Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler wird heiß und schaltet ab


von Stefan R. (kroko)


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Hallo Leute!

Ich habe meine ersten SMD-Lötversuche gestartet. Dieses mit einem 
Schaltregler (MAX5035).

Dann habe ich einen Belastungstest gemacht und ab ca. 400mA Belastung 
bricht die Spannung von 5V auf ca. 3,6V ein und er wird sehr schnell 
heiß und schaltet ab und in ca. einer Sekunde wieder ein usw.
Würde gerne wissen, ob ich die Bauteile falsch dimensioniert habe, das 
Design schlecht ist oder ob ich einfach beim Löten was gegrillt habe 
(wenn ja, was?)

Eingangskondensator: 
http://www.reichelt.de/ELKOS-SMD-Low-ESR-105-C/VF-220-63-K-H13/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=84769;GROUPID=4001;artnr=VF+220%2F63+K-H13;SID=12T@gHWX8AAAIAAC3StCsa0370fd94ca5b7e017209dfede1cf8c4
Ausgangskondensator: 
http://www.reichelt.de/ELKOS-SMD-Lowest-ESR-PXA/PXA-150-10/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=89761;GROUPID=4341;artnr=PXA+150%2F10;SID=12T@gHWX8AAAIAAC3StCsa0370fd94ca5b7e017209dfede1cf8c4
Spule: 
http://www.reichelt.de/Power-Induktivitaeten-SMD/L-PISR-100-/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=73070;GROUPID=3709;artnr=L-PISR+100%C2%B5;SID=12T@gHWX8AAAIAAC3StCsa0370fd94ca5b7e017209dfede1cf8c4
Schottky Diode: 
http://www.reichelt.de/MR-MURS-P600-RGP-Dioden/MBRS-360-SMD/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=41973;GROUPID=2990;artnr=MBRS+360+SMD;SID=12T@gHWX8AAAIAAC3StCsa0370fd94ca5b7e017209dfede1cf8c4

Widerstände sind nach Datenblatt dimensioniert bzw. überbrückt da 
MAX5035 mit fixer Ausgangsspannung verwendet.

Lg Stefan

von Christian S. (christianstr)


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Hallo Stephan

hast du den Strom am Ausgang gemessen oder berechnet? Welche Widerstände 
hast du überbrückt? Wenn du die (für Festspannung unnötigen) Widerstände 
U$16 und U$17 überbrückt hast, hast du dir einen Kurzschluß am Ausgang 
eingehandelt. Für fixe Spannung muss U$17 überbrückt und U$16 
weggelassen werden. Wieso hast du sie überhaupt eingebaut? Und für die 
nächsten Layouts würde ich dir bessere Bezeichnungen für deine Bauteile 
empfehlen, z.B. R1,R2,...C1,C2,... usw :) erleichtert dir und anderen 
die Arbeit besonders bei größeren Layouts ungemein :)
Ansonsten mal gucken, ob vielleicht eine Leiterbahn nicht ganz 
freigeätzt wurde oder du die Diode falschrum eingelötet hast.

Gruß Christian

von nicht "Gast" (Gast)


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Christian Str schrieb:
>
> ....
> U$16 und U$17 überbrückt hast, hast du dir einen Kurzschluß am Ausgang
> ....

Der MAX5035D ist die ADJ-Version des MAX5035. U$16 und U$17 sind 
notwenig und offensichtlich richtig gewählt. Der TO misst ja 
(kurzfristig) 5V.

von Stefan R. (kroko)


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Hallo!

Der Strom ist gemessen.
Danke, werde das bei meinem nächsten Layout berücksichtigen.
Hab den Spannungsteiler eingezeichnet, damit ich beide Typen verwenden 
kann.

Hab natürlich nicht die Masse mit überbrückt.
Diode hab ich schon kontrolliert, würde der Regler dann überhaupt 
funktionieren. Bei niedrigeren Strömen passts ja, er ist aber bis 1A 
ausgelegt.

Was könnte der Fehler sein? Habe ich beim Löten etwas gegrillt?
Ist die Spule richtig gewählt, oder geht die in Sättigung?

