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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM2575 wird heiß bei nur 200mA


Autor: Der kleine Niels (Gast)
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Servus,

ich Rätsle hier gerade ein wenig herum, warum mein Schaltregler mit 
dieser Beschaltung (Bauteilwerte siehe unten)
http://www.national.com/images/pf/LM2575/1147501.pdf
so extrem heiß wird. (kann man nicht schmerzfrei länger als 1s anlangen)
Eigentlich sollte der doch selbst bei Ausgangsseitig 1A kaum warm 
werden.
Gekühlt wird er nicht, Ausgangsspannung passt allerdings.

Bauteilwerte:
C_in 1000uF/16V ( wird nur an 11-14V betrieben )
C_out 2200uF/16V
L1 unbekannt (Anhand von Bildern abgeglichen dürften es 470µH sein)
D1 leider keine Schottky, ist/kann das der Fehler (sein)? ist ne 1N4148 
drin.

Ich Danke schonmal für eure Ideen oder Hinweise.
lg
Niels

Autor: HildeK (Gast)
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Der kleine Niels schrieb:
> L1 unbekannt (Anhand von Bildern abgeglichen dürften es 470µH sein)
Das ist sehr, sehr vage!

> D1 leider keine Schottky, ist/kann das der Fehler (sein)? ist ne 1N4148
Ich glaube nicht, das die 1N4148 die Richtige ist.

Autor: Der kleine Niels (Gast)
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>> L1 unbekannt (Anhand von Bildern abgeglichen dürften es 470µH sein)
> Das ist sehr, sehr vage!
Jup, aber genauer hab ichs im Moment nicht...

>> D1 leider keine Schottky, ist/kann das der Fehler (sein)? ist ne 1N4148
> Ich glaube nicht, das die 1N4148 die Richtige ist.
Ist sie auch nicht, aber kann die Hitze verursachen weil sie z.B. zu 
langsam ist? Hmm...

Was mach ich denn da jetzt ohne genaue Spule und ohne Schottky-Diode um 
den Fehler zu finden?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>ich Rätsle hier gerade ein wenig herum, warum mein Schaltregler mit
>dieser Beschaltung (Bauteilwerte siehe unten)
>http://www.national.com/images/pf/LM2575/1147501.pdf
>so extrem heiß wird. (kann man nicht schmerzfrei länger als 1s anlangen)

Warum denkt immer jeder, daß Switcher nicht warm werden können?

Dem Datenblatt entnimmt man bei Uein=12V und Uaus=5V, Iaus=1A einen 
Wirkungsgrad von 77%. Also muß der Regler eingangsseitig 5V x 1A / 0,77 
= 6,5W aufnehmen. Im Worst-Case bleibt die Differenz, also bis zu 6,5W - 
5W = 1,5W dann am Switcher hängen und heizt ihn auf.

Ein Wärmewiderstand von rund 50°C/W macht, daß sich die Sperrschicht auf 
rund 75K gegenüber der Umgebung aufheizt, also auf rund 95°C. Da der 
Wärmewiderstand zwischen Sperrschicht und Case demgegenüber 
vernachlässigbar ist, wird sich das Gehäuse auf rund 90°C aufheizen, was 
man gemein hin als "extrem heiß" bezeichnet...

Kai Klaas

Autor: Georg A. (Gast)
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Bevor man da rumrät, wäre es doch hilfreich, eingehende und ausgehende 
Leistung zu vergleichen und zu entscheiden, ob das ein für den 
jeweiligen Schaltregler taugliches Verhältnis gibt. Aber ne 1N4148 
behindert den Wirkungsgrad sicher auch...

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Ist sie auch nicht, aber kann die Hitze verursachen weil sie z.B. zu
>langsam ist? Hmm...

