Hallo,
mein Aufwärtswandler bringt nicht genug Leistung. Jetzt bin ich auf der
Fehlersuche.
Die Verläufe im Oszi Bild (musste es leider abfotografieren, das
Oszilloskop hat nur ein Diskettenlaufwerk) sind:
CH1 (gelb): Uds am FET
CH2 (blau): Ugs am FET
CH3 (pink): Ieingang (mit 1A Offset)
Grundsätzlich verstehe ich die Verläufe, nun aber die Fragen:
Warum fängt Uds an zu schwingen? Ich vermute, weil im
diskontinuierlichen Betrieb gearbeitet wird (?) Aber warum ist es dann
nicht konstant gleich Ueingang?
Warum steigt Ieingang auch nachdem der Transistor aus ist (also Ugs
gleich Null ist)? Liegt das an dem Eingangskondensator (siehe
Schaltplan)?
Vielen Dank schon einmal!
Grüße
Steffen
Ste Fre schrieb:> Warum fängt Uds an zu schwingen? Ich vermute, weil im> diskontinuierlichen Betrieb gearbeitet wird (?) Aber warum ist es dann> nicht konstant gleich Ueingang?
Solange die Freilauf-Diode leitfähig ist, hast du an Uds die
Ausgangsspannung (12V). Wenn die Diode dann sperrt, verhält sie sich wie
ein Kondensator, d.h. die Spannung Uds bleibt erst mal auf dem größeren
Wert.
Es baut sich dann ein Strom rückwärts durch die Speicherdrossel auf und
Uds sinkt, dabei verhält sich das ganze wie ein LC-Schwingkreis und die
Spannung schwingt um 9V herum. Wenn du sehr lange wartest, pendelt sich
die Spannung irgendwann beim Wert der Eingangsspannung ein.
Ste Fre schrieb:> Warum steigt Ieingang auch nachdem der Transistor aus ist (also Ugs> gleich Null ist)? Liegt das an dem Eingangskondensator (siehe> Schaltplan)?
Ja, das liegt am Kondensator und an der Induktivität der Zuleitung.
Rshunt 5 Milliohm ?
> Warum fängt Uds an zu schwingen?
Der Strom durch die Spule ist abgeklungen,
ohne Vorspannung an der Diode bildet
sich ein unbelastete LC Schwindkreis.
> Warum steigt Ieingang auch nachdem der Transistor aus ist
Eingangskondenstaor aufladen.
Vielen Dank an euch beiden!
Bei der Schaltung bricht ab etwa 1A Ausgangsstrom die Spannung zusammen
und ein piepsen wird hörbar. Hat jemand auf die den ersten Blick eine
Idee, was das Problem sein könnte?
Das Oszi Bild zeigt Iausgang = 1A, Ua bricht auf etwas über 9V.
Ansonsten sehen die Verläufe doch eigentlich recht "normal" aus. Was hat
der zweite "Ausreißer" zu bedeuten? (da wo Ugs nochmal hoch geht...das
sollte doch eigentlich nicht der Fall sein, oder?)
MaWin schrieb:> Rshunt 5 Milliohm ?
Ist das nicht gut? Warum nicht?
-> Nach welcher Berechnung hast du den Shunt ausgelegt?
-> Welche Drossel wird verwendet (Hersteller und Bauteilbezeichnung)?
-> Könntest Du bitte noch den Stromverlauf durch die Drossel
aufnehmen.
-> Der Regler ist für Schaltfrequenzen ab 100kHz ausgelegt.
Laut Datenblatt hätte ich jetzt einen Widerstand an FA/SD
von höchstens 200kOhm erwartet. Du hast 226kHz verbaut
und liegst damit unter den minimal spezifizierten 100kHz.
Wie wäre es denn mit 100kOhm -> 200kHz?
-> Wie kommt man auf so krumme Bauteilwerte im Schaltplan?