Lg Stefan

von Christian S. (christianstr)


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nicht "Gast" schrieb:
> Christian Str schrieb:
>>
>> ....
>> U$16 und U$17 überbrückt hast, hast du dir einen Kurzschluß am Ausgang
>> ....
>
> Der MAX5035D ist die ADJ-Version des MAX5035. U$16 und U$17 sind
> notwenig und offensichtlich richtig gewählt. Der TO misst ja
> (kurzfristig) 5V.

Stimmt, es kann kein Kurzschluss sein, da er ja kurzfristig eine 
Spannung hat, überlegen sollte ich mir auch noch angewöhnen ;)
Trotzdem redet er davon, diverse Widerstände überbrückt zu haben, wenn 
es der MAX5035D ist, wüsste ich nicht, welche das sein sollten.

von Kevin (Gast)


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Wie wäre es mit ein paar kühlenden Blechen?

von Stefan R. (kroko)


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Im Schaltregler selbst sollte ja nicht viel Verlustleistung 
zustandekommen.

Die 0,4 Ohm die der integrierte Mosfet hat, kann ja den Regler nicht auf 
160 Grad bringen...

von MaWin (Gast)


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Im Prinzip ist die Schaltung und Bauteilauswahl in Ordnung, nur die 
Masseführung ist absolut daneben.

ENTFERNE deinen ganzen Massescheiss.

Lass den Klecks zwischen C1/C2/D2 und unter dem IC und den U$xx, und 
verbinde diese beiden Kleckse mit einem Starrdraht unter der Platine.

KEINE Massefläche aussen um die Schaltung, schon gar nicht dort die 
Anschlüsse platzieren, der kommt an den Klecks C1/C2/D2.

KEINE Massefläche unter der Spule.

Warum der Eingangselko eine andere Baugrösse haben soll als der 
Ausgangselko ist auch unklar.

Als 125kHz Schaltregler ist der MAX eigentlich nicht besonders kritisch.

Wenn du keinen Starrdraht willst, beachte beim Layout den Satz "In 
particular, place the Schottky rectifier diode right next to the
device". Das "connecting the anode of the Schottky rectifier,
the input bypass capacitor ground lead, and the output
filter capacitor ground lead to a single point (“star”" hast du ja 
beachtet.

von Gregor B. (Gast)


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Hallo,

der MAX5035 hat zwei GND-Anschlüsse, ein SGND (Signal Ground) an dem die 
Steuerlogik hängt und ein GND für den Rest. Du führst aber dein 
Power-Ground, also die Leitung, auf der richtig Strom fließt, auf den 
Anschluss SGND. Kann sein, dass Du den Regler damit komplett 
durcheinander wirfst.

Also:
Leitungen mit Power (Masseanschluss am Eingangskondensator, Masse an 
Freilaufdiode und Ausgangskondensator außen von einer Seite an Pin 6, 
von der anderen Seite aussen Masse des Feedback-Signals (für den 
einstellbaren Regler) an Pin 6, SGND mit Massefläche unter dem Regler 
(in der danach kein Strom mehr fließen sollte) mit Pin 6 verbinden.

von Stefan R. (kroko)


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@MaWin:
Hab beim Board zu wenig her gezeigt.
Hier sieht man die Masseverbindung. Aber mit der muss der Strom auch 
"mit der Kirche ums Kreuz".
Also links vom MAX5035 eine Verbindung (Draht) zum Masse Stern der Diode 
und der Kondensatoren, richtig?

Meine Frage an dich:
Mir ist mal gesagt worden, man soll den Rest der Platine mit Masse 
befüllen.
Warum ist das unter der Spule problematisch?

Die Baugrösse der Elkos habe ich ehrlich gesagt nicht beachtet, ich hab 
einfach die genommen die mir von den Werten her gepasst haben. Am 
Eingang wollte ich auch etwas Luft nach oben hin haben (deswegen 63V 
Elko und 60V Diode)

>KEINE Massefläche aussen um die Schaltung
Meinst du das nur in dem Fall?

