Schaltwandler ST1S14 Probleme

OP #2143947
Lesenswert?

Hallo Forum,

ich möchte über den ST1S14 Schaltwandler 24Vin auf 7Vout/3A 
transformieren. Ich habe die Schaltung quasi nach den Applicationnotes 
aufgebaut.

Schliesse ich die 24V an, habe ich am Ausgang die gewünschten 7V, so 
weit so gut.

1) Allerdings: Schliesse ich eine Last (zzt. einfach ein Widerstand 20 
Ohm) an, ist der Ausgangsstrom auf max. 500mA begrenzt (eine 10 Ohm Last 
verträgt der Schaltwandler schon nicht mehr), danach bricht sowohl Vout 
als auch Vfb zusammen (0V). Woran kann das liegen?

2) Wenn ich die Last angeschlossen habe und mein 24V Netzteil einschalte 
ist Vout erst einmal 0V. Trenne ich dann die Last/den Widerstand und 
schliesse ihn gleich wieder an, stellen sich plätzlich die 7V und 350mA 
(bei 20 Ohm) ein.

2) PGOOD verstehe ich quasi als Regelstrecke, welche Vout überwacht, ist 
das richtig? Wie bzw. wo schliesse ich diesen Pin an? Direkt an der 
Last?

THX for help!
J
Angehängte Dateien:
Gast #2144758
Lesenswert?

Jey Soon schrieb:
> und wo schliesse ich PGOOD an?

PGOOD ist ein Open Collector, auf den du bis zu 52+0,3V geben kannst (s. 
Bild)
Wo du ihn anschließt, bleibt Dir überlassen. Wnn du z.B. ihn mit einem 
µC auswerten willst, dann an die Spannungsversorgung vom µC, wenn Du ihn 
nicht auswerten willst, lass ihn einfach offen.

Jey Soon schrieb:
> hast du ggf. noch einen Vorschlag für den Widerstand R2 (an PGOOD)

Getestet hat ST die Spannung am Ausgang PGOOD bei einem Strom von 6mA, 
also würde ich R folgendermaßen wählen R>=U/6mA.
Angehängte Dateien:
OP #2145207
Lesenswert?

Ich habe das Teilerverhältnis jetzt mal auf Vout=4V eingestellt, jetzt 
kann ich ca. 750mA treiben. Hierzu habe ich mir mal den 
Wechselspannungsanteil auf der Vout-Leitung angeguckt und hab' mich 
etwas erschreckt->siehe Anhang. Irgendwo habe ich hier wohl ein Problem, 
leider null Ahnung. Sieht ja aus als hätte ich mir ein Schwingkreis 
gebastelt?!

Please nochmal help :)
Angehängte Dateien:
Gast #2146106
Lesenswert?

Jey Soon schrieb:
> Layout ist ein Problem, da ich den Kram auf ne alte Platine mit
> günstigen pads gelötet habe.

Hast Du denn das exposed pad angelötet? Ansonsten wirst Du zwei Probleme 
bekommen:

1. Wirst Du massive Störungen auf dem Analogteil durch die Pulsströme 
bekommen. Das kann z.B. Störimpulse auf der Strommessung hervorrufen, so 
dass der im Chip zu früh in die Strombegrenzung kommt.
2. der Chip wird irgendwann einfach wegen Übertemperatur abschalten.
OP #2146266
Lesenswert?

hatte einmal ohne epad und einmal mit epad die Schaltung aufgebaut, das 
Ergebnis blieb das Gleiche: 7Vout->0.5A(max). Warm wurde das Teil so gut 
wie garnicht. Sitze jetzt am Layout und werde nächste Woche mal eine 
Protoplatine fertigen lassen. Danke für die Hilfe...
OP #2147006
Lesenswert?

Nochmal ne generelle Frage:

Die Kondensatoren am Ausgang müssen ja "schaltfest" sein. Wie erkenne 
ich solche Kondensatoren? Wenn ich z.B. bei Farnell suche, finde ich 
diesbezüglich keine Angaben. Gibt es da spezielle Abkürzungen? Oder sind 
alle ELKOs automatisch schaltfest?
OP #2147858
Lesenswert?

Thx!

Was haltet ihr von diesem Tool 
http://www.we-online.de/web/de/emc/produkte_4/archiv_newsletter/Inductor_Selector_2.php 
zur Auswahl der Speicherdrossel in Bezug auf den ST1S14?

Im Datenblatt ist die Formel für den Induktor etwas seltsam bzw. 
verstehe ich nicht wie man auf T_on kommt?!

Habe mich jetzt für 7V für die 10uH-6.2A-74477010 entschieden.

Allerdings sind die 10uH für 3A herausgekommen. Das ist für mich aber 
eher ein theoretischer Wert, ich gehe davon aus, das ich im Maximalfall 
nur ca. 2A auf der Leitung habe. Wenn ich bei dem Tool aber 2A einstelle 
komme ich schon auf 15uH. Wie gehe ich hier konkret bei der Auswahl vor?