Wie praktisch. Die Berechnungsformel passt nicht zu der dargestellten
Kurve (Widerstand -> Schaltfrequenz).
Welche Angabe ist jetzt richtig...
Ich gehe mal davon aus, Du wolltest 100kHz konfigurieren.
Die 100kHz kann man ja oben auch erkennen.
Lies mal hier im Datenblatt:
"When the voltage across the sense resistor measured on the ISEN pin
exceeds 343 mV, short circuit current limit
protection gets activated. A comparator inside the LM3478 reduces the
switching frequency by a factor of 5 and
maintains this condition until the short is removed."
Deine zweite Aufnahme kann genau dieses Verhalten zeigen. Deine
Schaltfrequenz ist wesentlich langsamer (~15kHz) und Du bekommst
auch keine Leistung mehr aus dem Ausgang.
Eventuell hast Du wirklich die maximal erlaubten 343mV am Shunt
überschritten (das sind übrigens 250mV minimal, das Datenblatt
ist da in einer Zeile verrutscht). Daher auch die Messung des
Spulenstromes, Du kannst ja auch erst mal über dem Shunt messen
(Mess-Masse beachten, Differenztastkopf verwenden oder Mathe-Modus
mit zwei Tastköpfen).
Bitte gib mal an, welche Drossel Du da verwendet hast.
Ste Fre schrieb:> Bei der Schaltung bricht ab etwa 1A Ausgangsstrom die Spannung zusammen> und ein piepsen wird hörbar. Hat jemand auf die den ersten Blick eine> Idee, was das Problem sein könnte?
Hatte das gleiche Problem. Ich schätze, dass der Regelkreis instabil
ist.
Noch was. Zieh mal Deinen Schaltplan so auseinander, dass man auch
alles lesen kann.
Steht da wirklich 150mOhm unter der Drossel?
Ich komme hier auf einen Peak-Spulenstrom von ~10,9A!
Da bin ich aber mal gespannt, was das für eine Drossel
in Realität sein soll. Ich hätte das was mit vielleicht
bis zu 15mOhm erwartet.
al3ko schrieb:> Hatte das gleiche Problem. Ich schätze, dass der Regelkreis instabil> ist.
Der Regler geht in die Current limit protection, die Schaltfrequenz
sinkt auf ~15kHz ab. Ich könnte mir schon vorstellen, dass man da
langsam was hören kann.
ybseeh54 schrieb:> -> Welche Drossel wird verwendet (Hersteller und Bauteilbezeichnung)?
Die Drossel ist eine Coilcraft VER2923 103
http://www.coilcraft.com/pdfs/ver2923.pdf> -> Könntest Du bitte noch den Stromverlauf durch die Drossel> aufnehmen.
Habe ich angehängt (pinke Kurve, die beidne anderen wie gehabt)
> -> Der Regler ist für Schaltfrequenzen ab 100kHz ausgelegt.> Laut Datenblatt hätte ich jetzt einen Widerstand an FA/SD> von höchstens 200kOhm erwartet. Du hast 226kHz verbaut> und liegst damit unter den minimal spezifizierten 100kHz.> Wie wäre es denn mit 100kOhm -> 200kHz?
Ich hatte 100kHz geplant, im Datenblatt steht die Formel:
Rfa = 4.503 x 10^11 x fs^-1.26
für 100kHz also 226kOhm...wäre eine höhere Frequenz sinnvoller? Zumal
die 100kHz ja in der Realität auch nicht erreicht werden, da scheint es
auf jeden Fall ein Problem zu geben
> -> Wie kommt man auf so krumme Bauteilwerte im Schaltplan?> -> Nach welcher Berechnung hast du den Shunt ausgelegt?
Über die Berechnung im Datenblatt bin ich auf etwa 10mOhm gekommen, TI
Webench (http://www.ti.com/ww/en/analog/webench/index.shtml) hat 5mOhm
ausgegeben. Ich habe mich dann für 5 entschieden, liegt da vllt auch ein
Fehler? Sind die von TI berechneten Werte zu ungenau?