Danke für deine Hilfe!

@Gregor B.
Danke, du hast das nochmal verdeutlicht was MaWin gemeint hat, das hätte 
ich zuerst garnicht mitbekommen ;-)

von Stefan R. (kroko)


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Was ich vergessen habe:
Werden diese empfohlenen Änderungen von euch das Problem lösen?

Mfg Stefan

von MaWin (Gast)


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> man soll den Rest der Platine mit Masse befüllen.

Tja, von Leuten die es nicht kapieren.

Masseflächen sind gut.

Damit meint man ein ganzes Layer einer Platine nur als Massefläche in 
der nur kleine Löcher sind damit Vias und Bauelemeneteanschlüsse 
durchgehen.

KEINESFALLS darf die Massefläche durch eine Leitung entlang einer Linie 
unterbrochen werden, denn das nennt sich Schlitzantenne. Und Antennen 
fangen Störungen ein und senden sie aus.

Wenn man nun kein eigenen Layer für Masse zur Verfügung stellen will, 
muß man sich sehr wohl überlegen, wo der Strom über die Masseverbindung 
fliesst und dort müssen kurze dicke Leiterbehnen sein.

Erst wenn man die ganze Schaltung inklusive absichtlich gelegter 
Masseleitungen optimal ausgelegt hat, dann darf man den Rest der Platine 
mit Masse vollschütten, und zwar so, daß sich dadurch 
Äquipotentialflächen auch aussen um die Platine rum bilden DURCH DIE 
ABER KEIN STROM FLIESST, denn so bald dadurch Strom fliesst, wird das 
eine Windung einer Spule und damit eine Antenne. Daher sorgt man dafür, 
daß solche Masseflächen auch nur einsetig angeschlossen sind, notfalls 
trennt man sie noch durch einen Schlitz.

Deine Massezuführung war Murks.

Allerdings befürchte ich, daß das nicht die Ursache des Problems war.

von Stefan R. (kroko)


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Puh...
Aber was meinst du wegen der Massefläche unter Spule und den 
Kondensatoren?

Wäre es möglich, dass ich den MAX5035 beim Löten beleidigt habe? 
(überhaupt bei dem Fehlerbild)


Mfg Stefan

von MaWin (Gast)


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> wegen der Massefläche unter Spule

Da geht deine Masseleitung durch wie eine zweite Windung auf der Spule, 
daher nicht dortlang. Schon die kapazitive Einkopplung kann man sich 
dadurch ersparen.

> dass ich den MAX5035 beim Löten beleidigt habe

Er funktioniert ja bei geringeren Leistungen.

Das pricht für unpassende externe Bauteile.

Aber so unpassend sind die nicht.

Dennoch ist interessant, wie viel Augenmerk das Datenblatt des MAX auf 
die Bauteilauswahl legt. Er scheint kritisch auf unpassende 
Bauteilnebenwerte zu reagieren.

von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Hallo,

was verwendest Du denn überhaupt für die Spannungsversorgung?

Mein ja nur, manchmal ist der Teufel ein Eichhörnchen. Hast nicht 
zufällig die
Strombegrenzung am Labornetzteil zu niedrig eingestellt :-) ?

Vlg
 Timm

von Stefan H. (Firma: dm2sh) (stefan_helmert)


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Es wäre mal die Schwingung des Schalters zu überprüfen. Schwingt er mit 
der erwarteten Frequenz? Arbeitet er irgendwie linear? Schwingt er mit 
einer sehr hohen Frequenz?

von Stefan R. (kroko)


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@MaWin:
Ok, danke.
Ist es möglich, dass ich vielleicht die Diode schlecht gelötet habe und 
somit der MAX was ab bekommt?

@Timm Reinisch:
Jetzt zum Testen verwende ich ein Notebooknetzteil mit 19V um im Bereich 
des
Undervoltage Lockout zu bleiben. Also Strom ist genug da.

@Stefan Helmert:
Dann werd ich heute mit dem Oszi zw. LX und Spule messen. Ich hoffe ich 
bring da ein brauchbares Bild zusammen, mit dem Oszi brauch noch etwas 
mehr Erfahrung.

