LM2594HV-ADJ-Spannungsregler: Ausgangsspannung bricht ein bei Last

OP #4289784
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Hallo Reiter der Unendlichkeit.

Hab hier ein Projekt in dem ich einen Hochspannungsregler(LM2594-HV) 
verwenden muss um aus 12-40V-> 8V zu regeln. Das klappt soweit auch ohne 
Last.
Teste ich jetzt die Verschaltung mit Hilfe einer elektronischen 
Last(vorgesehen sind bis zu 300mA), bricht der Regler ab 100mA zusammen 
auf unter 5V und die Spule fängt an zu pfeifen.  Da die Spannung bei 40V 
eher dropped(80mA), als bei 12V(130mA) gehe ich mal unter anderem davon 
aus, dass ich den Regler kühlen muss, da er ja doch eine ordentliche 
Leistung erbringen muss.

Die Spule im Schaltplan ist nicht aktuell. Hab Mittlerweile eine größere 
drinne.

Was könnte ein anderes Problem sein?

Danke im Voraus

Grüße
Fais
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OP #4289870
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hinz schrieb:
> Faisal A. schrieb:
>> Die Spule im Schaltplan ist nicht aktuell. Hab Mittlerweile eine größere
>> drinne.
>
> Das nenn ich mal eine genaue Typenbezeichnung. Und das Layout ist auch
> mal wieder unsichtbar.

Die neue Spule ist eine 330uH/0,32A SMD Spule.

Das Layout im Anhang. Etwas unübersichtlich,da das ganze Projekt schon 
drauf ist.
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Gast #4289886
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Faisal A. schrieb:
> Das Layout im Anhang.

Das ist kein Layout, das ist ein Bestückungsplan.

- Feedback Anordnung zu lang (macht eine riesige Schleife)?
- schlechte Drossel?
- Layout allgemein Mist ?

Im Zweifel an die Application Notes des Datenblatts halten.
Ist bei National Semiconductor sehr schön beschrieben.
OP #4289904
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7uptrinker schrieb:
> Hallo,
>
> Gehe mal davon aus, dass Deine Spülen in Sättigung geht. Abgesehen davon
> dürfte sie einen sehr großen R-DC haben. Was für hohe Verluste sorgt.
>
> Gruß
>
> 7up


Die geht bei 100mA schon in Sättigung??

Hatte leider das Layout net zu Hand gerade, daher der Bestückungsplan. 
Aber man sieht ja ungefähr die Anordnung . Die Bahnen sind 
dementsprechend kurz gehalten.

Feedback-C habe ich schon direkt am Pin gelötet..hat aber nichts 
gebracht.

Layout könnte allgemein Mist sein.

Was mich jedoch immernoch stört, ist die Drossel. Kann die bei 100mA 
schon in Sättigung gehen?

Grüße
Gast #4289957
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Faisal A. schrieb:
> Kannst du mir bitte das Layout und den Schaltplan dazuschicken?

Nein kann ich nicht.

Der Schaltplan ist nichts anderes als eine Umsetzung einer
Aplication Note (TI oder NS).

Das Layout ergibt sich selbstredend aus dem Bild.
Auf der Rückseite gibt es keine Bauteile.
Die Masse ist (ausser auf der Oberseite) ein durchgehende
Schicht auf der Zwischenlage.

Die Drossel die keine anständigen Kurven im Datenblatt liefert
kann man auch nicht "getrost" verwenden.
Gast #4289958
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Faisal A. schrieb:
> Kannst du mir bitte das Layout und den Schaltplan dazuschicken?

die hatte er gerade nicht zur Hand, deshalb hat er das Bild geschickt. 
Aber man kann ja sehen, dass die Leiterbahnen dementsprechend kurz sind 
... sorry ... aber den konnte ich mir jetzt nicht verkneifen ;-)
(Firma: Schweigstill IT) Persönliche Seite #4289962
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Der Diodentyp "40V/1A" ist mir auch gänzlich unbekannt. Außerdem bin ich 
nicht mehr im geringsten bereit, irgendwelche Leute zu unterstützen, die 
hier irgendein Problem schildern, aber gleichzeitig Nebelkerzen werfen, 
um möglichst große Teile ihrer unglaublich geheimen Schaltung zu 
verstecken. Da habe ich überhaupt keine Lust, um mehr Informationen zu 
betteln.
Gast #4289964
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hinz schrieb:
> Die sollte eigentlich für knapp 200mA Ausgangsstrom bei 40V-->8V gut
> sein.

