Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC-DC-Regler liefert bei kleiner Last Sägezahn < 100 Hz


von alerte (Gast)


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Hallo,

ich habe mit dem LM2736 von Texas einen DC-DC-Regler aufgebaut, der mir 
12 V Eingang in 5 V Ausgangsspannung wandelt. Datenblatt: 
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2736.pdf
Der Regler hat eine Schaltfrequenz von ca. 1,5 MHz.

So lange der Regler stärker belastet wird (beispielsweise 18 Ohm -> ca. 
280 mA), sieht der Ausgang sauber aus. Rauschen mit 5 mV Amplitude (was 
zum Großteil dann auch noch UKW-Sender sind, die der Tastkopf einfängt)

Reduziere ich die Last, habe ich auf einmal massiven Sägezahn 
überlagert.
Beispiel: bei 180 Ohm Last ein Sägezahn mit Vpp = 400 mV und einer 
Frequenz von knapp 70 Hz (siehe SCR12.PNG).

Wenn ich die Last noch weiter runterfahre, sinkt die Frequenz des 
Sägezahns weiter. Bei 390 Ohm Last hat der Sägezahn eine Frequenz von 
ca. 33 Hz (siehe SCR12.PNG).


Was genau sehe ich da, wo kommt diese niedrige Frequenz her? Klar, dass 
die nicht wirklich weggefiltert wird.

Gruß und Danke für jeden hilfreichen Hinweis,
Thomas

von ArnoR (Gast)


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Der Boostrap-Teil muss vom Eingang her versorgt werden.

von ArnoR (Gast)


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Ähh, kann auch ganz anders sein, das Teil braucht ja bei jeder Ue/Ua- 
Konstellation eine andere Bootstrap-Beschaltung.

von HildeK (Gast)


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Ohne nachgerechnet zu haben, erscheint mir die Induktivität L20 recht 
hoch zu sein. In den Applikationsbeispielen im DB war sie immer unter 
10µH. Hast du die 22µH nach dem Datenblatt berechnet?
Desweiteren: hast du eine ordentliches Layout? Kurze Wege der 
Eingangsströme, IC und GND sowie des Schaltstromes über D, L und 
Ausgangs-C nach GND? Siehe mal auf Lothar Millers Homepage nach.
Eventuell mal über R21 ein kleines C legen (um 1nF, ev. weniger).
Ausgangs-C ruhig mal verdoppeln.

von Achim S. (Gast)


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bist du sicher, dass die niedrige Frequenz "echt" ist und du nicht 
einfach einen Aliasing-Fehler betrachtest? Die Abtastrate bei deinen 
Messungen beträgt nur 100kS/s, dein Signal hat Frequenzanteile im 
MHz-Bereich. Da kann dich ein digitales Oszi schnell mal "belügen".

Dreh doch probeweise mal die Abtastrate deutlich nach oben (Aquire -> 
Waveform Rate -> Max. Sample Rate) und schau nach, ob das 
niederfrequente Signal immer noch gleich ausschaut.

schöne Grüße

Achim

von Harald W. (wilhelms)


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Achim S. schrieb:
> bist du sicher, dass die niedrige Frequenz "echt" ist und du nicht
> einfach einen Aliasing-Fehler betrachtest?

Hmm, sollte ein Oszi nicht ein Antialiasing-Filter haben?
Gruss
Harald
PS: Es lebe die Analogtechnik! :-)

von Falk B. (falk)


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@  Harald Wilhelms (wilhelms)

>Hmm, sollte ein Oszi nicht ein Antialiasing-Filter haben?

Die meisten haben keinen, wenn sie bei großen Zeitbasen arbeiten. Da 
kann man sich prima veralbern lassen!

von alerte (Gast)


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Hallo,

danke für eure Antworten!

Montag hatte ich das Glück, mit dem Hameg Digitaloszi messen zu können 
und die Screenshots machen zu können. Im Moment muss ich mich aber mit 
meinem alten Analogoszi Baujahr 1978 begnügen...die niedrigen Frequenzen 
< 100 Hz sind aber auch hier zu sehen, Aliasing-Effekte kann ich also 
definitiv ausschließen.

HildeK schrieb:
> Ohne nachgerechnet zu haben, erscheint mir die Induktivität L20 recht
> hoch zu sein. In den Applikationsbeispielen im DB war sie immer unter
> 10µH. Hast du die 22µH nach dem Datenblatt berechnet?

Ja, die sind berechnet. Ich muss aber zugeben, dass ich die Rechnung 
nicht zu 100% nachvollziehen kann.
Berechnet habe ich nach der Formel auf Seite 10 links oben (siehe Grafik 
im Anhang) mit folgenden Werten:
Vo = Ausgangsspannung = 5 V
VD = Spannungsabfall an Diode = 0,4 V
Io = max. Strom für meinen Verwendungszweck = 300 mA
fs = Schaltreglerfrequenz = 1,6 MHz
r = Verhältnis von ripple current zu Ausgangsstrom = 0,3 (empfohlener 
Wert aus Datenblatt)
D = Duty Cycle = Vo / Vin = 0,42

Mit den Werten erhalte ich L = 21,75 µH.

> Desweiteren: hast du eine ordentliches Layout? Kurze Wege der
> Eingangsströme, IC und GND sowie des Schaltstromes über D, L und
> Ausgangs-C nach GND? Siehe mal auf Lothar Millers Homepage nach.

Ich hänge das Layout einfach mal an. Die Tipps von Lothar Miller kenne 
ich und ich habe mich (soweit ich das als Nicht-Profi beurteilen kann) 
auch danach gerichtet.

> Eventuell mal über R21 ein kleines C legen (um 1nF, ev. weniger).

Das hat leider nicht direkt etwas gebracht (getestet: 33 pF, 220 pF, 1 
nF), aber dabei ist mir was interessantes aufgefallen: Wenn ich bei 
einer Last von 180 Ohm* mit dem Kondensatorbeinchen oder auch nur einer 
Pinzette an den Feedback-Pin tappe, verschwindet der Sägezahn und die 
Ausgangsspannung ist sauber (und bleibt sauber, auch wenn ich die 
Pinzette wieder wegnehme). Erst wenn ich die Eingangsspannung aus- und 
wieder einschalte, ist der Sägezahn wieder da.
Bei einer Last von 390 Ohm* ist das alles der Schaltung aber völlig egal 
und der Sägezahn bleibt.

* Ich muss noch dazu sagen, dass die LED und der zugehörige 
Vorwiderstand R23 bisher nicht bestückt sind.


> Ausgangs-C ruhig mal verdoppeln.

Das habe ich noch nicht getestet, da meine 10µ-Kerkos anscheinend alle 
sind. Du meinst doch C24, richtig?


Gruß,
Thomas

von Falk B. (falk)


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@  alerte (Gast)

>      layout.png

Hast du die Masern? Man kann es auch übertreiben mit den VIAs.

>meinem alten Analogoszi Baujahr 1978 begnügen...die niedrigen Frequenzen
>< 100 Hz sind aber auch hier zu sehen, Aliasing-Effekte kann ich also
>definitiv ausschließen.

Klingt nach Reglerinstabilität.