Auch hierzu noch eine Frage: Es gibz NickelZn-, Ferrite- und 
ManganZn-Spulen, was ist hier am günstigsten?

Sry für die vielen Fragen, aber schaltwandler sind für mich absolutes 
Neuland...
Gast #2149744
Lesenswert?

Jey Soon schrieb:
> Im Datenblatt ist die Formel für den Induktor etwas seltsam bzw.
> verstehe ich nicht wie man auf T_on kommt?!

Steht doch unter der Gleichung:

Equation 22
where TON is the ON time of the internal switch, given by D · T

D ist der Duty Cycle, vgl. Gleichung 18 und 19, T ist die Periodendauer, 
also 1/Schaltfrequenz.
Gast #2154222
Lesenswert?

Jey Soon schrieb:
> Die Unterscheidung Signal-GND und Power-GND. Wie wichtig ist es diese
> wirklich nur über einen "Punkt" zu verbinden?

Extrem wichtig.
Ansonsten bekommst Du Störungen auf der Signalmasse, was insbesondere zu 
Problemen auf der Strommessung führen kann. Bei interner Strombegrenzung 
wird normalerweise mit sher kleinen Pegeln geaarbeitet 
(Verlustleistungsminimierung), Müll auf der Signalmasse führt dann zur 
vorzeitigen Überstromabschaltung, wie du sie ja in deinem Aufbau bereits 
hattest.
OP #2164289
Lesenswert?

Das Layout ist jetzt soweit fertig.

Habe es doch geschafft das Signal-GND nur über einen Punkt an das 
Power-GND anzuschliessen. Man sieht im Hintergrund die versch. Polygone 
für die GND-Flächen (blau).

Wäre nett wenn sich noch einmal jemand das Layout anguckt, eventuell 
sind ja grobe Fehler vorhanden, die Profis sofort ins Auge fallen.

Die Lade- und Leerlaufschleifen sind hoffentlich nahe genug und ohne 
Überlagerungen.

Es sind insg. 3 Schaltwandler geworden. Hier bin ich mir auch nicht 
sicher inwiefern sich diese gegenseitig stören und wie ich sie am besten 
Entkopelle. Ich habe dafür vor jeden Schaltwandler noch einmal eine 
LC-Kombination  (0.1uF und 47uH) gehängt, ob das Sinn macht und ob die 
Dimensionierung richtig ist, weiss ich nicht genau ;) Die Signal-GNDs 
sind alle von einander getrennt...

THX for RE
jey
Angehängte Dateien:
Gast #2166107
Lesenswert?

Das Rastern der Kupferfläche macht man nur, wenn man nur einseitig eine 
große Kupferfläche hat. Dadurch wird die Gefahr, dass sich die 
Leiterplatte durch biegt, verringert. Bei der Größe deiner Leiterplatte 
aber nicht nötig, zumal du auf beiden Seiten Kupferflächen hast. 
Außerdem würde man das Raster wenn, dann grober machen.

Thermal-Pads deshalb nicht, weil sie gerade bei Schaltwandlern unnötig 
mehr induktive Anteile in die Schaltung bringen. Mit einem vernünftigen 
Lötkolben lassen sich die Bauteile auch an größeren Kupferflächen löten.
Gast #2166141
Lesenswert?

Jey Soon schrieb:
> Ich habe dafür vor jeden Schaltwandler noch einmal eine
> LC-Kombination  (0.1uF und 47uH) gehängt,

Ich glaube nicht das das Sinnvoll ist. Ich würde eine breite Kupferbahn 
als Spannungsversorgung für die Schaltwandler vorsehen und jedem seinen 
Eingangskondensator lassen.
OP #2167384
Lesenswert?

Das war eher ne Einschätzung meinerseits :)

Billig wird das nicht, aber wir benötigen die Platine so schnell wie 
möglich für nen Testaufbau. Mein Chef meinte mit 300% Aufschlag (oder so 
ähnlich) bekommt man sone Platine in 3-4 Tagen und Geld spielt zzt. 
keine Rolle, da das Projekt fertig werden muss...
OP #2192146
Lesenswert?

Moin Leute,

die ST1S14 Probleme sind gelöst, nach dem ich die Platine hier hatte und 
bestückt habe, war die Strombegrenzung auf 0.5mA Geschichte. Danke noch 
einmal an alle die mir geholfen haben, vorallem an Lothar Miller! Mit 
dem richtigen Layout lässt sich doch einiges optimieren :)

Tja und weil das ganze so erfolgreich war, dachte ich ich versuche mich 
gleich mal an etwas mehr oder weniger komplizierteren:

Ich habe nun auf die Platine noch einen LTC3609 verbaut 
http://www.linear.com/product/LTC3609.

Den Stromlaufplan und das Layout habe ich angehängt. Ich möchte 4V/ca.5A 
damit "treiben".