Das hilft überhaupt nichts, die Drossel kann für 100 Ampere gut
sein und trotzdem nicht funktionoieren wenn sie bei 150 Khz
keine Drossel mehr ist. Die wahren Verhältnisse verschweigt
uns das Datenblatt.
Gast #4289977
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Bei mir geht's aufs erste Mal schrieb:
> hinz schrieb:
>> Die sollte eigentlich für knapp 200mA Ausgangsstrom bei 40V-->8V gut
>> sein.
>
> Das hilft überhaupt nichts, die Drossel kann für 100 Ampere gut
> sein und trotzdem nicht funktionoieren wenn sie bei 150 Khz
> keine Drossel mehr ist. Die wahren Verhältnisse verschweigt
> uns das Datenblatt.

Die liegt nicht meilenweit neben vergleichbaren Drosseln anderer 
Hersteller:


http://www.fastron.de/image-show/50/PIS2816.pdf
OP #4290017
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Bei mir geht's aufs erste Mal schrieb:
> Faisal A. schrieb:
>> Kannst du mir bitte das Layout und den Schaltplan dazuschicken?
>
> Nein kann ich nicht.
>
> Der Schaltplan ist nichts anderes als eine Umsetzung einer
> Aplication Note (TI oder NS).
>
> Das Layout ergibt sich selbstredend aus dem Bild.
> Auf der Rückseite gibt es keine Bauteile.
> Die Masse ist (ausser auf der Oberseite) ein durchgehende
> Schicht auf der Zwischenlage.
>
> Die Drossel die keine anständigen Kurven im Datenblatt liefert
> kann man auch nicht "getrost" verwenden.


Kannst du mir vielleicht das Datenblatt zur verwendeten Spule zu senden? 
:-D

Danke
Gast #4290417
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Zur Erleichterung folgender Überlegung gehen wir mal von folgenden Daten 
aus:
U-In = 20V
U-Out = 10V
I-Out = 300mA
Tastverhältnis = 50%
Wirkungsgrad = 1


Während der An-Zeit wird der Ausgang über die Spülen vom Eingang 
versorgt - gleichzeitig lädt sich die Spule mit magnetischer Energie 
auf. In dem Fall stehen an der Spülen sozusagen 10V bei 300mA. Diese 10V 
gibt die Spule während der Aus-Zeit dann an den Ausgang bei 300mA ab.
Dafür würde die von Dir gewählte Spule passen.

Angenommen das Tastverhältnis ist aber nur 25% (25% An-Zeit zu 75% 
Aus-Zeit):
Dann muss während der An-Zeit der gesamte Strom für 100% durch die 
Spule. Also 600mA - 300mA in die Last, 300mA in die Kondensatoren am 
Ausgang, 600mA bleiben bei 10V wieder an der Spule. Die Spule gibt dann 
zu beginn der Aus-Zeit wieder 600mA ab - 300mA in die Last, 300mA in die 
Kondensatoren. Die Kondensatoren müssen dann 300mA in die Last liefern 
während weder vom Eingang noch von der Spule Energie kommt. Spulenstrom 
wäre dann also 600mA. Deine Spule läuft gnadenlos in die Sättigung, die 
Ausgangsspannung steigt schnell an, der Controller schaltet ab, der 
Ausgang bricht zusammen... Alternativ merkt der Controller das aber auch 
über den Spulenstrom.

Diese Überlegung ist aber nur als ganz grober Anhaltspunkt zu bewerten! 
Die Zahlen sind schön dargestellte Mittelwerte und der Wirkungsgrad war 
1. Außerdem sind keine weiteren Bauteile wie z.B. die Diode 
berücksichtigt.