>Ich hänge das Layout einfach mal an. Die Tipps von Lothar Miller kenne
>ich und ich habe mich (soweit ich das als Nicht-Profi beurteilen kann)
>auch danach gerichtet.

Naja, jain. Aber am Schaltregler ist gefühlt zuviel Masse, das ist hier 
kontraproduktiv, dort macht man besser sternförmige Leitungsführung.

von alerte (Gast)


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Falk Brunner schrieb:

> Hast du die Masern? Man kann es auch übertreiben mit den VIAs.

Wenn ich meine Platinen selber ätzen würde wären es sicher weniger 
geworden, aber die Platine habe ich bei fertigen lassen (bei Itead). Da 
sich das also vom Preis her nichts tut dachte ich mir lieber eins mehr 
als eins zu wenig.

>>Ich hänge das Layout einfach mal an. Die Tipps von Lothar Miller kenne
>>ich und ich habe mich (soweit ich das als Nicht-Profi beurteilen kann)
>>auch danach gerichtet.
>
> Naja, jain. Aber am Schaltregler ist gefühlt zuviel Masse, das ist hier
> kontraproduktiv, dort macht man besser sternförmige Leitungsführung.

Zugegeben, ich bin kein Experte. Ich hatte mich daher auch am Layout für 
das Demoboard orientiert (https://www.national.com/an/AN/AN-1418.pdf). 
Das Board ist zwar vierlagig, aber nutzt für GND auch eine Plane anstatt 
sternförmiger Führung.
Kann denn da was einkoppeln, weshalb du eher davon abrätst?

> Klingt nach Reglerinstabilität.

Ja, da schwingt wohl was. Ich habe jetzt mal am Boost-Pin gemessen, d.h. 
vor der Diode D20. Im funktionierenden Zustand sehe ich dort die 
Schaltvorgänge (also kontinuierlich 1,6 MHz PWM mit bestimmtem Duty 
Cycle, der mir gefiltert meine 5 V bringt).

Das Foto zeigt den fehlerhaften Zustand mit 180 Ohm Last. Ich habe die 
Zeitachse etwas hochgedreht, so dass das 1,6 MHz Rechteck/PWM nicht mehr 
zu erkennen ist. Dieser schmale Peak ist die PWM (ist ansich auch schon 
unsauber). Recht schnell bricht die PWM dann ab (!!) und die Spannung 
sinkt. Gut 14 ms später wiederholt sich dies wieder (da sind also wieder 
meine 70 Hz aus dem Startbeitrag). Wie das zustande kommen kann dass die 
PWM abbricht, ist mir noch nicht wirklich klar.

Hat das rückgeführte Signal (Feedback) zu viel Phasenverschiebung? Aber 
wieso ist das Schwingen dann Lastabhängig?

von Falk B. (falk)


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Ich würde mal dein Panikfilter am Ausgang abklemmen und dann mal messen. 
Auch wenn die hinter der Rückführung liegen, können die nette Effekte 
mit dem Phasengang machen. Einfach L21 rausnehmen.

von ... (Gast)


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weißt du.... du bist typisch kerl^^
Schau doch mal nicht nur aus äußere, sondern auch was in der Schaltung 
passiert ;-)

Im Klartext:

die PWM hört ja nur auf, wenn am Feedbackpin eine zu hohe Spannung 
anliegt -> schau doch mal, ob dort die Spannung auch zusammenbricht, 
oder ob die in den Ruhepausen konstant bleibt...

desweiteren hast du einen PI-Filter zum glätten an deine 
Ausgangsspannung gehängt.... und zwar unsymmetrisch!
Ich hab davon keine rechte Ahnung, dennoch hab ich da ein komisches 
Bauchgefühl...
Es kann auf der einen Seite eine recht hohe Frequenz rein, die auf der 
anderen Seite nicht wieder rauskann -> wo geht die Energie hin?? Nicht 
dass du dort nen Schwingkreis erzeugst, der deinen Feedbackpin mit Strom 
versorgt... während dein Ausgang zusammenbricht....

bei 1.6MHz ist so ein Filter auch eine ganz schön übertriebene 
Angelegenheit. (nicht meckern . klar ist das ansichtssache -> aber 
1mF??)

Ich würde mal die 22uH Spule raushauen und die spannung dort abgreifen. 
die 10u als Blockkondensator sollte auch unter Last eine recht 
"konstante" Ausgangsspannung ergeben.... (für testzwecke)

Schau doch mal, ob das Lastverhalten dann immernoch so unerklärlich 
ist...

von ... (Gast)


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Falk... das war gemein^^ ich sollte die Seite öfter aktualisieren...

von HildeK (Gast)


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alerte schrieb:
> Ich hänge das Layout einfach mal an. Die Tipps von Lothar Miller kenne
> ich und ich habe mich (soweit ich das als Nicht-Profi beurteilen kann)
> auch danach gerichtet.
Ja, sieht soweit nicht schlecht aus. Wo führst du die Eingangsspannung, 
speziell den GND der speisenden Quelle zu? Meine Empfehlung wäre da 
zwischen den beiden Cs C21 und C24.

> Das habe ich noch nicht getestet, da meine 10µ-Kerkos anscheinend alle
> sind. Du meinst doch C24, richtig?
Ja, den meinte ich. Vielleicht auch mal halbieren.
Ich würde testweise auch die L20 mal halbieren. Trotz Rechenergebnis.

... schrieb:
> desweiteren hast du einen PI-Filter zum glätten an deine
> Ausgangsspannung gehängt.... und zwar unsymmetrisch!
> Ich hab davon keine rechte Ahnung, dennoch hab ich da ein komisches
> Bauchgefühl...

Das müsste m.E. schon zulässig und o.k. sein. Auch unsymmetrisch ist 
korrekt. Was denn sonst hier? Gerade die Spule L21 trennt den Rest der 
Kapazitäten vom Regler ab. Manche mögen es nicht, wenn zuviel C am 
Ausgang dran ist, weil dieses auch in die Regelung eingeht.

von Falk B. (falk)


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@  ... (Gast)

>Falk... das war gemein^^ ich sollte die Seite öfter aktualisieren...

Oder einfach mit Zitat antworten, dann ist das eindeutig.

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Thomas.


> Reduziere ich die Last, habe ich auf einmal massiven Sägezahn
> überlagert.
> Beispiel: bei 180 Ohm Last ein Sägezahn mit Vpp = 400 mV und einer
> Frequenz von knapp 70 Hz (siehe SCR12.PNG).
>
> Wenn ich die Last noch weiter runterfahre, sinkt die Frequenz des
> Sägezahns weiter. Bei 390 Ohm Last hat der Sägezahn eine Frequenz von
> ca. 33 Hz (siehe SCR12.PNG).
>
>
> Was genau sehe ich da, wo kommt diese niedrige Frequenz her? Klar, dass
> die nicht wirklich weggefiltert wird.
>

Nach meiner Vermutung hast Du ein Problem aus einer Kombination von 
Hysterese der Spannungsmessung am Ausgang und der Mindest(?)-Leistung, 
die Dein Schaltregler liefert.
Du hast eine Mindestleistung des Schaltreglers bedingt durch die 
kürztmögliche Einschaltdauer des Schaltreglers (die Drossel hat 
natürlich auch großen Einfluss). Bei kleiner Last fließt mehr Energie in 
das System als abgenommen wird. Also steigt Deine Spannung und 
irgendwann sagt Deine Überspannungsabschaltung (OVP-Comparator im 
Blockschaltbild) das jetzt genug ist. Der Schaltregler setzt ganz aus, 
und Deine Spannung fällt jetzt
wegen der noch vorhandenen Last. Mit einer gewissen Hysterese gibt jetzt 
die Überspannungsabschaltung wieder frei, und der Schaltregler läuft 
wieder los. Und die Spannung steigt wieder an.....

