LM3150 - Simple Switcher nicht ganz so simpel

Michael Gast #1352661 
Hallo zusammen,

ich habe ein Problem bei der Optimierung eines LM3150 Simple Switchers 
von National Semiconductor.
http://www.national.com/pf/LM/LM3150.html

Randbedingungen:
Uin = +24V
Uout = +5V
Iout = 3A
fsw = 330kHz
L = 6,8 .. 10 uH (7A Dauer, 14A Sättigung)

Cin = 25uF (5x4.7uF Keramik  Resr < 5 mOhm)
Cout = 130uF (3x10uF Keramik + 1x 100uF Tantal/Polymer  Resr < 5 mOhm)

Bei Dimensionierung der Schaltung wie mir die WebBench Simulation von 
National liefert habe ich Instabilitäten. Die Ausgangsspannung schwingt 
zwar nicht richtig, der Ausgangswert nimmt aber mit steigender Last zu. 
Ich habe bis 6.2V @ 3A am Ausgang messen können. Der Stromverlauf sieht 
nicht mehr wirklich gut aus.

Am Layout wird es nicht liegen (nicht meine erste Schaltung :) ).

Wie kann ich das Problem am Besten angehen?
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Marcus M. #1352680 
Entspricht die Schaltung genau der Applikationsschaltung ?

Die erste Frage wäre, was genau für eine Spule verwendest Du ?

Miss mal mit dem Oszilloskop die Spannung vor der Spule und am Feedback 
Pin.

Wenn die Spannung zu hoch wird, ist es wahrscheinlich, daß das Problem 
was mit dem Feedback zu tun hat.

Bei dieser Kombination aus Schaltfrequenz und Strom spielt das Layout 
schon eine sehr große Rolle.

Hast Du Dir die Auswahl der MOS-Fets im Datenblatt durchgelesen ?
Sowohl Gate Charge als auch Vgs sollten im Rahmen liegen.

Gruß, Marcus
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Georg A. Gast #1353112 
Kann ja sein, dass ich Paranoia hab, aber bei den Pulsströmen sollte man 
das Feedbacksignal doch eher direkt an den Cs abnehmen, statt an der 
Spule...

Ausserdem: Wo ist der erwähnte 100u am Ausgang? Im Layout sehe ich ihn 
nicht...
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Lothar M. Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #1353236 
> Ausserdem: Wo ist der erwähnte 100u am Ausgang?
Und dass die 6,3V SMD-MLCC bei 5V noch 10uF haben, glaube ich auch 
nicht. Bei diesen Dingern nimmt die Kapazität mit steigender Spannung 
sehr deutlich ab :-/

Es wäre besser, den Feedback nicht unter der Spule sondern hinter dem 
letzten Kondensator auszukoppeln.
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Michael Gast #1353297 
@Georg
Ja, den 100uF habe ich auf dem Testboard nachträglich hinzugefügt.
B45294R1107M409

@Lothar
JMK212BJ106KD-T  Tayo Yuden von Farnell
Ist richtig, in der Leistungsklasse sind die schon recht selten :)

@beide
Ihr habt recht, die Streuinduktivität der Verbindung zu den 
Kondensatoren ist nicht schön. Werde die Feedbackleitung testhalber mal 
umlegen.
Das würde zum Teil bis ganz erklären, warum das Feedback mit dem 
FF-Kondensator tendenziell instabil ist.

Danke.
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Michael Gast #1353463 
Ich habe festellen müssen, dass die Hühnerfutterhersteller nur ungerne 
genaue Angaben geben.
Bei den Kondensatoren werden Toleranzen für die Fertigungsgenauigkeit 
und den Temperaturbereich angegeben. Die 70 - 90% Kapazitätsverlust sind 
für mich neu, aber nicht überraschend.
Schließlich sind die Teile ja technisch am Limit.

Hast du zufälligerweise ein paar C(U) Kurven für mich?
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Michael Gast #1353506 
Danke Lothar.

Ich habe keine Kurve gefunden, wie sich der ESR über die Spannung 
verhält. Wird der einigermaßen konstant sein oder ähnlich stark 
abnehmen?

Sprich - ändert sich die Impedanz des MLCC nur aufgrund einer 
Kapazitätsänderung oder wird beides schlechter??
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