Gruß

7up

PS: wenn mal wieder spülen statt Spule drin steht liegt das an der 
tollen Worterkennung meines Tablett....
OP #4290883
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7uptrinker schrieb:
> Zur Erleichterung folgender Überlegung gehen wir mal von folgenden Daten
> aus:
> U-In = 20V
> U-Out = 10V
> I-Out = 300mA
> Tastverhältnis = 50%
> Wirkungsgrad = 1
>
>
> Während der An-Zeit wird der Ausgang über die Spülen vom Eingang
> versorgt - gleichzeitig lädt sich die Spule mit magnetischer Energie
> auf. In dem Fall stehen an der Spülen sozusagen 10V bei 300mA. Diese 10V
> gibt die Spule während der Aus-Zeit dann an den Ausgang bei 300mA ab.
> Dafür würde die von Dir gewählte Spule passen.
>
> Angenommen das Tastverhältnis ist aber nur 25% (25% An-Zeit zu 75%
> Aus-Zeit):
> Dann muss während der An-Zeit der gesamte Strom für 100% durch die
> Spule. Also 600mA - 300mA in die Last, 300mA in die Kondensatoren am
> Ausgang, 600mA bleiben bei 10V wieder an der Spule. Die Spule gibt dann
> zu beginn der Aus-Zeit wieder 600mA ab - 300mA in die Last, 300mA in die
> Kondensatoren. Die Kondensatoren müssen dann 300mA in die Last liefern
> während weder vom Eingang noch von der Spule Energie kommt. Spulenstrom
> wäre dann also 600mA. Deine Spule läuft gnadenlos in die Sättigung, die
> Ausgangsspannung steigt schnell an, der Controller schaltet ab, der
> Ausgang bricht zusammen... Alternativ merkt der Controller das aber auch
> über den Spulenstrom.
>
> Diese Überlegung ist aber nur als ganz grober Anhaltspunkt zu bewerten!
> Die Zahlen sind schön dargestellte Mittelwerte und der Wirkungsgrad war
> 1. Außerdem sind keine weiteren Bauteile wie z.B. die Diode
> berücksichtigt.
>



Danke für die Verdeutlichung.:-)

Grüße
#4290972
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Ja, die 140mA sind allenfalls der mittlere Eingangsstrom. Der Pulsstrom 
durch die Spule muss allerdings der Ausgangsstrom plus der Strom in die 
Kondenser sein.
Waehrend der Leitphase kommt der Ausgangsstrom vollumfaenglich vom 
Eingang. Zusaetzlich muss der Ausgangs Kondenser noch geladen werden.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #4290980
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Faisal A. schrieb:
> Da die Spannung bei 40V eher dropped
Was tut die Spannung bei 40V auf deutsch?

Faisal A. schrieb:
> Hab hier ein Projekt in dem ich einen Hochspannungsregler(LM2594-HV)
> verwenden muss um aus 12-40V-> 8V zu regeln.
Nimm doch einfach mal die TI Webbench und lass dein Design durchrechnen.
Siehe dort rechts: http://www.ti.com/product/LM2594HV
Die kommt dann auf eine 500mA Sule mit 330uH...
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Gast #4291318
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Faisal A. schrieb:
> Ich hab mal jetzt Spulen mit höheren Sättigunsstrom bestellt. Mal
> schauen, ob es wirklich daran lag.

Ich vermute: nein.
Ohne jetzt Alles angesehen zu haben, sollte erfahrungsgemäß die 
Speicherdrossel für Deine Anwendung reichen. Du kannst daher auch ohne 
anderes Bauteil den Fehler schon jetzt weitersuchen ;-)
OP #4291338
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m.n. schrieb:
> Faisal A. schrieb:
>> Ich hab mal jetzt Spulen mit höheren Sättigunsstrom bestellt. Mal
>> schauen, ob es wirklich daran lag.
>
> Ich vermute: nein.
> Ohne jetzt Alles angesehen zu haben, sollte erfahrungsgemäß die
> Speicherdrossel für Deine Anwendung reichen. Du kannst daher auch ohne
> anderes Bauteil den Fehler schon jetzt weitersuchen ;-)


Nein es kann schon stimmen, dass die Drossel sehr früh in Sättigung 
geht, da der Sättigunsstrom 260mA ist. Nach der WEbbench von TI bräuchte 
ich mind. 500mA.

Der Feedbackkondensator ist bei einem ADjustable Schaltregler schon 
wichtig.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #4291407
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m.n. schrieb:
> Interessant, ich habe nie einen verwendet.
Ungeachtet der Tatsache, dass es natürlich entsprechend kompensierte 
Regler gibt, wird der HIER wohl schon nötig sein, wenn das Tool von TI 
einen solchen Kondensator ausrechnet und dimensioniert.

