicht. Nimm einen kleineren Schaltregler der schon den Impuls bei geringerem Strom abschaltet, damit du kleinere Spulen und Dioden nutzen kannst und mit deinem 2A Netzteil auskommst. Gibt dann natürlich auch weniger als 3A Ausgangsstrom. Beim MC34063 kann man den maximalen Strom durch die Spule und den maximalen Strom den er aus dem Eingang zieht übrigens schön durch einen Widerstand einstellen und sich damit viel besser an Notwendigkeit und Bauteile anpassen als mit diese fix-und-fertig-Festreglern.
Jay M. schrieb: > Diese ist im Datenblatt mit 33 µH angegeben. Genau eine solche Spule > habe ich gewählt. Du kaufst auch einen 33uF Kondensator, wenn 33uF gefordert werden ? Nein, du achtest auf die nötige Soannungsfestigkeit (das ist bei Dpulen der Strom) und wenn du Verluste gering halten willst auf niedrigen ESR (ebenso bei Spulen) und wenn er lange leben soll auf den zulässigen maximalen Ripplestrom (bei Spulen die Spannung, oder die Erwärmung, oder den zulässigen Dauergleichstrom) und wenn er bei hohen Frequenzen noch als Kondensator wirken soll auf eine Tesonanzfrequenz deutlich über der Nutzfrequenz (bei Spulen genau so). Man achtet als Elektronikentwickler nicht nur auf den Preis.
Stefanus F. schrieb: > Oft werden Shottky Dioden empfohlen. Bedenke aber, dass noch lange nicht > alle Shottky Dioden schnell sind und dass auch nicht alle Shottky Dioden > bei einigen Ampere noch eine geringe Durchbruchsspannung haben. https://de.wikipedia.org/wiki/Walter_Schottky https://de.wikipedia.org/wiki/Schwellenspannung
MaWin schrieb: > Nein, der LM2596 begrenzt den Strom (beispielsweise am Anfang beim > Aufladen des Ausgangselkos oder bei Kurzschluss) erst irgendwo zwischen > 3.5A und 7.5A und das muss die Spule aushalten Woher weißt du, dass der LM2596 bei 3.5-7.5A begrenzt? Ich sehe diese Angabe nicht...
Jay M. schrieb: > MaWin schrieb: >> Nein, der LM2596 begrenzt den Strom (beispielsweise am Anfang beim >> Aufladen des Ausgangselkos oder bei Kurzschluss) erst irgendwo zwischen >> 3.5A und 7.5A und das muss die Spule aushalten > > Woher weißt du, dass der LM2596 bei 3.5-7.5A begrenzt? Ich sehe diese > Angabe nicht... Datenblatt S.6 I_CL.
Figure 5 und 8 auf den Seiten 16 und 17: Gehen wir von einem current load von 2A aus bei einem maximalen Input von 12V, so wird ein Induktor L32 empfohlen mit 33µH und 2.5A. Ich würde also eine L09HCP Spule (https://www.reichelt.de/vertical-inductor-09hcp-ferrite-47-h-l-09hcp-47-p138661.html?) wählen mit 47 µH, 0,054 Ohm und 3A. Als Widerstände: 330µF/35V am Eingang und 180 µF/35V am Ausgang (Figure 2, Seite 12) Weiterhin wird dann eine Schottky Diode von einer 3A Diode mit 20V und 3A empfohlen (Figure 11, Seite 18). Damit würde ich eine 1N5820 wählen. MaWin schrieb: > Nein, der LM2596 begrenzt den Strom (beispielsweise am Anfang beim > Aufladen des Ausgangselkos oder bei Kurzschluss) erst irgendwo zwischen > 3.5A und 7.5A und das muss die Spule aushalten Deshalb verstehe ich die bis zu 7.5A nicht.
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Bearbeitet durch User
Jay M. schrieb: > Deshalb verstehe ich die bis zu 7.5A nicht Zwar fliessen bei einem Laststrom von 2A nur unter 2.5A in der Spule, aber es fliesst ja nicht immer nur 2A: Beim einschalten muss erst mal der Ausgangselko aufgeladen werden und da liefert der Schaltregler alles was er kann und da muss die Bauteilauslegung immer noch funktionieren und auch bei Kurzschluss. Vergleiche 7805 Trafonetzteil: wenn man nur 0.5A zieht, könnte man glauben dass ein Trafo mit 1A~ reicht. Wenn aber ein Kurzschluss am Ausgang vorliegt, lässt ein 7805 auch mal 2.5A durch, und dann darf das Netzteil nicht das Haus abbrennen. Man brauch also einen 4.2A~ Trafo oder einen Überlastungsschutz durch eine (Temperatur-)Sicherung.
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