Die krummen Werte hat auch Webench ausgegeben.
Jetzt hab ich so lange geschrieben, dass ich die ganzen neuen Beiträge
erst jetzt lese...
ybseeh54 schrieb:> Beim Shunt käme ich so auf ca. 23mOhm.
Wie hast du das Berechnet?
ybseeh54 schrieb:> Steht da wirklich 150mOhm unter der Drossel?>> Ich komme hier auf einen Peak-Spulenstrom von ~10,9A!
Ja, 150mOhm stimmt. Den Peakstrom schafft die Spule aber laut Datenblatt
auch..
Ich muss jetzt aus dem Labor raus, kann deswegen erstmal leider keine
weiteren Messungen durchführen...aber auf jeden Fall schon mal Danke für
die Hilfe!
Ste Fre schrieb:>> -> Welche Drossel wird verwendet (Hersteller und Bauteilbezeichnung)?>> Die Drossel ist eine Coilcraft VER2923 103>> http://www.coilcraft.com/pdfs/ver2923.pdf
Die ist natürlich absolut ausreichend. Eigentlich schon
überdimensioniert. Könntest Du Dir ja überlegen, lieber eine
mit höherer Induktivität aus der selben Serie zu nehmen.
Die SER2918 o.ä. sind auch ganz hübsch.
>> -> Könntest Du bitte noch den Stromverlauf durch die Drossel>> aufnehmen.>> Habe ich angehängt (pinke Kurve, die beidne anderen wie gehabt)
Da sieht man dann auch gleich den lückenden Betrieb sehr schön.
Außerdem sind das wieder die "korrekten" 100kHz.
>> -> Der Regler ist für Schaltfrequenzen ab 100kHz ausgelegt.>> Laut Datenblatt hätte ich jetzt einen Widerstand an FA/SD>> von höchstens 200kOhm erwartet. Du hast 226kHz verbaut>> und liegst damit unter den minimal spezifizierten 100kHz.>> Wie wäre es denn mit 100kOhm -> 200kHz?>> Ich hatte 100kHz geplant, im Datenblatt steht die Formel:>> Rfa = 4.503 x 10^11 x fs^-1.26
Ja, ist mir ja später auch aufgefallen. Die Kurve zeigt da aber
was anderes.
> für 100kHz also 226kOhm...wäre eine höhere Frequenz sinnvoller? Zumal> die 100kHz ja in der Realität auch nicht erreicht werden, da scheint es> auf jeden Fall ein Problem zu geben
Ja, ist halt genau auf der Grenze. Wenn man jetzt böse wäre, könnte
man noch einrechnen, dass es ja eine nicht zu verachtende Toleranz
zwischen Widerstand und Schaltfrequenz gibt und dass man alleine schon
deswegen weiter von den 100kHz weg bleiben sollte. Man sieht aber auch
in der Kurve, dass der Regler eher so für ~200kHz designed wurde.
>> -> Wie kommt man auf so krumme Bauteilwerte im Schaltplan?>> -> Nach welcher Berechnung hast du den Shunt ausgelegt?>> Über die Berechnung im Datenblatt bin ich auf etwa 10mOhm gekommen, TI> Webench (http://www.ti.com/ww/en/analog/webench/index.shtml) hat 5mOhm> ausgegeben. Ich habe mich dann für 5 entschieden, liegt da vllt auch ein> Fehler? Sind die von TI berechneten Werte zu ungenau?> Die krummen Werte hat auch Webench ausgegeben.
Mit welcher Betriebsspannung hast Du denn da simuliert?
Ich habe das mit Deinen 4V simuliert.
Da komme ich mit 100kHz und 10µH auf einen Peak-Strom von 10,9A
und daraus folgt dann, dass ich (um die Leistung garantiert
ereichen zu können) rechnen muss:
R = U/I = 0,25V / 10,9A = 23mOhm.