> Aber dafür pfeifen bei mir die Spulen auch nicht ;-)
Viele kommen auch mit ihrem Auto nicht in den Bereich, dass die Reifen 
jemals pfeifen. Andere durchaus...

Allerdings kommt eine pfeifende Spule nicht von der Stromwelligkeit, 
sondern eben von einem instabilen Regler. Und hier wäre jetzt das 
weiterhin streng geheime Layout durchaus wieder interessant. Wenn da 
nämlich bei höherem Laststrom was in den Feedbackpfad einkoppelt, dann 
kann der schon mal ins Zwitschern kommen.
Gast #4291434
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Lothar M. schrieb:
> m.n. schrieb:
>> Interessant, ich habe nie einen verwendet.
> Ungeachtet der Tatsache, dass es natürlich entsprechend kompensierte
> Regler gibt, wird der HIER wohl schon nötig sein, wenn das Tool von TI
> einen solchen Kondensator ausrechnet und dimensioniert.

Ich verwende zumeist von NS 2574, 2575, 2596, 2672 und 2676 - 
Festspannung oder auch adj.. Niemals Cff und immer funktioniert.
Und wenn man das Datenblatt von NS liest, wird Cff erst ab 
Ausgangsspannungen von >= 10 V notwendig.

Sieht man sich zudem das Blockdiagramm der Festspannungsregler an, ist 
dort nirgendwo ein Cff parallel zu R2 zu finden. Nur so.
Offensichtlich ist es zuviel verlangt, C5 mal einseitig auszulöten :-(
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #4292567
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m.n. schrieb:
> Sieht man sich zudem das Blockdiagramm der Festspannungsregler an, ist
> dort nirgendwo ein Cff parallel zu R2 zu finden.
Ich finde den ganz einfach...

> Nur so.
Den Kondesator hat sich keiner aus den Fingern gesaugt. Er wurde vom 
Tool des Herstellers (ehemalige National Semiconductor Webbench) 
eingefügt und berechnet.

> Ich verwende zumeist von NS 2574, 2575, 2596, 2672 und 2676
Das sind ja auch andere Bausteine. Die können durchaus eine andere 
Beschaltung haben.

Dieser Satz rechts in der Mitte deutet wieder mal auf das bisher 
unveröffentlichte Layout hin. Denn wie gesagt: wenn sich der Feedback 
was einfängt, dann gute Nacht...
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Gast #4292578
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Lothar M. schrieb:
> m.n. schrieb:
>> Sieht man sich zudem das Blockdiagramm der Festspannungsregler an, ist
>> dort nirgendwo ein Cff parallel zu R2 zu finden.
> Ich finde den ganz einfach...

Aber nicht bei Festspannungsreglern, sondern bei 'adjustable'. Und wenn 
Du ein bißchen Text lesen würdest, könntest Du auch finden, daß Cff bei 
8 V nicht notwendig ist.
Übrigens: das 'ff' hinter dem 'C' steht für feedforward.


Lothar M. schrieb:
>> Ich verwende zumeist von NS 2574, 2575, 2596, 2672 und 2676
> Das sind ja auch andere Bausteine. Die können durchaus eine andere
> Beschaltung haben.

Ach!
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #4292608
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m.n. schrieb:
> Aber nicht bei Festspannungsreglern, sondern bei 'adjustable'.
Und WAS wurde jetzt nochmal HIER eingesetzt?

> Und wenn Du ein bißchen Text lesen würdest, könntest Du auch finden, daß
> Cff bei 8 V nicht notwendig ist.
Eine Zeile weiter hinten steht dann, dass der Regler ohne diesen 
Kondensator auch mal instabil werden und schwingen könnte:
1
It provides additional stability for high output voltages, low input-output
2
voltages, and/or very low ESR output capacitors, such as solid tantalum capacitors.
Und in der Tabelle 4 sieht man dann, dass abhängig von den anderen 
Kondensatoren offenbar auch bei Spannungen unter 10V so ein Kondensator 
angebracht wäre...

Also brauchen wir für sinnvolle weitere Aussagen erst mal das Layout UND 
die tatsächliche BOM.