Was mich stutzig macht, ist, das Dein Sägezahn sehr sauber ist. Bei den 
unterschiedlichen Frequenzen hat er die gleiche Spannung in den Spitzen.
Das sieht nicht nach wildem Schwingen aus, irgendeine Regelung greift 
noch, auch wenn sie nicht das macht, was Du gerne hättest.

Auch die Rampe ist schön linear, was bedeutet, dass der Schaltregler in 
dem Falle als "Konstantstromquelle" arbeitet...ein Indiz, dass er mit 
fast fixen Zeiten arbeitet.

Denk mal darüber nach, das ein Schaltregler seine Leistung immer nur 
Portionsweise übergeben kann, und das die Portionen in der Praxis nicht 
beliebig groß, aber auch nicht beliebig klein werden können.

Der Regler hat auch eine Strombegrenzung, macht die Ärger?

Wo genau in der Schaltung hast Du eigentlich gemessen?

Was genau passiert, wenn Du Dich der Grenze, wo das "Schwingen" 
einsetzt, ganz vorsichtig näherst (Last feinstufig verändern)?
Sieht die Annäherung von oben und unten gleich aus?

Was passiert, wenn Du die Last konstant hälst, aber die Eingangsspannung 
variierst (in den zulässigen Grenzen)? Da der Regler versucht sich 
anzupassen, ist das Timing u.U. bei hoher Spannung ähnlich wie bei 
kleiner Last und bei kleiner Spannung ähnlich wie bei großer Last, wenn 
Dir nicht irgendwelche Lockouts in die Suppe spucken.

Um sicherzustellen, das L21 nicht schwingt, könntest Du L21 mit einer 
Freilaufdiode direkt über den Anschlüssen versehen.


Was mich auch noch etwas misstrauisch macht, sind die Ein- und 
Ausgangs-Drosseln FB20 und FB21. Ich hatte mal erhebliche Probleme mit 
solchen Teilen, weil die verwechselt worden waren und die eingebauten 
schon bei kleinen Strömen plötzlich in die Sättigung gingen...mit 
erstaunlichen Effekten. z.B. könnte Dir irgendein Transient den 
Unterspannungslockout triggern....

Um das festzustellen, könntest Du die Drosseln versuchsweise einfach mal 
kurzschliessen oder mit einer garantiert sättigungsfreien Luftspule 
ersetzten.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

von alerte (Gast)


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Hallo,
danke für Eure Antworten. Mir fehlt leider bis zum Wochenende die Zeit, 
um da genauer drauf einzugehen und zu messen.

Ein paar Dinge habe ich heute noch hinbekommen zu messen:

Dass das Filter in Resonanz und die Schaltung davor versauen kann war 
mir nicht klar. Ich habe L21 (und damit auch die komplette Filterung 
dahinter) entfernt -> Am Problem ändert sich allerdings leider nichts.

Mit der Eingangsspannung bin ich in Schritten bis 6 V runter gegangen, 
ohne einen spürbaren Unterschied am Verhalten das Ausgangsspannung für 
verschiedene Lasten zu sehen.

Ich habe dann ein Poti als Last angeklemmt und auf Maximalwert = 2,2 
kOhm gestellt, dann den Widerstand reduziert. Die Grenze von "geht 
nicht" zu "geht" liegt bei etwa 80 - 90 Ohm (egal ob 6V, 8V, 10V oder 
12V am Eingang). Anschließend konnte ich das Poti bei 8V, 10V und 12V am 
Eingang voll aufdrehen (2k2) ohne das die PWM wieder ausgesetzt hätte.
Bei einer Eingangsspannung von 6V allerdings setzt die PWM beim 
Hochdrehen des Potis bei 1,7 kOhm wieder aus.

Den Ausgangskondenator des Reglers (C24) habe ich halbiert bzw. 
verdoppelt, ebenfalls ohne Erfolg.

Gemessen habe ich jeweils entweder am Ende oder, um die PWM zu sehen, am 
Boost-Pin des Reglers.

Die Strombegrenzung des Reglers sollte da nicht in das Problem 
reinspielen, laut Datenblatt ist er ausgelegt für 1,5A (und mein Problem 
tritt ja gerade bei kleinen Strömen auf, so < 75 mA).

Für die anderen Ideen hat mir leider die Zeit bzw. das passende Bauteil 
gefehlt. Dazu hoffentlich mehr am Wochenende! Danke nochmal für die 
Ideen.


Gruß,
Thomas

von nochsoeiner (Gast)


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Du hast nur 10µ am Ausgang, wahrscheinlich auch noch ne Keramik. Die 
470µ Elkos sind für den Ripplestrom dank der Spulen nicht relevant. 
Schließ L21 kurz und beobachte das Ergebnis.

von noreplay (Gast)


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Der Schaltregler hat bei 1,5 Mhz 2 % minimale Einschaltzeit und eine 
Übervoltschutzabschaltung von 10%. Klingelt es jetzt, warum der Sägezahn 
ein du von 400mV hat. :-)

von alerte (Gast)


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Ich bin doch heute zum Messen und Ausprobieren gekommen und bin 
allmählich vollkommen ratlos. Inzwischen habe ich das hier alles 
ausprobiert, quasi alles ohne wirkliche Auswirkungen:

- L22 (und damit den kompletten Filter) rausgenommen
- L22 kurzgeschlossen, damit haben dann auch C26 und C27 als Ausgangs-C 
des Reglers gewirkt
- L22 halbiert
- Ein- bzw. Ausgangsdrosseln FB20 und FB21 kurzgeschlossen
- C24 (Kerko) halbiert, verdoppelt
- C24 durch Tantal ersetzt, verschiedene Größen ausprobiert (4,7 bis 
100µ).
- C25 rausgenommen
- Zu C24 in Reihe einen Widerstand (10 Ohm) geschaltet, um den ESR 
künstlich zu erhöhen
- Die Widerstände des Spannungsteilers um den Faktor 3 vergrößert und 
verkleinert
- Am Eingang C20 und C21 entfernt, so dass dort nur noch C22 vorhanden 
war
- Zu C22 in Reihe einen Widerstand (10 Ohm) geschaltet, um den ESR 
künstlich zu erhöhen
- diverse Kondensatoren < 1nF parallel zu R21
- Kondensatoren 100nF...10uF parallel zu R22 direkt am Regler, um den 
Peak wegzufiltern
- Sämtliche Bauteile bis einschließlich L21 getauscht, alle neuen RLC 
mit Multimeter bzw. LC-Meter durchgemessen um Verwechslungen oder falsch 
sortierte Bauteile auszuschließen
- Eingangsspannung aus Labornetzteil (kein Schaltnetzteil)



Langsam bin ich wirklich extrem gefrustet.
Liegt das Problem doch vielleicht am Layout?

von alerte (Gast)


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noreplay schrieb:
> Der Schaltregler hat bei 1,5 Mhz 2 % minimale Einschaltzeit und eine
> Übervoltschutzabschaltung von 10%. Klingelt es jetzt, warum der Sägezahn
> ein du von 400mV hat. :-)

Ich fühle mich, als ob ich ein Brett vor dem Kopf hätte...
Nein, es klingelt leider nicht. Wieso ist es klar, dass es 400 mV sind?

