Step Down - Spannungseinbruch

[Sebastian (Gast)]

Schönen Nachmittag,

der Step Down auf meinem Board macht leider Probleme. Er ist für einen 
durchschnittlichen Ausgangsstrom von 2A bei 4V berechnet. Jedoch bricht 
bereits bei 0.5A die Ausgangsspannung auf 3.5V ein, bei 2A liegt sie bei 
nur mehr 2V. (zumindest sinkt sie linear...)

Leider finde ich in meinen Berechnungen und meinem Layout keinen Fehler. 
Leicht "surren" tut er auch, geschätzt mit 4-6kHz.

Layout und Schaltplan ist angehängt.

Beim Step Down Controller handel es sich um den TPS54340.

Wäre sehr dankbar wenn jemand helfen kann.

Liebe Grüße
Sebastian

[Stefan F. (Gast)]

Ist die Spule geeignet? Entspricht sie den Anforderungen, die im 
Datenblatt (hoffentlich) genant sind?

[andreas (Gast)]

Was macht die Eingangsspannung wenn du belastest?

[Michael R. (Firma: Brainit GmbH) (fisa)]

Hast du ein Oszi? Was macht V(Boot)? Wenn das wegbricht, schwingt er...

nebenbei sieht dein Layout doch signifikant anders aus als die 
Empfehlung im Datenblatt... kommt darauf an wie "gutmütig" das teil 
ist...

[Sebastian (Gast)]

Danke für die Antworten!

Eingangsspannung werde ich überprüfen, sollte aber 12V 1A sein und 
reichen, mal überprüfen.

Spule sollte alles können:

https://katalog.we-online.com/pbs/datasheet/7447797820.pdf

Hab aber nur auf rated current, saturation current und Resonanzfrequenz 
geschaut.

Switching Frequency ist übrigens 750kHz.

[Michael R. (Firma: Brainit GmbH) (fisa)]

Übrigens... ist deine Diode wirklich eine B260? Die dürfte mit 2A etwas 
knapp bemessen sein (sollte sich aber nicht als Spannungseinbruch 
bemerkbar machen, eher blauer Rauch)

[fgsg (Gast)]

Das Layout ist richtiger Murks.

Schauen Sie sich bitte die Strompfade während ON und OFF an.

Nur ein Beispiel: Ihr Feedback-Spannungsteiler hängt GND-seitig am 
Eingang,
nicht am Ausgang(-Kondensator).

Da sind viele ganz große Layout-Schleifen drin, die man sich vielleicht
bei 50kHz noch leisten könnten...

[Äxl (geloescht) (Gast)]

Welches Kernmaterial wird denn für die Spule verwendet (ich seh auch 
gleich selbst nochmal nach)
Es gib/gab bis 500kHz eines und darüber ein weiteres
eines war wohl NiZn, das andere MnZn. Evtl. ist es das falsche 
Kernmaterial? WE hat gerade bei den hohen Frequenzen ordentlich 
nachgelegt, bin mir jetzt aber nicht ganz sicher, wie der richtige Kern 
jetzt auszusehen hat. ( WE-MAPI hat einen umpressten Wickelkörper mit 
einer Spezialmischung zB.)
LG
Äxl

[Äxl (geloescht) (Gast)]

Die 8.2µH sind auch zu groß. Der Ripplestrom mus mindestens 150mA 
betragen.
Bau dort eine 4.7µH oder eine 5.6µH ein. Wegen Schaltfreq. >500kHz und 
em hernach zu verwendenen Kernmaterial kannst Du den REDEX-Simulator 
verwenden oder bei Würth anrufen.
Layout:
Was an "PROVIDE WIDE TRACE FOR TOPSIDEGROUND" was denn da nun 
misverständlich? ;)

[Test (Gast)]

Äxl (geloescht) schrieb:
> falsche
> Kernmaterial?

Nein das Layout taugt einfach nichts.

[Nuja (Gast)]

Das Layout mag mies sein, aber man weiß halt nie... stell Dir vor, es 
läge tatsächlich (auch) an der Spannungsquelle? :)

andreas schrieb:
> Was macht die Eingangsspannung wenn du belastest?

Sebastian schrieb:
> Eingangsspannung werde ich überprüfen, sollte aber 12V 1A sein und
> reichen, mal überprüfen.

Du kannst die Eingangsspannung theoretisch ja auch mit dem Step-Down 
Wandler dran messen (einmal mit viel, einmal mit wenig Last), aber das 
alleine ist noch nicht alles. Da ja genau der Step-Down Schwierigkeiten 
macht, solltest Du zuerst mal die charakteristik der 12VDC-Quelle 
prüfen.

Wenn Du einmal einen Widerstand mit vielleicht 100 Ohm, und dann zum 
Vergleich einen kaum größer als 12 Ohm dranhängst, also nahe 1A davon 
ziehst, kannst Du ja den veränderlichen internen "Spannungsfall" des 
12VDC NTs gut beobachten.

Also unbedingt auch versuchen, mit Widerstand statt Wandler.

Bricht die Spannung beide male stark (und vergleichbar weit) ein, hat 
das 12V Teil einen Knacks. Ansonsten der Step-Down.

Wie gesagt, prüfen würde ich das definitiv.

[voltwide (Gast)]

Wenn Du Töne hörst, ist die Schaltung instabil, bei 750kHz und einem 
schlechten Layout ist das durchaus zu erwarten.
Um die Stabilät der Regelung zu überprüfen, mach Dich mal vertraut mit 
der Regelschleife im Allgemeinen und miß mit dem Scope pin 6, den 
Ausgang des Regelverstärkers. Dort siehst Du wie durch ein 
Vergrößerungsglas schon die kleinste Tendenz zur Instabilität. Diese 
Spannung wächst mit der Last, sie sollte wenigstens einigermaßen stabil 
sein.

[Nuja (Gast)]

Nuja schrieb:
> beide male

Ähm - bei 2 der maximal 4 Messungen reicht schon.

[Nuja (Gast)]

Äxl (geloescht) schrieb:
> Die 8.2µH sind auch zu groß. Der Ripplestrom mus mindestens 150mA
> betragen.

Einfachere Modifikation (wenn man die Drossel nicht schon hat) wäre eine 
Verringerung der Frequenz. Bis unter 400kHz könnte man doch problemlos?