Mfg Stefan

von Stefan R. (kroko)


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Hab jetzt zwei Bilder vom Oszi ich hoffe die sind brauchbar.

Was mir auffällt ist, dass er bei niedriger Last mit der richtigen 
Frequenz (125KHz) schwingt und bei hoher Last (ab ca. 400mA) stimmt die 
Frequenz nicht mehr....

Ich hoffe die Profis können mehr dazu sagen.

Mfg Stefan

von Stefan R. (kroko)


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Was bedeutet das, wenn die Schaltfrequenz des Reglers bei höherer Last 
sinkt?
Oder interpretiere ich das Oszibild falsch?

Mfg Stefan

von klausr (Gast)


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Stefan R. schrieb:
> Jetzt zum Testen verwende ich ein Notebooknetzteil mit 19V um im Bereich
> des Undervoltage Lockout zu bleiben. Also Strom ist genug da.

Schau dir doch mal auf'm Oszi die E-Quelle an! Hänge doch mal ein 
Labornetzteil dran und prüfe, was dann passiert.

von Stefan R. (kroko)


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Die Spannung aus dem Notebooknetzteil ist sauber.
Habe ich auch bei höherer Last das Oszi dran gehabt, andere Versorgung 
kann ich noch testen.
Glaubst du, dass das der Grund der extremen Erwärmung des Reglers ist?

Mfg Stefan

von klausr (Gast)


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Stefan R. schrieb:
> Die Spannung aus dem Notebooknetzteil ist [auch unter Last] sauber.
> Glaubst du, dass das der Grund der extremen Erwärmung des Reglers ist?

Wenn die Spannung unter Last sauber ist, wohl eher nicht. War nur so 
eine Vermutung! Grund: Als 12-Jähriger (also vor laaanger Zeit) habe ich 
Verstärkerbausätze aufgebaut und mit einem Netzteil von der 
Modellautobahn betrieben. Das hat immer schrecklich gebrummt. Irgendwie 
habe ich dann mal ein anderes ausprobiert, und das Brummen war weg. Als 
ich beide geöffnet hatte, stellte sich heraus, dass das eine Netzteil 
Kondensatoren  hatte, das andere nicht. In einem Buch fand ich dann auch 
eine Erklärung dazu. (Internet gabs damals außerhalb der Unis noch 
nicht, das WWW war noch nicht erfunden.) Seither schaue ich mir immer 
genauer die E-Quellen an, wenn was nicht funktioniert.

von MaWin (Gast)


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> Ich hoffe die Profis können mehr dazu sagen.

Also das Ausswingen im ersten Bild, so bald der diskuntinuierlich 
fliessnede Strom abgeklungen ist, ist heftig, passiert aber ohne Last.

Die Nadelimpulse im zweiten Bild kann ich aber nicht erklären, die 
gehören dort nicht hin.

von Stefan R. (kroko)


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@klausr
Ok danke, ich werds zur Sicherheit mit einer anderen Versorgung 
probieren.

@MaWin
Ich werde mal anfangen die Bauteile auszulöten, neue einlöten und die 
alten überprüfen. Vielleicht findet sich der Fehler...

Edit:
Was mir noch auffäll ist, die Spannung geht ja auch Richtung minus, 
sollte das nicht die Diode komplett abfangen?

Mfg Stefan

von Knalltüte (Gast)


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nimm mal nen normalen low esr elko am ausgang keinen super lowest esr

der könnte dir die regelung durcheinander bringen

mfg

von Stefan R. (kroko)


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@Knalltüte
Danke für den Hinweis!
Auf deine Antwort hab ich gleich nochmal ins Datenblatt geschaut und die 
Ausgangskondensator Empfehlung durchgelesen.

Datenblatt:
>Capacitors with 100mΩ to 250mΩ ESR are recommended to ensure the closedloop
>stability, while keeping the output ripple low.

Man sollte halt lesen ^^.

Das werd ich gleich als erstes ändern.

Mfg Stefan

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