Was hat die minimale Einschaltzeit damit zu tun? Ich habe für die 
eingestellten Spannungsverhältnisse einen Duty Cycle von 42%, damit 
liege ich weit über den 2%.

Was ich auch verstehe ist, dass mir anscheinenend die 
Übervoltschutzabschaltung reinspielt. Nur ist das ein Kreislauf, in dem 
ich keinen Anfang finde. Sobald die PWM einschaltet gibt es einen Peak, 
der die Übervoltschutzabschaltung auszulösen scheint, und damit die PWM 
wieder abschaltet. Irgendwann ist die Spannung dann wieder in den 10%, 
der Transistor schaltet durch = PWM startet wieder, und es beginnt 
wieder von vorne.

von (prx) A. K. (prx)


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alerte schrieb:
> Was hat die minimale Einschaltzeit damit zu tun?

Was soll der Regler deiner Ansicht nach machen, wenn bis auf den 
Spannungsteiler kein Strom am Ausgang fliesst? Jedes Mal wenn er 
einschaltet pumpt der Ausgang etwas höher. Irgendwann zu hoch. Manche 
Regler lassen dann Zyklen ganz aus (LM2674: minimum duty cycle 0%). Der 
hier nicht. Das übersetzt sich dann in eine Mindestlast.

von alerte (Gast)


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A. K. schrieb:
> alerte schrieb:
>> Was hat die minimale Einschaltzeit damit zu tun?
>
> Was soll der Regler deiner Ansicht nach machen, wenn bis auf den
> Spannungsteiler kein Strom am Ausgang fliesst? Jedes Mal wenn er
> einschaltet pumpt der Ausgang etwas höher. Irgendwann zu hoch. Manche
> Regler lassen dann Zyklen ganz aus (LM2674: minimum duty cycle 0%). Der
> hier nicht. Das übersetzt sich dann in eine Mindestlast.

Ich habe das Problem ja auch, wenn 100 Ohm am Ausgang hängen. Das sind 
dann 50 mA und wären wohl eher viel als Mindestlast (?). Im Datenblatt 
sind, auch für Vin = 12V / Vout = 5V Graphen für 10 mA Load Current.

Wie bestimme ich diese Mindestlast?

Bei 80 Ohm als Last habe ich im Übrigen noch eine saubere 
Ausgangsspannung. Die PWM hat dann in etwa die 42% Duty Cycle, die sich 
aus der Datenblattformel DC = Vout / Vin ergeben.
Wenn ich die Last verkleinere (also R_out größer mache), bleibt der Duty 
Cycle gleich. Wenn ich die Last erhöhe, wird der Duty Cycle vielleicht 
minimal kleiner, bis die PWM dann relativ schnell die "Aussetzer" 
bekommt (ab 100...120 Ohm Last).

von Falk B. (falk)


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@  A. K. (prx)

>Was soll der Regler deiner Ansicht nach machen, wenn bis auf den
>Spannungsteiler kein Strom am Ausgang fliesst? Jedes Mal wenn er
>einschaltet pumpt der Ausgang etwas höher. Irgendwann zu hoch. Manche
>Regler lassen dann Zyklen ganz aus (LM2674: minimum duty cycle 0%). Der
>hier nicht. Das übersetzt sich dann in eine Mindestlast.

Nein, es ist ein Step Down Wandler, die pumpen sich nicht hoch, die sind 
leerlauffest. Im Gegensatz zu Step Up, die sind ohne Regelung NICHT 
leerlauffest. Im Datenblatt gibt es diverse Kurven, u.a. Effizenz, die 
fangen bei 10mA an. Der IC kann sicher auch weniger. Das Problem liegt 
woanders.

von Michael (Gast)


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Jup!
So ist das nunmal - Dein Wandler geht in den Lückbetrieb bei kleiner 
Last. Die Grenze zum Lückbetrieb kannst Du durch 2 Parameter 
beeinflussen: Schaltfrequenz und Induktivität - siehe in Deiner Formel 
oben (kannst Du ausrechnen, dann kommst du auf ~50mA, also 100 Ohm).
Je höher beides ist, desto kleiner ist der Strom, bei dem das Teil 
lückt.

Wenn Du also weniger Strom benötigst, vergrößere die Drossel.


Viele Grüße,
Michael

von (prx) A. K. (prx)


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Falk Brunner schrieb:
> Nein, es ist ein Step Down Wandler, die pumpen sich nicht hoch, die sind
> leerlauffest.

Unterhalb einer bestimmten Schwelle ist ein solcher Wandler im 
discontinuous mode. Weshalb man jeden Zyklus getrennt betrachten kann. 
Und im discontinous mode ist der duty cycle lastabhängig.

Bei einem minimum duty cycle grösser als 0 wird pro Zyklus ein über 
ebendieser nicht unterschreitbaren Einschaltzeit, dem 
Spannungsverhältnis und der Induktivität definiertes Mindestmass an 
Energie in die Spule gepumpt. Dazu kommt, dass beim step down ebendieser 
Strom in den Ausgang fliesst.

Wie kann also ein step down, der in jedem Zyklus eine Mindestzeit 
einschaltet und keine Zyklen auslässt, leerlauffest sein?

von Falk B. (falk)


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@  A. K. (prx)

>Unterhalb einer bestimmten Schwelle ist ein solcher Wandler im
>discontinuous mode. Weshalb man jeden Zyklus getrennt betrachten kann.
>Und im discontinous mode ist der duty cycle lastabhängig.

OK, hast recht.

von (prx) A. K. (prx)


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Michael schrieb:

> So ist das nunmal - Dein Wandler geht in den Lückbetrieb bei kleiner
> Last.

Wobei technisch etwas anders arbeitende Wandler wie der LM2674 damit 
locker umgehen können. Die drehen im lückenden Betrieb erst den duty 
cycle runter, und irgendwann die Frequenz bzw. lassen Zyklen aus. Der 
LM2736 scheint hingegen schon bei Eintritt vom lückenden Betrieb 
aufzugeben.

von Falk B. (falk)


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@  A. K. (prx)

>LM2736 scheint hingegen schon bei Eintritt vom lückenden Betrieb
>aufzugeben.

Im Datenblatt steht nix von Lückbetrieb, aber viel von konstanter 
Frequenz.

von alerte (Gast)


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Nach dem Tip von Michael (danke für eure Antworten!) habe ich jetzt eine 
Ringkernspule eingebaut. Durchmesser 2cm, Drahtdurchmesser 1mm, L = ca. 
260 µH (vorher: 22 µH). Die Grenze "geht" zu "geht nicht" bleibt weiter 
bei etwa 50 mA...zwischen 22µH und dem dicken Klopper habe ich leider im 
Moment nichts hier.

