Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MAX756-Schlechter Wirkungsgrad


von Paarthurnax (Gast)


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Hallo Leute,

ich benutze den Step-Up Wandler MAX756, um meine Eingangsspannung (3V 
zum Testen) auf 5V hochzuwandeln. Dazu steht im Datenblatt des ICs eine 
typisch angewendete Schaltung mit den dimensionierten diskreten 
Bauelementen (Spule, Elkos, Schottky). Ich habe die selbe Schaltung 
nachgebaut wie im Datenblatt empfohlen und habe auch die Bauteile mit 
der selben Dimensionierung genommen (habe auch bei der Spule extra auf 
den Sättigungsstrom geachtet). Das IC funktioniert einwandfrei, sodass 
ich am Ausgang meine gewünschte 5V erhalte. Doch der Haken ist der 
Wirkungsgrad, denn im Datenblatt steht in den Kennlinien, dass bei einem 
Laststrom von 100mA, Vout = 5V und Vin = 3,3V ein Wirkungsgrad von ca. 
85% erzielt werden sollte. Wenn ich aber mit meinem Multimeter die 
Stromaufnahme Ie und den Laststrom Ia messe und daraus die Leistungen 
berechne, um so meinen Wirkungsgrad zu berechnen, komme ich ungefähr auf 
55%. Ich muss noch dazu sagen, dass der Widerstand sehr heiß wird, daher 
habe ich heute einen Widerstand mit 5W gekauft, weil ich mir gedacht 
habe, dass die hohe Wärme zu Verlusten führt. Doch selbst der 5W 
Widerstand wird warm, obwohl aber bei 5V Ausgangsspannung und ca. 100mA 
Laststrom nur 0,5W entstehen sollte. Wie kann der 5W Widerstand warm 
werden? Ich habe auch leider bis auf den Multimeter keine anderen 
Messinstrumente wien Oszi, um z.B. die Charakteristik der Spule näher zu 
untersuchen. Hat jemand vllt schon Erfahrungen mit dem MAX756 gemacht?

Gruß

Paarthurnax

von Paarthurnax (Gast)


Angehängte Dateien:

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Anbei noch das Datenblatt

von Miko (Gast)


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Layout und ESR von L und C spielen eine nicht unerhebliche Rolle.

von L. P. (lpg)


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Foto vom Aufbau würde helfen.

Lg.

von Paarthurnax (Gast)


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Also ich hab bei den Elkos extra low ESR Elkos gekauft und nun ja um 
ehrlich zu sein, hab ich kein Layout erstellt. Ich wollte das mal zuerst 
testen und hab das ganze zuerst auf ein Experimentierboard gesteckt.

von texmex (Gast)


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>auf ein Experimentierboard gesteckt

Guter witz!

von Paarthurnax (Gast)


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Die Schaltung ist wie die im Datenblatt auf der Seite 1 unter Typical 
operating curcuit. Zusätzlich ist halt der Pin 2 auf GND damit das IC im 
5V Modus arbeitet und Pin 1 ist an VIN, sodass das IC nicht auf Shutdown 
Modus ist.

von Paarthurnax (Gast)


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richtig fatal wegen parasitären Effekten oder???

von texmex (Gast)


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Jeder Steckplatz hat so um die 10-100 mOhm je nach alter und Qualität 
des Boards.
Da bringt dir der beste Low-ESR Konsensator und Spule mit kleinem 
Widerstand überhaupt nichts und es entstehen wie du schon bemerkt hast 
rießen Verluste.
Bei Schaltreglern ist ein gutes Layout A und O!

von Paarthurnax (Gast)


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Ein richtig dummer Fehler von mir...vielen Dank texmex

von Miko (Gast)


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Außerdem ist ein Elko völlig ungeeignet für diese Anwendung. Im DB steht 
nicht ohne Grund Tantal.

von m.n. (Gast)


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Paarthurnax schrieb:
> Ich muss noch dazu sagen, dass der Widerstand sehr heiß wird,

Ich sehe keinen Widerstand!

von texmex (Gast)


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>Ein richtig dummer Fehler von mir

Aus Fehlern lernt man, kannst du ja nicht richen das so eine Schaltung 
auf einem Steckbrett zum scheitern verurteilt ist...
Normalerweise ist es ja sinnvoll seine Schaltungen vorher zu testen um 
schon vor dem Platinen entwerfen Fehler zu erkennen.

Überall wo richtig Strom fließt (ab 500mA) ist ein Steckbrett mit 
Vorsicht zu genießen da die Übergangswiderstände dann zum Problem 
werden.
Spannungsregler und Schaltregler sind besonders Problematisch auch wegen 
der hohen Kapazitäten und Übergangswiderstände der Kontakte, wesshalb 
sie leicht zu schwingen anfangen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Paarthurnax schrieb:

> ich benutze den Step-Up Wandler MAX756, um meine Eingangsspannung (3V
> zum Testen) auf 5V hochzuwandeln.

> Ich habe die selbe Schaltung
> nachgebaut wie im Datenblatt empfohlen und habe auch die Bauteile mit
> der selben Dimensionierung genommen (habe auch bei der Spule extra auf
> den Sättigungsstrom geachtet).

Und der wäre?

> Das IC funktioniert einwandfrei, sodass
> ich am Ausgang meine gewünschte 5V erhalte. Doch der Haken ist der
> Wirkungsgrad, denn im Datenblatt steht in den Kennlinien, dass bei einem
> Laststrom von 100mA, Vout = 5V und Vin = 3,3V ein Wirkungsgrad von ca.
> 85% erzielt werden sollte. Wenn ich aber mit meinem Multimeter die
> Stromaufnahme Ie und den Laststrom Ia messe und daraus die Leistungen
> berechne, um so meinen Wirkungsgrad zu berechnen, komme ich ungefähr auf
> 55%.

Da gibts mehrere denkbare Gründe:

1. ungeeignete Spule
2. schlechter Aufbau (Sternerde, zu hohe parasitäre Widerstände in Reihe 
mit der Spule)
3. Meßfehler

Steckbrett ist eine blöde Idee für einen Schaltregler mit 500kHz 
Schaltfrequenz. Auf Seite 6 oben rechts empfehlen sie explizit, eine 
Spule mit einem ohmschen Widerstand von max. 30 Milliohm(!) zu 
verwenden, weil sonst der Wirkungsgrad leidet. Die Steckkontakte im 
Steckbrett kommen locker auf ähnliche Werte.

Auch Meßfehler halte ich für möglich. Am Eingang muß da wenigstens noch 
eine Drossel und ein weiterer Elko davor, bevor der Strom glatt genug 
ist, um auch mit einem Wald-und-Wiesen Multimeter gemessen werden zu 
können.

> Ich muss noch dazu sagen, dass der Widerstand sehr heiß wird, daher
> habe ich heute einen Widerstand mit 5W gekauft, weil ich mir gedacht
> habe, dass die hohe Wärme zu Verlusten führt.

Putzig. Für gewöhnlich baut man die Kausalkette anders herum: die hohe 
Verlustleistung bewirkt die Erwärmung. Die 5W Nennleistug ändern da gar 
nix dran. Wenn du 100mA bei 5V durch einen Widerstand (von 47 Ohm) 
jagst, dann entstehen halt 0.5W Leistung. Ob du die in einem Widerstand 
mit einem großen oder kleinen Gehäuse verheizt, ändert daran gar nichts.

> Ich habe auch leider bis auf den Multimeter keine anderen
> Messinstrumente wien Oszi, um z.B. die Charakteristik der Spule näher zu
> untersuchen.

Da deine Bauteile anscheinend alle bedrahtet sind, löte sie halt einfach 
als "Drahtigel" zusammen. Bei 5 Bauteilen doch kein Problem.


XL

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