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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Probleme mit Schaltregler LM2594 5V


Autor: Stefan_KM (Gast)
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Hallo zusammen.

Ich hbae ein Problem mit einem Schalregler LM2594 zur Erzeugung von 
5VDC.
Um es vorweg zunehmen, ich benutze keinen Längsregler um nicht unnötig 
Wärme zu erzeugen und unnötig Leistung zu verbraten.

Ich habe die Schlatung aus dem Datenblatt des Schaltregler aufgebaut mit 
einer Last sodass 80mA Stromfluss erzeugt wird. Zunächst auf einem 
Steckbrett --> alles war gut, keine Störungen auf der 5V Leitung.

Auch mein erstes Layout (PCB) erzuegte keine Störungen auf der 5V 
Leitung.
Jetzt mußte ich das Layout aus verschiedenen Gründen ändern, wodurch 
auch die Schaltung um den Schaltregler herum geringfügig verändert 
wurde.

Jeztz habe ich aufeinmal Störungen auf der 5V Leitung, die meinen 
Verstärkerausgang (52dB Verstärkung) dermaßen zumüllt, dass die 
Außwertung meines Nutzsignals stark beeinflußt.

Ich habe verschiede Maßnahmen probiert:

- Masseverbindung verkürzt, niederohmig gestaltet
- andere Spulen Typen probiert für die Schalterei des Schaltreglers
- alle Spannungen großzügig mit Elkos und Keramikkondensatoren 
ausgestattet.

Hat alles keine richtige Wirkung gezeigt.

Hat jemand eine Idee, was ich anders machen könnte?

Danke

Autor: Freizeitbastler (Gast)
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Hallo Stefan,

bei zu großer Restwelligkeit schlagen die Datenblätter ein LC-Glied am 
Ausgang vor. Betreff Layoutänderung: Die Leitungen des 
Schaltstromkreises sollen ja stark und kurz sein. Außerdem soll die 
Rückkopplungsleitung nicht nahe bei der Speicherspule vorbei führen.

Schöne Grüße, Peter

Autor: Stefan_KM (Gast)
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Das habe ich alles berücksichtigt, ich habe ein zusätzliches Filter aus 
L und C eingebaut am Ausgamg. Die Spulen habe ich über Litzen an die 
Platine angeschlossen, um eine mögliche Beeinflußung durch Magnetfelder 
auf die FeedBack Leitung zu verhindern.

Alles ohne Wirkung.

Autor: Jupp (Gast)
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Bei der Verstärkung kann man sich streiten, ob ein Schaltregler wirklich 
sinnvoll ist. Ohne fundierte Layoutkenntnisse könnte das schon sehr 
schwierig sein...

Mein Vorschlag: Schaltregler so dimensionieren, dass er ca. 5,5-6V 
abgibt, dann einen LDO-Regler dahinter. Ist wesentlich effektiver naja 
und 80mA ist jetzt auch nicht die Wucht...

Autor: TK (Gast)
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Hallo,
ich benutze den LM2594 für ziemlich viele Projekte von mir.
Bis jetzt ohne Probleme. Kannst Du mal beschreiben, welche Bauteile
Du benutzt (Hersteller, Werte usw.). Wie hoch ist die Eingangsspg?
Liegen dort evtl schon AC Anteile drauf?
Ist die Platine einseitig oder doppelseitig?

Gruß
TK

Autor: Stefan_KM (Gast)
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Naja, so einfach ist das nicht. Ich habe  einen Eingangsspannungsbereich 
von 12-36V. Und bei 36V müssen für 5V 31V verbraten werden. Und dass 
sind bei 80mA schon 2,5W. Und das wird richtig warm.

Bei einem Längsregler der die Spannung vom Schaltregler in eine wieter 
Gleichspanung herunter richtet habe ich bedenken. Es ist anzunehmen, 
dass die Störung durch den Längsregler hindurch geht und ich die Störung 
immer noch habe.

Aber es wäre denkbar, den Verstärker seperat mir einem Längeregler zu 
versorgen, wenn die Eingangsspannung vor dem Schaltregler abgegriffen 
wird. Da der Verstärker nicht viel Strom benötigt, würde auch bei 36V 
kaum Leistung am Längsregler umgesetzt werden.

Das ist noch  eine Alterbative. Längsregler kosten ja auch nicht die 
Welle.

Was meint ihr dazu?

Autor: Stefan_KM (Gast)
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@TK

Die Platine ist zweiseitig und ich verende eigentlich keine besonderen 
Bauteile. Das meiste kommt von Farnell. Ich glaube die Kondensatoren 
sind von EPCOS und die Spule ist eine 100µH CM45 (Bauform) Hersteller 
weiß ich nicht. Ich werde nachher (heute Nachmittag) mal ein Bild 
einstellen, dann bekommt ihr eine Vorstellung von der Schaltung.