Danke für die Erläuterungen A.K., das ist wohl die richtige Spur, die 
ich weiter verfolgen muss.

Mich wundern nur zwei Dinge:
- dass der Mindeststrom in meinem Aufbau anscheinend 50 mA beträgt (wie 
gesagt, das Datenblatt gibt z.B. Effizienzwerte für kleinere Ströme ab 
10 mA an)
- dass der Duty Cycle mit einer Last kurz vor der Grenze zum Aussetzen 
der PWM (~100 Ohm) noch weit mehr als 2% beträgt (geschätzte >30%, 
gemessen am Boost-Pin). Wenn ich dich richtig verstanden habe, sollte 
der Discontinious Mode doch erst ab der Schwelle beginnen, wo die 
Minimum Duty Cycle-Begrenzung von 2% greift?

von (prx) A. K. (prx)


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alerte schrieb:
> der Discontinious Mode doch erst ab der Schwelle beginnen, wo die
> Minimum Duty Cycle-Begrenzung von 2% greift?

Im contiuous mode ist Delta-I(L) nur von der Differenz der Spannungen 
und der Induktivität abhängig. Mit der Last sinkt der mittlere 
Spulenstrom.

Irgendwann wird bei sinkender Last I(L)min 0, das ist die Grenze zum 
discontinuous mode. Im continuous mode ist der duty cycle nur vom 
Verhältnis der Spannungen abhängig. Im discontinuous mode ist er auch 
lastabhängig.

Der discontinuous mode setzt also ungefähr dort ein, wo es keine 42% 
mehr sind.

von (prx) A. K. (prx)


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alerte schrieb:
> Nach dem Tip von Michael (danke für eure Antworten!) habe ich jetzt eine
> Ringkernspule eingebaut.

Kann deren Kern 1,5MHz?

von (prx) A. K. (prx)


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PS: Zu den Begriffen: discontinuous mode = lückender Betrieb. Damit ist 
kein Auslassen von Zyklen gemeint, sondern ein Absinken des Spulenstroms 
auf 0 in jedem Zyklus.

von alerte (Gast)


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A. K. schrieb:
> Der discontinuous mode setzt also ungefähr dort ein, wo es keine 42%
> mehr sind.

A. K. schrieb:
> PS: Zu den Begriffen: discontinuous mode = lückender Betrieb. Damit ist
> kein Auslassen von Zyklen gemeint, sondern ein Absinken des Spulenstroms
> auf 0 in jedem Zyklus.

Danke für die Erläuterungen! Für heute mache ich erstmal Schluss mit dem 
Regler. Morgen oder Übermorgen geht es dann weiter.


A. K. schrieb:
> Kann deren Kern 1,5MHz?

Daran könnte es scheitern, ich weiß nicht was dort für ein Kern 
drinsteckt. Das Teil stammt aus irgendeinem ausgeschlachteten Gerät. 
Vielleicht finde ich noch etwas definitiv taugliches mit höherer 
Induktivität.

von Falk B. (falk)


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@  alerte (Gast)

>260 µH (vorher: 22 µH). Die Grenze "geht" zu "geht nicht" bleibt weiter
>bei etwa 50 mA...

Hmm, da stimmt was nicht.


>der Discontinious Mode doch erst ab der Schwelle beginnen, wo die
>Minimum Duty Cycle-Begrenzung von 2% greift?

Ja. Aber welchen Typ hast du denn nun? Den LM2736Y mit 550kHz oder den 
LM2736X mit 1,6MHz?

von alerte (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> @  alerte (Gast)
>
>>260 µH (vorher: 22 µH). Die Grenze "geht" zu "geht nicht" bleibt weiter
>>bei etwa 50 mA...
>
> Hmm, da stimmt was nicht.

Das war gestern auch nur auf die Schnelle ausprobiert, und wie gesagt 
mit einer Spule von der ich nicht weiß, ob sie geeignet ist. Zumindest 
wird sie schonmal warm.


>>der Discontinious Mode doch erst ab der Schwelle beginnen, wo die
>>Minimum Duty Cycle-Begrenzung von 2% greift?
>
> Ja.

Da hatte A.K. geschrieben "Der discontinuous mode setzt also ungefähr 
dort ein, wo es keine 42% mehr sind." Was ist richtig?


> Aber welchen Typ hast du denn nun? Den LM2736Y mit 550kHz oder den
> LM2736X mit 1,6MHz?

Den LM2736X mit 1,6MHz!

von (prx) A. K. (prx)


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alerte schrieb:
> Da hatte A.K. geschrieben "Der discontinuous mode setzt also ungefähr
> dort ein, wo es keine 42% mehr sind." Was ist richtig?

Siehe http://www.ti.com/lit/an/slva301/slva301.pdf
auf Seiten 6-8, sehr anschaulich ist die Grafik auf S.8.

CCM = continuous
DCM = discontinuous

von Falk B. (falk)


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http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/abw_smps.html

Ue 12V, Ua 5V, Ia 0.05A, f = 800kHz, L = 44µH (Weil das tool nur bis 
1MHz geht, darum halbe Frequenz und doppelte Induktivität).

Das ist kurz vor dem diskontinuierlichen Betrieb. Wenn man z.B. auf 5mA 
im kontinuierlichen Betrieb runter will, muss L auf 440µH erhöht werden, 
bei 1,6 Mhz demzufolge 220µH. Und die müssen dann aber eine 
Resonanzfrequenz von deutlich über 1,6 MHz haben, ich sag mal 10MHz++

von noreply (Gast)


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Kleiner Tip am Rande zur Dokumentation. In alter Zeit gab es mal 
Praktikas, wo gelernt wurde, wie Versuchsreihen zu dokumentieren sind. 
Im Post vom 10.07.2012 19:07 ist zwar ein interessanter Sachverhalt 
dargestellt, aber man sieht weder Zeitbasis noch Höhe der Spannung noch 
Nullpunkt.

Würde die Messung z.B. mal zwischen L20 und R21 machen um damit 
Rückschlüsse auf mögliche Transienten auf den Feedback-Pin zu haben.

Weiterhin sind Spulen das A und O. Wenn ich schon unbekanntes 
Kernmaterial höre, schalte ich automatisch ab, weil die Fehlersuche zur 
munteren Raterunde degeneriert.

von alerte (Gast)


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Danke für die beiden Links!

Laut Formel 7 in dem TI-Dokument beginnt der discontiniuous mode mit 
meinen Bauteil- bzw. Spannungswerten unterhalb von 44 mA. Gemessen 
spielt mein Regler unter ca. 50 mA verrückt, das deckt sich also.

Bis ca. 20 mA runter zu kommen würde mir schon reichen - d.h. ich schaue 
mich jetzt mal um, ob ich da was mit 47 µH (oder größer) in der gleichen 
Gehäuseform finde.