Eins noch:
m.n. schrieb:
> Ach!
Hört sich irgendwie herablassend an. Wers nötig hat...
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Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #4298461
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Faisal A. schrieb:
> So jetzt habt ihr im Anhang das Layout zu dem Stromlauf ganz oben.
Au weia...
Dir ist schon klar, dass du schon im Schaltplan den C1 und den C2 
(gepolt vs. ungepolt) verwechselt hast? Aber das ist ja nur eine 
klitzekleine Kleinigkeit am Rande des Ruins.

Ich habe mal basierend auf elementarste Überlegungen dein Layout 
vollgekriztelt (den C1 habe ich wegen Nutzlosigkeit mal aussen vor 
gelassen):
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler
Fazit: Schlechter gehts kaum. Fast schon ein Wunder, dass das überhaupt 
tut. Und ein dickes Lob an die Chipdesigner von National Semiconductor.

Jetzt ist glasklar: das Zwitschern kommt garantiert aus der RIESIGEN 
Feedbackschleife. Da kommt ja sogar Radio Eriwan locker mit rein. Ich 
hatte angefangen, die grün zu markieren, habe dann aber resigniert... 
:-/

Warum nimmst du nicht einfach das Beispiellayout aus dem Datenblatt als 
erste Anregung?
Angehängte Dateien:
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #4298525
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Faisal A. schrieb:
> C2 ist ein Keramikkond. da muss ich doch auf keine Polung achten.
Das Schaltplanzeichen des C2 ist nicht korrekt (genauso wie C3), denn 
ungepolte Kondensatoren haben einfach 2 gerade Platten, die sich nicht 
unterschieden. Aber wie gesagt: darüber lohnt sich keine Diskussion.

Die grundlegenden Fehler liegen im Layout. Dort wurden elementarste 
Regeln missachtet...

Das Layoutbeispiel im Datenblatt kommt sogar mit 1 Lage aus und ist in 
allen Belangen besser: Ladekreis, Freilaufkreis, Recoverykreis und 
natürlich der Feedbackpfad. Sehr schön ist besonders, dass es kaum eine 
Änderung des Stromverlaufs beim Umschalten von "Laden" (gelb) nach 
"Freilauf" (rot) gibt. Ich würde sagen: ein bildhübsches Design.
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OP #4298536
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Lothar M. schrieb:
> Faisal A. schrieb:
>> C2 ist ein Keramikkond. da muss ich doch auf keine Polung achten.
> Das Schaltplanzeichen des C2 ist nicht korrekt (genauso wie C3), denn
> ungepolte Kondensatoren haben einfach 2 gerade Platten, die sich nicht
> unterschieden. Aber wie gesagt: darüber lohnt sich keine Diskussion.
>
> Die grundlegenden Fehler liegen im Layout. Dort wurden elementarste
> Regeln missachtet...
>
> Das Layoutbeispiel im Datenblatt kommt sogar mit 1 Lage aus und ist in
> allen Belangen besser: Ladekreis, Freilaufkreis, Recoverykreis und
> natürlich der Feedbackpfad. Sehr schön ist besonders, dass es kaum eine
> Änderung des Stromverlaufs beim Umschalten von "Laden" (gelb) nach
> "Freilauf" (rot) gibt. Ich würde sagen: ein bildhübsches Design.

Ja...das weiß ich jetzt auch im Nachhinein :-D. Danke trotzdem. Ich 
glaub ich habe es mittlerweile unter Kontrolle durch ein bisschen 
umlöten. Das Problem wurde erstmal so gelöst . Danke
Gast #4298589
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Wenn man das gesehen hat ....

Ich finde es schon bemerkenswert wie kompliziert man
so eine einfache Schaltung aufbauen kann.

Es sieht ja so aus also ob einfach mal alle Bauteile
nach Platzbedarf und Geometrie platziert und dann mit
Leitungen verbunden wurden.

Ja, Strom ist ja geduldig und fliesst überall durch ....
egal wie krumm die Leitung ist.
OP #4298755
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Hab das ganze jetzt nochmal neu auf ne Platine gelötet..schön nach dem 
Datenblatt.(siehe Anhang) Hab außerdem die Spule jetzt auf die richtige 
gewechselt.

Regler funktioniert einwandfrei. Wenn ich eine Elektronische Last 
anhänge, hält sie das sogar bis 600 milli aus.(Obwohl nur 500mA laut 
Datenblatt).

Grüße und Danke guys... muss jetzt mein Layout und Schaltplan 
überarbeiten :-D
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