Hallo,
ich habe ein Problem mit dem Step-Down Schaltregler P3596-L5.0 (5V out,
3A). Ich habe mit einer rein ohmschen Last von ca. 100 Ohm einen Strom
von 50mA.
Im Angehängten Oszi Bild ist Blau die stabilisierte Ausgangsspannung von
5V zu sehen. Grün ist zwischen Spule und Ausgang des Schaltreglers
gemessen. Wie man sehen kann, sind dort Gaps und reine ON-Zeiten zu
sehen.
Diese wirken sich auch als Peaks auf der Ausgangsspannung aus. Ich habe
schon versucht einen größeren Kondensator einzubauen, aber das hat auch
nichts geholfen.
Hoffentlich kann mir jemand von euch helfen meine Regelschleife zu
verbessern.
Gruß,
Chris
Ein echtes Regelproblem sehe ich grad keins. Bei 50mA läuft er offenbar
im diskontinuierlichen Betrieb, das könnte den Zyklus erklären.
Wenn die Peaks stören: L/C-Filter dahinter, siehe Datasheet vom LM2596
(dem der P3596 "nachempfunden" ist).
Etwas komisch sieht das schon aus, immerhin scheint der 2 Zyklen nahezu
100% zu machen und dann 5-7 Zyklen nahezu 0%. Die LM257x machen sowas
nicht.
Die Spikes sehen nach einem falschen Masseanschluss des Tastkopfs aus,
wodurch dieser Aufgrund der Stromimpulse sich Störungen einfängt.
Mach mal ein Foto vom Aufbau.
Hier sind noch ein paar Tips zum Layout zu finden:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler
Danke schon mal für die Seite.
Ich denke nicht, dass es ein falscher Masseanschluss ist. Das passt
alles soweit. Ich habe allerdings noch ein zusätzliches Problem. Der
Strom steigt nach einer gewissen Zeit stark an (läuft dann in die
Strombegrenzung des Netzteils ~0,5A momentan).
An der 5V Versorgungspannung hängt momentan nur ein MAX232 und einige
Kapazitäten gegen Masse. Der Strom am Anfang ist ca. 10mA und steigt
zunächst sehr langsam und schließlich sehr schnell. Die 0,5A sind nach
ca. einer Minute erreicht...
Ich gebe aber zu das mein Layout nicht gut ist. Da muss ich
wahrscheinlich noch Nachbessern.
Ist aufjedenfall sehr seltsam.
@Benedikt: Der Regler zieht die 0,5A. Habe dabei mal das Regelverhalten
beobachtet. Die 0% und 100% Zeiten nehmen bei steigendem Strom zu. Kann
es sein, dass die Spule Probleme machen kann? Ich hatte mal was über
Sättigung des Ferrits gelesen.
@A.K.: Hm, also warm wird eigentlich nix... Die Spannung bricht halt
auch zusammen, wenn die Strombegrenzung rein geht (auf ca. 2,5V).
Ich denke es ist am besten wenn du mal ein Foto vom Aufbau machst. Eine
Spule die bei knapp über 100mA in die Sättigung geht müsste sehr klein
sein, und ich kann mir nicht vorstellen, dass du solch eine Minispule an
einen 3A Regler verbaut hast.
PS: Ich habe mal ein Bild von einem LM2575 gemacht, der mit etwa 17V
läuft und 5V 50mA liefert. So sollte es auch aussehen.
PPS: Was an deiner Messung auffällt ist, dass in den 2 Takten nach den
100% Takten der Strom anscheinend recht hoch ist (was ja auch irgendwie
klar ist), denn in diesen Takten sieht man kein Ausschwingen der
Spannung wenn der Strom auf 0 abgefallen ist.
Die Regelung scheint also periodisch außer Tritt zu geraten.
Nein die ist nicht geheim ;)
Hab die bei Reichelt bestellt: 77A 330µ
Allgemeines:
Typ Funkentstördrossel
Aufbau mehrlagige Wicklung
Bauform 77A (High Current Suppression Coil)
Toleranz +/- 20%
Material Ferritkern
Elektrische Werte:
Induktivität 330 µH
Strom 1,4 A
Widerstand 500 mOhm
Diese Spule ist nicht wirklich optimal für Schaltnetzteile, denn wie der
Name schon sagt ist das eine Funkentstördrossel. Trotzdem sollte sie
aber eigentlich auch nicht in die Sättigung gehen.
So was ähnliches hatte ich auch mal!
Kurzzeitig 100%, dann wieder einige Zyklen 0% usw.
Damals lags daran, daß der Regler einen Überstrom erkannt hatte und dann
abschaltete.
Hat dein Reglerbaustein evtl. eine Überstromerkennung "an Bord"?
Ich habe nur die 77A mit 100µH, 2,5A hier, aber die läuft zumindest an
einem LM257x problemlos.
In die Sättigung geht sie ziemlich genau ab 2,5A. Wenn sich die 330µH
Spule genauso verhält, dann sollte sie mindestens 1A problemlos
schaffen.
Die Frequenz liegt bei dir bei etwa 160kHz. Die 2 Takte lang 100%
ergeben also rund 12µs Einschaltdauer. 12V, 330µH und 12µs ergeben rund
440mA Spulenstrom. Die Spule dürfte also nicht in die Sättigung gehen,
so dass man das als Ursache ausschließen kann.
Von daher sehe ich nur 2 mögliche Fehler:
- Das Layout ist schuld (was man mit einem Foto klären könnte)
- der P3596 macht Mist
Hm, was für eine Spule könnt ihr mir empfehlen? Dann würde ich die Spule
tauschen. Hab momentan auch keine andere zur Hand ums auszuprobieren.
@Netzschaltteil: Wie hast du dein Problem in den Griff bekommen?
L-PISR 100µ für den P3596, bzw. L-PISR 220µ falls du zum LM2576
wechselst.
Bei dem Layout wundert mich aber garnichts. Schlechter gehts kaum...
Schau dir mal den Link zu der Seite von Lothar Miller an, den ich weiter
oben gepostet habe.
Das ist nun deutlich besser. Jetzt noch die L-PISR Spule rein und es
sollte funktionieren.
Das Hauptproblem dürfte C3 gewesen sein, denn der ist beim alten Layout
viel zu weit weg, so dass der Regler aufgrund der Leitungsinduktivität
dahin in jedem Takt einen ordentlichen Spike bekommt und daher die
Regelung durcheinander bringt. Das sind auch genau die Spikes, die du
gemessen hast.
In dem neuen Layout hast du das richtig gelöst: Von der Spule zum
Kondensator und von dort aus zum Feedbackpin.
Ein paar kleine Details würde ich noch ändern um das ganze perfekt zu
machen. Es gibt diese 2 Kreise. Der Bereich den beide Kreise gemeinsam
haben, also die Spule und der Ausgangskondensator, die sind nicht ganz
so kritisch, denn in diesem Bereich fließt in beiden Kreisen der Strom.
Eine zusätzliche Leitungsinduktivität in Reihe zur Spule stört daher
nicht so sehr.
Wichtiger ist der Bereich, den nur einer der beiden Kreis abdeckt, denn
in diesem fließt nur in der Einschalt bzw. Abschaltphase ein Strom. Von
daher sollte die Diode so nahe wie möglich an den Regler, damit diese
den Strom der Spule übernehmen kann, ohne dass an der Leitung zwischen
Diode und Regler kurzzeitig eine Spike aufgrund der Leitungsinduktivität
entsteht.
Dazu würde ich die Leitung von C4 zu Pin 1 unterhalb von der Diode
legen, und die Diode direkt an Pin 2 anschließen. Von dort aus dann zur
Spule.
Super, vielen Dank an alle - besonders dir Benedikt. Heute wieder viel
dazugelernt.
Ich werde morgen die ganze Sache mal aufbauen. Hoffentlich funktionierts
dann. Die Spule wird wohl erstmal noch warten müssen aber ich denke,
dass ich die vielleicht gegen Ende der Woche habe.
Ich sag dann noch bescheid obs funktioniert hat =)
Tschau
Ich habe jetzt herrausgefunden warum der Strom auf meiner Platine immer
angestiegen ist. Lang an einem defekten Tantal Kondensator.
Ich habe die Schaltung des Schaltreglers neu aufgebaut und an meine
Platine angeschloßen, mit der Funkentstördrossel. Die Regelaussetzer (0%
und 100%) sind immer noch vorhanden, außer wenn keine Last am Regler
hängt.
Bei keiner Last sind nur zyklisch die abklingenden Schwingungen zu
sehen.
Die Aussetzer nehmen mit steigenden Strom zu. Bei etwa 170mA sind diese
ausschließlich zu sehen. Der Schaltregler wird außerdem richtig warm
dabei, und das bei 170mA und 12V Eingangsspannung.
Meine nächste Hoffnung ist wohl die Spule.
Ich würde erst mal noch auf das zweitwichtigste Bauteil des
Schaltnetzteils tippen - den Kondensator.
Billige Elkos haben einen hohen ESR und können nur mit geringen
Stromrippeln beaufschlagt werden. Daraus resultiert ein hoher
Spannungsrippel der wiederum deinen Regler stören kann (so wie der
falsche Abnahmepunkt deiner Rückkoppelung).
Außerdem wird ein schlechter Kondenstor bei gleichem Stromrippel viel
wärmer und verliert seinen Elektrolyten.
Such dir einen Typen mit niedrigem ESR oder viele schlecht Elkos
parallel schalten.
Hallo,
ich habe inzwischen ein neues Layout gemacht mit genannter Spule und low
ESR Kapazitäten von Reichelt. Außerdem bin ich jetzt auf den LM2575 T5,0
umgestiegen. Das Boardlayout ist im Anhang zu finden.
Den aufgebauten Schaltregler habe ich zum einen mit eine Last von ca.
120 Ohm belastet und zum anderen mit ~40 Ohm. Im Prinzip sehen die Oszi
Bilder schon etwas besser aus, aber mich stören weiterhin die Peaks auf
der Ausgangsspannung und zum anderen das die Schwingvorgänge bei höheren
Strömen verschwinden.
Nimm mal den Masseclip vom Oszi aus der Messung raus, d.h. vom Tastkopf
die Spitze abmachen und mit dem Massering so dicht wie möglich an GND
ran, keine 10-20cm Schleife rein. Wenn du Glück hast gibt es für den
Tastkopf eine Massefeder für diesen Zweck. Steile Flanken bringen
Tastköpfe ganz gern zur Oszillation.
Ausserdem sollte der Tastkopf dabei etwas Distanz zur Spule haben, um
sich nicht dadurch was einzufangen.
Die Oszillationen bei sehr niedriger Last sind dagegen völlig normal.
Das kommt vom bei niedriger Teillast schlecht vermeidbaren
diskontinuierlichen Betrieb. Steht m.W. auch irgendwo im Datasheet, bei
einem dieser Simple Switcher sogar mit Bild.
Ich hätte das ja nicht geglaubt, dass die Messspitze direkt am Ausgang
des LM2575 solche Störungen einkoppelt. Funktioniert jetzt einwandfrei -
saubere Ausgangsspannung - so hatte ich mir das vorgestellt!
Vielen Dank A. K.
schaltregler.png
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