Danke nochmal für eure Hilfe! Allmählich werden mir ein paar Dinge klar, 
über die ich mir vorher noch gar nicht bewusst war. Das ist zwar nicht 
mein erster Schaltregler, aber bisher habe ich dank Anfängerglück wohl 
immer zufällig gutmütigere Regler erwischt, die im discontiniuous mode 
nicht gleich verrückt spielen.

von alerte (Gast)


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noreply schrieb:
> Kleiner Tip am Rande zur Dokumentation. In alter Zeit gab es mal
> Praktikas, wo gelernt wurde, wie Versuchsreihen zu dokumentieren sind.
> Im Post vom 10.07.2012 19:07 ist zwar ein interessanter Sachverhalt
> dargestellt, aber man sieht weder Zeitbasis noch Höhe der Spannung noch
> Nullpunkt.

Was die Zeitbasis betrifft steht etwas dazu im Text bzw. sie ist über 
den Drehschalter abzulesen. Aber du hast natürlich trotzdem recht - was 
ich mit dem Foto aber vor allem zeigen wollte, war das Abbrechen der 
PWM.

> Würde die Messung z.B. mal zwischen L20 und R21 machen um damit
> Rückschlüsse auf mögliche Transienten auf den Feedback-Pin zu haben.

Im Moment habe ich gerade alles abgebaut, aber dort hatte ich gestern 
auch gemessen. Aus der Erinnerung: Im Endeffekt qualitativ das gleiche 
Bild wie im Post vom 10.07.2012 19:07 eingestellt, nur das die 
hochfrequenten PWM-Anteile weggefiltert wurden. Also immer dann, wenn 
die PWM loslegt, ein sprunghafter Anstieg am Feedback-Pin (= Auslösen 
der 10% Überspannungsabschaltung), der dann langsam abflacht.

> Weiterhin sind Spulen das A und O. Wenn ich schon unbekanntes
> Kernmaterial höre, schalte ich automatisch ab, weil die Fehlersuche zur
> munteren Raterunde degeneriert.

Das unbekannte Kernmaterial bezieht sich nur auf die 260 µH Spule, die 
ich gestern mangels Alternative auf die Schnelle zum Test eingelötet 
hatte. Die ursprünglichen 22µH sind definitiv geeignet.

von noreply (Gast)


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alerte schrieb:
> noreply schrieb:

>
>> Weiterhin sind Spulen das A und O. Wenn ich schon unbekanntes
>> Kernmaterial höre, schalte ich automatisch ab, weil die Fehlersuche zur
>> munteren Raterunde degeneriert.
>
> Das unbekannte Kernmaterial bezieht sich nur auf die 260 µH Spule, die
> ich gestern mangels Alternative auf die Schnelle zum Test eingelötet
> hatte. Die ursprünglichen 22µH sind definitiv geeignet.

Na dann ist ja alles im grünen Bereich und sollte funktionieren. ;-) Ist 
das Kernmaterial N30 oder N87?

Btw. um zu helfen wäre die Spannung an LM2736, Pin6 im Fehlerfall schön. 
Zeitbasis 1 us pro Kästchen und 2 Volt pro Kästchen. Aufnahme der PWM in 
Aktion.

von alerte (Gast)


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noreply schrieb:
> Na dann ist ja alles im grünen Bereich und sollte funktionieren. ;-) Ist
> das Kernmaterial N30 oder N87?

Das weiß ich nicht, Spule (also die bisherigen 22 µH) ist diese: Taiyo 
Yuden NR6028T220M
http://de.mouser.com/Search/ProductDetail.aspx?qs=PzICbMaShUep/CviS5zO4A==

> Btw. um zu helfen wäre die Spannung an LM2736, Pin6 im Fehlerfall schön.
> Zeitbasis 1 us pro Kästchen und 2 Volt pro Kästchen. Aufnahme der PWM in
> Aktion.

Die Messung macht mit meiner alten Möhre keinen Sinn, dafür müsste ich 
nochmal das Digitalspeicheroszi bekommen.

von Falk B. (falk)


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@  alerte (Gast)

>Das weiß ich nicht, Spule (also die bisherigen 22 µH) ist diese: Taiyo
>Yuden NR6028T220M
>http://de.mouser.com/Search/ProductDetail.aspx?qs=...

Sieht OK aus.

von Ingo (Gast)


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Entweder habe ich es überlesen oder du hast es tatsächlich noch nicht 
korrigiert: Die Bootstrap Diode muss an den Eingang...



Ingo

von alerte (Gast)


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Ingo schrieb:
> Entweder habe ich es überlesen oder du hast es tatsächlich noch nicht
> korrigiert: Die Bootstrap Diode muss an den Eingang...

Muss nicht, kann zwischen 2,5 und 5,5 V Ausgangsspannung auch vom 
Ausgang abgegriffen werden. Siehe Figure 3 im Datenblatt - spart in 
meinem Fall eine ansonsten nötige Zener-Diode.

von Falk B. (falk)


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@  Ingo (Gast)

>Entweder habe ich es überlesen oder du hast es tatsächlich noch nicht
>korrigiert: Die Bootstrap Diode muss an den Eingang...

Nein. Datenblatt lesen. Bei 5V Ausgangsspannung ist das so OK, ja 
geradezu nötig.

von noreplay (Gast)


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Also ich würde die Induktivität kritisch überprüfen. Die Induktivitäten 
sind nur bei 100 khz angegeben. Macht so ziemlich jedes Kernmaterial 
mit. Btw. N30 und N87 ist nicht geeignet. In Epcos Nomenklatur würde ich 
M33 und K1 versuchen. Die verwendete Induktivität hat eine Grenzfrequenz 
von 12 Mhz. Also bereits die 9te Harmonische sieht irgendwas, nur keine 
Induktivität.:-)  Wenn ich die Daten vom Post von 201207131637 
durchrechne, verhält sich der Schaltregler, wie wenn er eine 8 uH Spule 
sieht und das fast im Leerlauf.

Viel Glück noch.

von alerte (Gast)


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noreplay schrieb:
> Also ich würde die Induktivität kritisch überprüfen. Die Induktivitäten
> sind nur bei 100 khz angegeben. Macht so ziemlich jedes Kernmaterial
> mit. Btw. N30 und N87 ist nicht geeignet. In Epcos Nomenklatur würde ich
> M33 und K1 versuchen. Die verwendete Induktivität hat eine Grenzfrequenz
> von 12 Mhz. Also bereits die 9te Harmonische sieht irgendwas, nur keine
> Induktivität.:-)  Wenn ich die Daten vom Post von 201207131637
> durchrechne, verhält sich der Schaltregler, wie wenn er eine 8 uH Spule
> sieht und das fast im Leerlauf.
>
> Viel Glück noch.

Danke!
Leider bin ich erstmal an den Footprint der bisherigen Spule gebunden, 
die Platine habe ich ja schon hier. Leider scheinen Spulen wie diese 
(auch bei anderen Herstellern) alle nur bei 100 kHz gemessen zu werden - 
jedenfalls habe ich auch bei einigen Stichproben bei Epcos, TDK, 
Panasonic, Würth etc. keine weiteren Angaben gefunden.

Gibt es Daumenregeln, um welchen Faktor die Resonanzfrequenz der Spule 
in etwa über der Schaltfrequenz liegen sollte? Vermutlich allgemein 
schwer zu sagen, ohne die Flankensteilheit bzw. Frequenzanteile der 
Harmonischen zu kennen :/

von noreply (Gast)


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@Alerte

Würde mal den Vorschlag von Bernd Wiebus mit der Luftspule ausprobieren. 
In den Frequenzbereich braucht man gar nicht mal so viele Windungen und 
du hast eine Referenz.

Sonst mal die Typen von TDK im Datasheet vom Schaltregler bestellen. Bei 
Mouser kostet der Typ fast das dreifache von deiner aktuell verwendeten 
Spule. Die werden sich nicht nur den Namen bezahlen lassen. ;-)

von Georg A. (georga)


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Ich habe wohl >10k Platinen mit dem LM2736X draussen, der genau dasselbe 
Anwendungsgebiet hat (12V->5V) und keinerlei Probleme. Die Spannung ist 
einfach nur glatt, egal unter welchen Bedingungen. Spule ist eine ganz 
normale Panasonic ELL6 mit 4u7, lief auf Anhieb. Allerdings habe ich die 
Diode auch von den 12V aus auf Boost. Versuch erstmal das, bevor du die 
exotischen Dinge ausprobierst.

von alerte (Gast)


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Danke für eure Antworten, ich warte jetzt erstmal meine Bestellung ab. 
Wenn es dann weiter Probleme gibt, kann ich mir immer noch weiter den 
Kopf zerbrechen ;)

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Georg A.

> Allerdings habe ich die
> Diode auch von den 12V aus auf Boost. Versuch erstmal das, bevor du die
> exotischen Dinge ausprobierst.

Das könnte durchaus im Zusammenhang stehen. Bei kleinen Strömen wird 
weniger in Boost zurückgepumpt, und wenn die Spannung dort zu klein 
wird, könnte die Treiberstufe blockieren, bis die Ausgangsspannung weit 
genug gefallen ist, so das die Gesamtspannung über der Treiberstufe 
wieder groß genug ist bzw. die Aufladung von Cboost  aus der "internal 
circuitry" die Spannung dort hoch genug getrieben hat.
Dann startet der Zyklus von neuem. Da jetzt die Ausgangskondensatoren 
noch relativ leer sind, läuft der eigentliche Schaltreglerzyklus etliche 
Zyklen, bevor er durch den "äußeren" Zyklus erneut gestoppt wird.

Vboost soll 1,6V (besser 2,5V) größer sein als Vsw, aber insgesammt soll 
die Differenz von Vboost zu Vsw nicht größer sein als 5,5V

"When the LM2736 starts up, internal circuitry from the
BOOST pin supplies a maximum of 20mA to CBOOST. This
current charges CBOOST to a voltage sufficient to turn the
switch on. The BOOST pin will continue to source current to
CBOOST until the voltage at the feedback pin is greater than
1.18V. " (Im Datenblatt Seite 8 oben links)

Jedenfalls legt diese Passage nahe, das irgendein Mechanismus existiert, 
der den Treiber abschaltet, wenn die Spannung über dem Treiber zu gering 
wird, und entsprechend wieder einschaltet, wenn sie ausreichend ist. Ist 
auch einsichtig, weil sonst der Schalttransistor wegen ungenügenden 
Durchschaltens leicht überhitzen könnte.

Das könnte man testen, indem man Vboost mal provisorisch anhebt. Dabei 
beachten, das eine maximale Differenzspannung von 5,5V nicht 
überschritten wird. Diese Einschränkung erweist sich hier bei der 
Fehlersuche als ausgesprochen lästig.....

Jedenfalls könnte dieser Mechanismus das Zweipunktregler ähnliche 
Verhalten mit dem Sägezahn erklären. ;O)

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Nachtrag zum Beitrag #2760217:

> "When the LM2736 starts up, internal circuitry from the
> BOOST pin supplies a maximum of 20mA to CBOOST. This
> current charges CBOOST to a voltage sufficient to turn the
> switch on. The BOOST pin will continue to source current to
> CBOOST until the voltage at the feedback pin is greater than
> 1.18V. " (Im Datenblatt Seite 8 oben links)

Der letzte Satz könnte bedeuten, dass der Auflademechanismus von Cboost 
auch erst dann wieder einsetzten wird, wenn die Feedbackspannung unter 
1,18V gefallen ist.
Das könnte zusammen mit dem Spannungsteiler R21/R22 und einer gewissen 
Zeitverzögerung zur Aufladung von Cboost, wärend der die 
Ausgangsspannung noch weiter fällt, die untere Spannung des Sägezahnes 
ergeben....irgendwo bei 4,4V über den dicken Daumen.

Leider ergibt sich aus den Oszillogrammen des TO keine Nullinie, um das 
überprüfen zu können.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Falk, hallo Ingo.

>>Entweder habe ich es überlesen oder du hast es tatsächlich noch nicht
>>korrigiert: Die Bootstrap Diode muss an den Eingang...
>
> Nein. Datenblatt lesen. Bei 5V Ausgangsspannung ist das so OK, ja
> geradezu nötig.

Weder noch. IRGENDEINE Bootstrapschaltung muss an Vboost zum nötigen 
Zeitpunkt die passende Spannung bereitstellen. Die zahlreichen 
Schaltungsvarianten aus dem Datenblatt sind nun ein Versuch, das so 
effizient und mit so wenig Bauteilen wie möglich in unterschiedlichen 
Situationen hinzubekommen.

Das heisst nicht, das ich mir nicht in Grenzfällen mit der einen oder 
anderen Schaltung doch noch ein Problem einhandelt.

Die Schaltungen aus Applikationen sind im allgemeinen als Beispiel 
gedacht.
Diese Beispiele müssen durchaus kritisch hinterfragt werden und sind 
eigentlich eher Anknüpfungspunkte für Inspiration und Kreativität. ;O)

"Chef, ich habe die Schaltung genau nach der Applikationsvorschrift 
aufgebaut und sie geht trozdem nicht" ist meist eine ganz billige 
Ausrede,
die nur bei sehr schlechten Vorgesetzten (dauerhaft) zieht. ;O)

Letztlich brauche ich eine funktionierende Schaltung, egal was in der 
Applikation steht......am Selberdenken führt daher leider kein Weg 
vorbei. ;O)

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

von alerte (Gast)


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Hallo Bernd,
danke für deine ausführlichen Antworten!

Dank wenig Zeit (und leider auch fehlendem Grundlagenwissen) habe ich es 
noch nicht ganz nachvollzogen. Ich habe in der Zwischenzeit leider auch 
nicht viel ausprobieren können.

Bernd Wiebus schrieb:
> Das könnte zusammen mit dem Spannungsteiler R21/R22 und einer gewissen
> Zeitverzögerung zur Aufladung von Cboost, wärend der die
> Ausgangsspannung noch weiter fällt, die untere Spannung des Sägezahnes
> ergeben....irgendwo bei 4,4V über den dicken Daumen.

Der minimale Wert des Sägezahns liegt bei etwa 4,75 V (ca. 400 mVpp).