Nicht weil sie zu langsam ist, aber weil der Spannungsabfall an ihr 
natürlich viel größer ist als bei einer Schottkydiode. Wenn jetzt auch 
noch die Elkos von schlechter Qualtät sind und die Drossel, dann heizt 
sich das Ganze natürlich viel mehr auf als bei optimaler Beschaltung.

Switcher sind immer kritisch und brauchen wirklich gute und langlebige 
Bauteile. Außerdem muß die Induktivität der Drossel auf den 
tatsächlichen Ausgangsstrom und die tatsächliche Eingangsspannung 
abgestimmt sein.

Einen Switcher mit einer unbekannten Induktivität und einer unpassenden 
Diode zu betreiben ist natürlich leichtsinnig und wird sofort mit 
beschissener Performance bestraft...

Kai Klaas

Autor: Marcus (Gast)
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Nächste Frage: Was für eine Spule ist das ? Eine Speicherdrossel oder 
eine Entstördrossel oder gar ein SMD Ferrit (wobei die wohl nicht auf 
470µH kommen) ?

Wir haben fast jeden Tag jemanden, der sich drüber wundert das ein 
Schaltregler mit einer Entstördrossel nicht funktioniert.

Gruß, Marcus

Autor: Hans_Dampf (Gast)
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Beim üblichen Tiefsetzsteller ist der Effektivwert des Stromes durch die 
Diode im CCM gleich (1 - Ua/Ue) *  Ausgangsstrom. Bei einer 
Eingangsspannung von 12V und einem Ausgang von 1A @ 5V fließen also 
effektiv 600mA durch die Diode was für eine 4148 definitiv zu viel ist!

Nach welchen Kriterien hast due C_out und L bestimmt?

Autor: Hans_Dampf (Gast)
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Hab da gerade irgendwie nen Hund rein gebracht. Habs mal durchgerechnet:

Effektivert des Stromes durch die Diode -> I_d= IA * sqrt (1- Ua/UE)

Bei deiner Kombination, also:

Ue=12V
Ua=5V
L= 470µH
C_out= 2200µF
I_Out=200mA
f=52kHz

komme ich auf folgende Ergebnisse:

i_D_max = 259mA
i_D_min = 141mA

I_D_Eff = 152,7 mA

Autor: Hans_Dampf (Gast)
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wobei zu beachten ist, das der Strom durch die Diode für:

0< t < VT   ->  gleich Null ist

VT < t < T  ->  bei i_D_max beginnt und linear auf I_D_min sinkt!

Autor: MaWin (Gast)
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> C_out 2200uF/16V
> L1 unbekannt (Anhand von Bildern abgeglichen dürften es 470µH sein)
> D1 leider keine Schottky, ist/kann das der Fehler (sein)?
> ist ne 1N4148 drin.

Das kannst du so vergessen.

Es hat schon seinen Grund, warum im Datenblatt Hinweise zur 
Bauteilauswahl stehen, und warum man vor 50 Jahren mit den damaligen 
Bauteilen keine Schaltregler hinbekommen hat.

Die 1N4148 hält keine 250mA aus, und auch nicht 1A.
Unbekannte Spulen sind schon mal ganz schlecht (und vermitlich die 
Ursache für deine Erwärmung, denn auch wenn Kai Klaas dir vorrechnt, daß 
der IC 1.5W verballern könnte, dürfte bei deiner Schaltung nicht alles 
am Schalttransistor im Switcher hängen bleiben WENN sie ordnungsgemäß 
funktioniert)
Und beim Elko sollte man auch mal ins Datenblatt gucken,
welchen Strom der aushält. 200mA dürften auch ein normaler 85 GradC 
2200uF Elko aushalten )ein Jamicon SK z.B. 1.4A), aber der ESR ist 
sicher zu hoch.

> Hans_Dampf (Gast)
> Beim üblichen Tiefsetzsteller

Das ist kein Steller, der LM2575 ist schon ein Regler, also gut 50 Jahre 
moderner...

Autor: Michael M. (Gast)
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deine spule sättigt. und 4148 ist mist.

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