Autor: TK (Gast)
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Hallo Stefan,

also kurz mal was zu meinen Bauteilen:
Eingangsspannung 12-30VDC
"Dummheitsdiode" 1N4002
C_in = 220uF/35V (Panasonic FC-Serie)
dazu parallel 4u7/35V
dazu parallel 100nF
dann LM2594
L = 100uH (Sumida RCH855) (könnte auch größer sein - hängt von 
Eingangsspannung und Strom ab!)
Schottky-Diode (MBRS140)
C_out = 470uF/10V (Panasonic FC Serie)
dazu parallel 4u7/10V
dazu parallel 100nF
und zum Schluß eine Suppressordiode SM6T6V8A (ST)
meine Rückkopplung wird vom C_out auf der anderen Seite zurückgeführt.
Layout mit Massefläche und VCC-Fläche - aber Rückkopplungsleitung
ist davon ausgenommen!!

Gruß
TK

Autor: Stefan_KM (Gast)
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Ok, TK. Werde ich mal berücksichtigen. Ich werde auch mal den Kodensator 
am Ausgang vergrößern.

Im Anhang mal die Schaltung im Schaltplan. Sollte kein Fehler drin sein, 
da ich diese aus dem Datenblatt übernommen habe. Ansosnten sind die 
Nummern die dabei stehen Farnell Bestellnummern.

Autor: TK (Gast)
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Hallo Stefan,

also ich denke Schaltplan ist OK. Evtl. mal die größeren C's testen.
Das sollte aber meiner Meinung nach nicht das eigentliche Problem lösen.
Ich denke, es scheint irgendwie ein Layoutproblem zu sein.
Ich habe die nc-Pins noch auf GND liegen (steht irgendwo im Datenblatt - 
damit kann man die Wärme abführen. Ist aber bei deinem Strom wohl eher 
nicht notwendig).

Gruß
TK

Autor: Stefan_KM (Gast)
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Dann ist nur noch die Frage, wo im Layout das Problem ist.

Autor: TK (Gast)
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Ich kenne das Layout nicht - aber das ist meistens die Stelle, an der 
man am meisten "falsch" machen kann.
z.B. Masseschleifen produzieren, analoge und digitale Masse nicht 
trennen, schlechte VCC-Anbindung, Koppelkondensatoren nicht in 
unmittelbarer Nähe zu den Halbleiter IC's, Oszillatorbahnen zu lang, 
Leiterbahnen zu klein, Durchkontaktierungen ungünstig plazieren usw.
Da kann ich momentan auch nicht weiterhelfen.

Gruß
TK

Autor: Stefan_KM (Gast)
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Ich werde mir das Layout nochmal hernehmen und mögliche Ursachen (wie 
oben angesprochen) prüfen.

Hoffentlich finde ich den Fehler dann.

Danke erstmal.

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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Stefan_KM wrote:
> ...Bei einem Längsregler der die Spannung vom Schaltregler in eine wieter
> Gleichspanung herunter richtet habe ich bedenken. Es ist anzunehmen,
> dass die Störung durch den Längsregler hindurch geht und ich die Störung
> immer noch habe.

Genau das Gegenteil ist anzunehmen (weshalb icgh das mit Schaltregler + 
LDO in Audio/Messschaltungen auch des öfteren mache): Schau' Die mal im 
Datenblatt die Werte für "Ripple Rejection" von LDOs an. Um per 
(passivem) Filter auf ähnliche Werte zu kommen muss man sich schon 
mächtig anstrengen!

> Aber es wäre denkbar, den Verstärker seperat mir einem Längeregler zu
> versorgen, wenn die Eingangsspannung vor dem Schaltregler abgegriffen
> wird. Da der Verstärker nicht viel Strom benötigt, würde auch bei 36V
> kaum Leistung am Längsregler umgesetzt werden.

Falsches Ende (siehe oben): Auf der Eingangsseite verursachen 
(Einphasen-)Schalregler einen Stromripple von ca. der Hälfte des 
Ausgangsstromes. Daraus folgen - je nach Layout und Bauteileauswahl- 
mitunter entsprechend heftige Spannungsschwankungen am Eingang. Besser 
wäre wirklich ein (schneller) LDO hinter einem etwas höher (1-2V) 
eingestellten Switcher.

Stefan

Autor: Thomas S. (thomass)
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Hallo,

hat schonmal jemand versucht eine Speicherspule selbst zu wickeln mit 
einem Drosselspulenbausatz vom C (516619) als Beispiel.
Eigentlich sollte ja Lackdraht reichen den x mal auf die Spule wicheln 
und fertig.
Doch leider werde ich aus dem Datenblatt nicht richtig schlau.
Weis jemand wie man dies berechnet?
War nur so ein Gedanke ansonsten nehme ich eine 77a und fertig.

Gruß

Thomas

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