Da ich keine Z-Diode greifbar hatte, habe ich versucht die Spannung 
VBoost (ca. 8 V) direkt aus dem Labornetzteil anzulegen. Das hat mir der 
Regler übel genommen - damit habe ich leider beide IC's gekillt, die ich 
da hatte. Sprich, im Moment ist leider erstmal Stillstand...

Auf einer Klopapierrolle habe ich mir eine Luftspule mit ca. 22 µH 
gewickelt, die werde ich noch anstelle L20 ausprobieren, sobald ich 
wieder neue LM2736 habe.


Gruß,
Thomas

von (prx) A. K. (prx)


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alerte schrieb:
> Da ich keine Z-Diode greifbar hatte, habe ich versucht die Spannung
> VBoost (ca. 8 V) direkt aus dem Labornetzteil anzulegen.

Abgesichts der im Datasheet vermerkten abs max von 6V gegenüber dem 
öfter mal auf ca. -0,5V liegenden Ausgang des ICs war das etwas "mutig".

von alerte (Gast)


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8V auf Masse bezogen, also nur +3V bezogen auf die Ausgangsspannung des 
Reglers (5V). Habe ich das im Datenblatt falsch verstanden?

von (prx) A. K. (prx)


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alerte schrieb:
> 8V auf Masse bezogen, also nur +3V bezogen auf die Ausgangsspannung des
> Reglers (5V). Habe ich das im Datenblatt falsch verstanden?

Hast du. Der Bezugspunkt dieser Angabe von 6V ist der Pin SW, nicht die 
Spannung am Ausgangskondensator. Und dieser Pin liegt in jedem 
Schaltzyklus leicht im Negativen.

"Boost to SW Voltage: -0.5V to 6.0V"

PS: Auch die Spannung am Ausgangskondensator liegt anfangs bei 0V.

von alerte (Gast)


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Danke, da habe ich auf jeden Fall wieder zu schnell etwas ausprobiert, 
ohne das Datenblatt an der Stelle richtig zu lesen. Dabei habe ich das 
Diagramm zu Vsw auf Seite 7 direkt vor mir gehabt :/

Die PWM an Vsw bewegt sich zwischen Vin (12V...15V in meinem Fall) und 
ca. -0,5V. Wie ist denn dann so etwas möglich (Georg hat ja ebenfalls 
von 12 auf 5V gewandelt):

Georg A. schrieb:
> Ich habe wohl >10k Platinen mit dem LM2736X draussen, der genau dasselbe
> Anwendungsgebiet hat (12V->5V) und keinerlei Probleme...
> Allerdings habe ich die Diode auch von den 12V aus auf Boost. Versuch
> erstmal das, bevor du die exotischen Dinge ausprobierst.

?

Entweder ich verletze die erste Regel: "VBoost needs to be at least 1.6V 
greater than Vsw"
Oder ich verletze die zweite Regel: "Boost to SW Voltage: -0.5V to 6.0V"

von (prx) A. K. (prx)


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Wie externe Speisung von BOOST funktioniert zeigt Fig 14. Also extern 5V 
über eine Diode an BOOST.

von alerte (Gast)


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Nachtrag: CBoost wird ja aufgeladen und das Potential wird dank der 
Diode am Boost-Pin nach oben geschoben, das hatte ich nicht bedacht.

von alerte (Gast)


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Danke, mein Fehler ist mir jetzt klar. Gleich vernünftig nachgedacht und 
ich hätte mir 5€ Lehrgeld gespart, hmpf...

von (prx) A. K. (prx)


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Wenn du dir mal übergangsweise Cboost als 5V-Batterie denkst, dann wird 
dir vielleicht klar, dass Vboost immer 5V über Vsw liegt. Genau das ist 
der Sinn der Sache. Zu viel schiesst das IC ab, bei zu wenig schaltet 
der Switch nicht durch.

Der Sinn der diversen Beschaltungsvarianten mit soundsoviel Dioden hier 
und dort liegt nun darin, immer genug Vboost zu erzeugen, ohne die 
Grenze ins Nirvana zu überschreiten.

von (prx) A. K. (prx)


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Was mir grad auffällt wenn ich deine Schaltung mit den Beispielen im 
Datasheet vergleiche: Du hast als Boost-Diode eine 1N5819 verwendet. In 
den Beispielen sind das jedoch BAT54 oder 1N4148, also Dioden mit weit 
geringeren Werten für Leckstrom und Sperrschichtkapazität. Ob das eine 
Rolle spielen könnte?

von (prx) A. K. (prx)


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Bernd Wiebus schrieb:
> Der letzte Satz könnte bedeuten, dass der Auflademechanismus von Cboost
> auch erst dann wieder einsetzten wird, wenn die Feedbackspannung unter
> 1,18V gefallen ist.

Der Problemfall tritt nicht erst praktisch lastfrei ein, sondern schon 
bei noch recht deutlicher Last. Da ist also immer noch ein permanentes 
switchen deutlich oberhalb des minimum duty cycle aktiv, d.h. Cboost 
wird in jedem Zyklus über die Boost-Diode aus der Ausgangsspannung 
geladen. Sollte es zumindest, wenn das Ding im DCM nicht völlig gegen 
die Wand fährt.

Solange an Cout mindestens 2-3V sind kann da nichts anbrennen, die 
interne Ladeschaltung wird nicht benötigt. Interessant würde das erst 
bei extremem DCM mit längeren Totalausfall von Schaltzyklen - so der 
Regler das kann/macht, wogegen die Angabe des minimum duty cycle 
spricht.

von alerte (Gast)


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A. K. schrieb:
> Was mir grad auffällt wenn ich deine Schaltung mit den Beispielen im
> Datasheet vergleiche: Du hast als Boost-Diode eine 1N5819 verwendet. In
> den Beispielen sind das jedoch BAT54 oder 1N4148, also Dioden mit weit
> geringeren Werten für Leckstrom und Sperrschichtkapazität. Ob das eine
> Rolle spielen könnte?

Ich habe die Schaltung auch (naja, grob) mit der Online-Simulation von 
National (Webench: https://www.national.com/en/webench/index.html) 
simuliert. Ich meine, die 1N5819 hätte ich daher.

Allerdings habe ich auch noch bedrahtete 1N4148 hier, das werde ich 
damit dann auch testen, wenn die neuen Regler kommen.

von alerte (Gast)


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Problem (sehr wahrscheinlich) gelöst, es liegt wohl tatsächlich an der 
1N5819 als Boost-Diode: Ich habe die 1N5819 durch eine bedrahtete 1N4148 
ersetzt und habe jetzt auch bei kleinen Lasten (getestet bis 2,5 mA) 
eine stabile Ausgangsspannung.


Gleichzeitig habe ich auch mal den Vorschlag von Georg A. ausprobiert 
und VBoost über Z-Dioden vom Eingang abgegriffen - in dem Fall läuft es 
dann auch mit der 1N5819 als Boost-Diode problemlos.

Ich werde aber wohl trotzdem bei der 1N4148 bleiben und VBoost vom 
Ausgang abgreifen, so brauche ich an der Platine nichts zu ändern.


Danke für die Idee, dass die Diode hier Probleme machen könnte - darauf 
wäre ich sicher nicht gekommen!

von Falk B. (falk)


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Wahrscheinlich zuviel Sperrschichtkapazität.

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