Vorweg: Es ist mir echt schwer gefallen diesen Chip "schön" zu 
verdrahten, dafür liegen einfach zu viele Pins total ungünstig...

Im Einschaltmoment sind ganz kurz die gewünschten 4V am Ausgang. Danach 
sackt Vout auf ca. 1.8V ab, nach einer Zeit steigt die Ausgangsspannung 
wieder auf max. 2.4V.

Die wichtigsten Spannung sind alle wie im Datenblatt beschrieben 
vorhanden:

-Ith=2.3V
-INTVcc=5V
-RUN/SS=3.6V
-SVIn=24V, diese Verdrahtung ist im Layout nicht zu sehen, hatte ich 
vergessen und habe ich nun mit der Hand gelegt.
-EXTVCC=hatte ich auch vergessen zu verdrahten, liegt jetzt auf GND, 
bringt aber leider keine Veränderung. Die Frage ist hier auch: Wenn ich 
4V und ca. 6A treiben will, ob es langt wenn ich EXTVcc auf GND lege 
oder hier doch besser externe 5V anlegen sollte (was ich nicht möchte)?!
-Von=GND
-FCB=GND (continuous synchronous operation) [wäre nett wenn mir jemand 
die Funktion dieses Pins nochmal erklären könnte!]
-Ion=160k->0.8V

Der Chip scheint also ersteinmal eingeschaltet und am arbeiten zu 
sein...

Fällt jemandem dazu was ein? Wäre genial wenn ihr mir nochmal helfen 
würdet. Falls weitere Infos benötig werden, werde ich alles liefern :)

MfG
jey
Angehängte Dateien:
Gast #2192309
Lesenswert?

Jey Soon schrieb:
> Im Einschaltmoment sind ganz kurz die gewünschten 4V am Ausgang. Danach
> sackt Vout auf ca. 1.8V ab, nach einer Zeit steigt die Ausgangsspannung
> wieder auf max. 2.4V.

Bei Nennlaststrom? Oder im Leerlauf? Manche Regler brauchen eine 
Mindestlast.
im Demo-Board schlagen sie eine 1,5µH-Spule vor. Warum hat deine 3,5µH?
OP #2192837
Lesenswert?

In beiden Fällen (Leerlauf und Belastet).

Die Spule habe ich mit dem Inductor-Selector von Würth für 
Schaltnetzteile ausgesucht. Allerdings habe ich gerade festgestellt, das 
sich die 3.5uF ergeben wenn ich 20% Ripple eingebe, bei 40% wie im 
Datenblatt beschrieben komme ich auch bei Würth auf 1.5uF. Dies werde 
ich noch einmal ändern.

Nach genauerem Studium des Datenblattes (ja ich weiss, das sollte man 
DAVOR und nicht DANACH machen ;) habe ich auch feststellen müssen, das 
ich im Layout doch auch noch einige Fehler eingebaut habe. Die 
Verdrahtung an sich ist zwar richtig, die Umsetzung allerdings 
mangelhaft. Werde mich nochmal dran setzten und Feedback geben.

Erstmal Danke soweit...

jey
OP #2246308
Lesenswert?

Hallo nochmal ;)

Eine Frage: Ich habe trotz Einhaltung der Trennung von SGND und PGND 
immer noch "leichte" AC-Überlagerungen sowohl auf der Masse als auch auf 
der Signalleitung.

Ich habe eine Grundüberlagerung von 30mV-40mV AC, mit diesen kann ich 
leben. Ansonsten laufen immer mal wieder Schaltspitzen von bis zu 120mV 
über mein Nutzsignal.

Ich habe es mit RC-Kombinationen und stromkompensierten Drosseln 
versucht, leider ohne Erfolg.

Ist das nun normal, also bekommt man diese AC-Überlagerungen einfach 
nicht 100% in den Griff oder ist es möglich durch Layoutoptimierungen 
ein völlig störungsfreies Signal zu bekommen?

THX for RE!
jey
Gast #7131329
Lesenswert?

Laut DaBla (das eigentlich DU suchen / anhängen hättest können)

https://www.st.com/resource/en/datasheet/st1s14.pdf

hat der Chip 1,22V Feedbackspannung. Ist praktisch die Referenz-
spannung, mit welcher die Ausgangspannung verglichen wird.

Folglich eben der Teiler, "unten" 1,22V und "oben" U_aus-1,22V.
(Nächstgelegenen Standardwert wählen - eine "Beispielrechnung"
spare ich mir, da Du nicht mal sicher sagtest, Du wollest 7,5V.)
Gast #7148925
Lesenswert?

Hallo,

beim STS1S14

kommt dann anhand dem Shema oben folgendes raus:

R1 = 1k8
R3 = 6k8

Damit erhalte ich dann Uausgang = 5,1V

Leider sind es Messbar nur 3,8V
Habe ich einen Rechenfehler?

VG

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren