Probleme mit dem L4970

[Paul H. (powl)]

Hi,

ich habe mir einen Schaltregler mit nem L4970 testweise auf Lochraster 
aufgebaut. Strom bekommt er von einem ausreichend potenten 24V Trafo. 
Eingangsseitig wird die Wechselspannung gleichgerichtet und mit 23.000µF 
gepuffert. Als Last hat der Regler zwei 12V 55W Halogenscheinwerfer 
anhängen. Der Regler ist fliegend verdrahtet aufgebaut, wobei die 
Externe Beschaltung hierbei nicht so komplex ist. Die Masse geht 
sternförmig vom GND-Pin des ICs aus.

Der bringt mich jedoch ziemlich zum verzweifeln. Der Regler macht 
ziemlcih was er will, mal regelt er, mal springt die Spannung 
niederfrequent hin und her, meistens gibt er einfach nur 5V anstelle der 
aufgrund der Einstellung des Spannungsteilers zu erwartenden 8V aus. 
Wenn ich jedoch mit meinem Oszi am Schaltausgang des Reglers messe, dann 
funktioniert er plötzlich. Aber auch nur so lange der Tastkopf dran ist 
und ich ihn nicht auf 1:10 Empfindlichkeit umstelle. Mit dem Finger 
berühren macht den Regler deutlich unruhig, bringt aber nicht den 
gleichen Effekt wie wenn ich das Oszi dran halte. Das Oszi stellt doch 
nur eine Kapazität von 25pF + 46pF(Tastkopf) und ein 1M-Widerstand 
parallel dazu dar. Und natürlich eine Erdung.

Kann jemand was damit anfangen?

lg PoWl

[Marcus M. (marcus67)]

Der Aufbau ist auf jeden Fall Käse.

Lies mal die Datenblätter der Hersteller durch.

Hier braucht man kurze und dicke Leitungen - so ein Drahtverhau ist für 
einen Schaltregler ein Alptraum. Du bewegst Dich ja auch schon im 
Bereich ganz ordentlicher Ströme.

Da wird ALLES wichtig:
- Qualität der Spule (Ist das eine Speicherdrossel ???)
- Qualität der Kondensatoren (Low ESR ???)
- Verkabelung intern wie extern. Lange Drähte mit einem Elko hier und da 
sind auch Mist.
- Aufbau

Gruß, Marcus

[Paul H. (powl)]

Die Spule ist eine Speicherdrossel, selbst gewickelt auf einen 
empfohlenen Kern. Die Elkos ausgangsseitig sind Low ESR, die 
Eingangselkos müssen keine Low ESR sein, deren ESR dürfte bei meiner 
verwendeten Kapazität allerdings auch eine untergeordnete Rolle spielen.

So mistig kann der Aufbau garnicht unbedingt sein, denn sonst würde der 
Regler ja in keinem Fall funktionieren. Das tut er ja jedoch 
offensichtlich. Leider nur wenn das Oszi dranhängt, das verwundert mich 
ja so sehr.

[Andrew T. (marsufant)]

Marcus Müller schrieb:
> Der Aufbau ist auf jeden Fall Käse.

Yepp. Insbesondere die langen Anschlußleitungen zur externen Beschaltung 
sorgen für Probleme.

Paul Hamacher schrieb:
> So mistig kann der Aufbau garnicht unbedingt sein, denn sonst würde der
>
> Regler ja in keinem Fall funktionieren. Das tut er ja jedoch
>
> offensichtlich.

Der Unterschied zwischen "es funktioniert" und "es tut irgendwie" ist 
exakt das was Du geade durhc Deine Messung erlebst.

Nimm obige Ratschläge zum Aufbau ernst, oder frag hier nicht weiter wenn 
du der Meinung bist das es so gehen soll wie du es aufbaust..

[Paul H. (powl)]

OK, gerne befolge ich eure Ratschläge, wenn ihr nochmal ein wenig 
detaillierter ausführen könntet was ich verändern muss: Welche langen 
Anschlussleitungen meint ihr denn genau? Das Hühnerfutter um den Regler 
ist mit Drähten auf kürzestem Wege mit den Pins des Reglers verbunden, 
selbst auf einem PCB lässt sich das nur wenig kürzer gestalten. 
Lediglich die Verbindung zur Masse des Reglers führen zunächst mal über 
den Knotenpunkt und sind daher bis zu 1 bis 3cm lang. Helf ich mir, 
indem ich die Verbindung hier schonmal direkt zum GND-Pin vornehme? Darf 
die Schottky-Diode soweit außerhalb liegen oder muss die näher ans IC 
ran? (womit ich mir überlegen muss, wie ich die kühlen soll). Die 
Kondensatoren sind eingangsseitig direkt mit dem Vin-Pin des IC 
verbunden, die Masse mit dem Knotenpunkt. Die Low-ESR-Elkos 
ausgangsseitig sind auch mit dem Knotenpunkt verbunden, allerdings über 
einen ca.8cm langen 0,8mm Draht. Ist wohl zu weit weg und zu dünn nehm 
ich an.

[MaWin (Gast)]

> So mistig kann der Aufbau garnicht unbedingt sein

Er müsste nicht so mistig sein, aber wenn ich versuche zu erraten, 
welche Leitung wo hin geht, hast du es gerade gnadenlos vergurkt.

Ich habe auch schon Schaltregler der 10A Leistungsklasse auf Lochraster 
aufgebaut (mit LT1270A), aber dabei wenigstens die Stromschleifen 
Eingangselko-IC-Spule-Ausgangselko-Eingangselkomasse und 
Ausgangselkomasse-Diode-Spule-Ausgangselko klein gehalten.

Dein Eingangselko steht irgendwo auf dem Tisch. Deine Spule ist maximal 
weit weg. Deine Diode irgendwo anders.

Zudem bedeutet 12V/55W *2 satte 9A, und Glühbirnen brauchen im 
Einschaltmoemnt bis 10-fachen Strom, also 90A, da regelte der IC 
natürlich ab.

Versuch es mal nach komplettem umlöten mit einem verträglichen 
Belastungwiderstand von sagen wir 2,2 Ohm.

[Paul H. (powl)]

> Ich habe auch schon Schaltregler der 10A Leistungsklasse auf Lochraster
> aufgebaut (mit LT1270A), aber dabei wenigstens die Stromschleifen
> Eingangselko-IC-Spule-Ausgangselko-Eingangselkomasse und
> Ausgangselkomasse-Diode-Spule-Ausgangselko klein gehalten.

Werd ich berücksichtigen

> Dein Eingangselko steht irgendwo auf dem Tisch

Die Eingangselkos befinden sich auf der Platine, die Dinger die auf dem 
Tisch stehen sollen das ganze nochmal zusätzlich unterstützen.

> Deine Spule ist maximal weit weg

Vom IC? 2cm sind das, direkt verbunden. Im Ernst, ist das schlimm?

> Deine Diode irgendwo anders.

Ja das stimmt die ist wirklich ein bisschen weit weg, aber was für 
negative Effekte zieht sowas nach sich, außer die geringfügig erhöhte 
Leitungskapazität und den Leitungswiderstand.

> Zudem bedeutet 12V/55W *2 satte 9A, und Glühbirnen brauchen im
> Einschaltmoemnt bis 10-fachen Strom, also 90A, da regelte der IC
> natürlich ab.

Stimmt, allerdings sind die Glühbirnen schon längst warmgelaufen wenn 
der Regler sein seltsames verhalten Zeigt, aber ich werde gerne mal 
einen Widerstand dazwischenschalten und eine Glührbirne wegnehmen.

> Versuch es mal nach komplettem umlöten

Schon dabei.

Danke für die Tipps bisher. Nur, wie lassen sich die kurzen 
Leitungslängen mit der kniffligen Pinbelegung des IC + der geforderten 
Nähe des IC und der Diode zum Kühlkörper vereinigen?

[MaWin (Gast)]

> Nur, wie lassen sich die kurzen
> Leitungslängen mit der kniffligen Pinbelegung des IC + der geforderten
> Nähe des IC und der Diode zum Kühlkörper vereinigen?

Platinenlayoutvorschläge sind hier drin:

http://www.selectronic.fr/includes_selectronic/pdf/Thomson/L4970A.pdf

[Paul H. (powl)]

So, ich habe das Dingelchen mal neu und sehr viel sauberer aufs 
Lochraster aufgebaut. Leider haben die Fotos keine besonders hohe 
Qualität sodass es euch sehr unsauber und wirr vorkommen wird. Für alle 
Leitungen die viel Strom führen habe ich nun 1,7mm dicken Kupferdraht 
genommen. Alle Leitungen sind so kurz gehalten wie nur möglich. Das 
Hühnerfutter hat direkte Verbindung zu den Pins des IC, die Masse geht 
direkt zum GND-Pin am IC. Ich habe mir wirkliche Mühe zu einem sauberen 
Aufbau gegeben.

Nunja, nun habe ich das Problem, dass der Regler noch nichteinmal mehr 
gescheit anläuft. Erst wenn ich die Drähte mehrmals mit dem Finger 
betatsche läuft er irgendwann an.

Morgen werde ich mal messen, was es zu messen gibt und weiter berichten. 
Falls jemand zuvor noch konstruktive Kritik über hat, immer her damit.

[MaWin (Gast)]

Der z.B. läuft, mit LT1270A auf 10A auf Lochraster.
Die Platine ist deutlich kleiner, die Wege kürzer, aber meiner Meinung 
nach ist dein neuer Aufbau auch ausreichend. Wahrscheinlich irgendwas 
falsch.

Was mich wundert ist, warum deine Ausgangselkos kleiner sind als dein 
Eingangselko, die haben pro Puls doch dieselbe Energie zu puffern, und 
warum dein Kern schwarz ist, ist das ein geeigneter Eisenpulverkern?

Meine Bilder sind noch schlechter, Canon im Dunklen sei Dank.
Wenn vorne der Akku dran ist und hinten eine 100W Last,
dann zerknallt allerdings der Ausgangselko. Selbst 2200uF 35V Panasonic 
FC reicht halt nur bis 3A. Ich hab für's Photo mal schnell Dummies 
eingelötet.

[Guido (Gast)]

Hallo Paul,

der folgende Artikel löst zwar nicht Dein Problem, ich denke jedoch er 
könnte für Dich von Interesse sein. Stichwort: Layout

http://www.channel-e.de/fileadmin/Bilder/designcorner/ti_zimnik/Zimnik-_Flesch_Top_oder_Flop.pdf

Mit freundlichen Grüßen
Guido

[Paul H. (powl)]

So, ich habe mal gemessen was nach dem Einschalten überall so anliegt:

Pin1 R_OSC: Schöner Sägezahn zwischen 1,6 und 4,3V mit 250kHz (sollte 
eigentlich auch nur 200 sein aber gut..)
Pin2 C_OSC: 8V Gleichspannung
Pin6 Bootstrap: 11V ?
Pin7 Vout: 0V
Pin9 Vin: 32V
Pin10 Freq.Comp: 0,5V ?
Pin12 C_Start: 7V
Pin14 V_ref: 5V
Pin15 V_start: 7V

Habe nun mal eine 3-Ohm Last angelötet und ein Mikroglühlämpchen um zu 
gucken, ob sich überhaupt etwas tut. Nach ein bisschen rumgetätschel auf 
den Pins des Reglers läuft er dann auch auf einmal wieder, allerdings 
nicht gerade gut. Ich stelle grade interessanterweise fest, dass meine 
Ausgangselkos warm werden, wahrscheinlich stimmt mit denen etwas nicht, 
was aber nicht der Grund dafür sein dürfte, dass der Regler am Anfang 
garnicht anläuft. In der Tat sind die übrigens zu klein. Ich werde mir 
mal neu ebesorgen und diese einlöten.

Das Oszilloskopbild des Schaltausgangs sieht eigentlich nun auch recht 
vernünftig aus. Allerdings lässt sich die Spannung nicht wirklich 
regulieren, wenn ich sie über 7V drehe sinkt zwar die Feedback-Spanung 
weit under V_ref wodurch das IC eigentlich nachregeln müsste, tut es 
aber einfach nicht. Alle anderen Spannungen bleiben gleich, es gibt also 
keine Einbrüche in der Referenzspannung.

Bin mit meinem Latein am Ende, ich würde sagen das IC ist einfach 
kaputt.

[MaWin (Gast)]

Pin6 Bootstrap: 11V zu wenig, Schaltregler läuft nicht
Pin15 V_start: 7V müsste 12V sein wenn ich das Datenblatt lese
Pin12 C_Start: 7V gehört zu V_start

> ich würde sagen das IC ist einfach kaputt.

Unwahrscheinlich, eher falsch verdrahtet.

[Paul H. (powl)]

Es ist so verdrahtet wie ich es im Schaltplan oben angegeben habe. Habs 
mehrfach überprüft, Pin für Pin, da stimmt (leider) alles.