Nimmt man einen 22mOhm oder 20mOhm.
> Mit welcher Betriebsspannung hast Du denn da simuliert?> Ich habe das mit Deinen 4V simuliert.> Da komme ich mit 100kHz und 10µH auf einen Peak-Strom von 10,9A> und daraus folgt dann, dass ich (um die Leistung garantiert> ereichen zu können) rechnen muss:>> R = U/I = 0,25V / 10,9A = 23mOhm.>> Nimmt man einen 22mOhm oder 20mOhm.
Vielleicht habe ich gerade ein Brett vorm Kopf, aber vorher kommen die
0.25V?
Ich werde den Regler am Montag auf jeden Fall etwas umbauen und ihn auf
etwa 200 kHz auslegen. Und dann auch den Rsense wechseln.
ybseeh54 schrieb:> Ste Fre schrieb:>> Ja, 150mOhm stimmt.>> Die VER2923 hat da nur einige mOhm, keine 150mOhm.
Sorry, es muss natürlich 1.50 mOhm heißen, nicht 150 mOhm. Somit sollte
das eigentlich passen denke ich (die verbaute hat was bei 2.x)
Die VER2923 hat was um die 2,xmOhm.
Die 0,25V kommen aus dem Datenblatt vom Regler.
Wird diese Spannung am I_sense-Eingang erreicht,
wird der Überstromfall erkannt.
0,25V ist die minimale (Schwellen-)Spannung, die Du für die
Auslegung Deines (mindestens) garantierten
Ausgangsstroms benötigst.
Hallo,
ich habe jetzt einen 100kOhm Widerstand als Rfa eingesetzt, dadurch
sollte die Frequenz auf 196kHz eingestellt sein.
Leider hat das für mich aber nur weitere Fragen aufgetan...im ersten
Bild sieht man eine Belastung von 0.5 A am Ausgang. Der Wandler arbeitet
eindeutig im unkontinuierlichen Betrieb. Die Frequenz liegt allerdings
schon jetzt knapp 10kHz zu niedrig.
Der zweite Fall ist eine Belastung von 0.8A und jetzt wird es für mich
rätselhaft. Was bedeutet der "Knick" in der Dreick-Kurve (IL, pink)? Die
Frequenz bricht auf unter 100kHz ein.
ybseeh54 schrieb:
> Da komme ich mit 100kHz und 10µH auf einen Peak-Strom von 10,9A> und daraus folgt dann, dass ich (um die Leistung garantiert> ereichen zu können) rechnen muss:> R = U/I = 0,25V / 10,9A = 23mOhm.> Nimmt man einen 22mOhm oder 20mOhm.
Den Messwiderstand konnte ich leider noch nicht tauschen, da ich keinen
20mOhm zur Verfügung habe, die örtlichen Elektrikläden haben so einen
zur Zeit auch nicht lieferbar. Wie hoch seht ihr die Chance, dass
tatsächlich der Messwiderstand ein (oder das) Problem ist?
Ich komme beim Peakstrom immer auf irgendwas bei 12.xxA, kannst du
nochmal kurz schreiben, was du eingesetzt hast?
Lothar Miller schrieb:> Ich hatte schon mal erhebliche Probleme mit einem ungünstig> angeschlossenen Strommesswiderstand...> Wie sieht das Layout aus?
Ich habe den Wandler auf einer Steifenplatine, die ich selbst entworfen
habe. Alles möglichst kompakt, Elkos nah am IC, der Messwiderstand ist
allerdings etwas "abseits"...Ich könnte noch eine (handgemalte) Skizze
hochladen, wenn das hilft...
Hast du das bei dir in den Griff bekommen? Wenn ja, wie?
oszi.png
(1,1 MB)
schaltplan.PNG
(35 KB)
