Hilfe bei MAX1771 StepUp

Sven Gast #5666221
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Hallo zusammen,
wie der Zufall so will bin ich an ein Set IN18 Röhren gekommen und 
möchte diese gerne mit eigener Schaltung über einen ESP8266 betreiben.
Vorab sei noch gesagt, dass ich eher Anfänger auf dem Gebiet bin.

Bei meiner Suche nach StepUp Reglern welche auch für größere Röhren 
funktionieren (~ 180V/36mA) bin ich über die Schaltung von 
https://desmith.net/ gestolpert und habe versucht die Teile entsprechend 
dieser zu verwenden. Habe leider erst im Nachhinein gesehen das der 
Verwendete MAX1771 wohl etwas „zickig“ ist.
Ich habe meine Schaltung in verschiedenen Layouts auf Lochraster 
aufgebaut (Effizienz ist mir erstmal nicht so wichtig).
Jedoch wird der Transistor Heiß und die Spule fängt an zu surren bis 
mein 24V AC/DC Wandler abschaltet.
Ich vermute die Spule geht in die Sättigung wobei nach meiner Recherche 
die Werte passen sollten.

Meine Teileliste soweit:
C1: Aluminium Electrolytic Capacitor - WCAP-PTHT 100uF 20% 35V LOW ESR
C2: Aluminium Electrolytic Capacitor - WCAP-PT5H 22uF 20% 35V
C3: Aluminium Organic Polymer Capacitor - WCAP-PTHR 35V 10uF 20% LOW ESR
C6: Aluminium Organic Polymer Capacitor - 250V 4.7uF 20% LOW ESR
D1:MUR120-T - 200V 1A 25ns
L1: L-11PHC 100µ 2,4A, Stehende-Induktivität, Ferrit, DCR max 0.16 Ohm, 
Irms: 1,84A
T1: IRF644PBF MOSFET N-Chan 250V 14 Amp

Ich hoffe ihr könnt mir ein paar Tipps geben.
Vielen Dank.

Grüße Sven
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Dieter Gast #5666665
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Problem ist, dass Taktverhaeltnis. Je hoeher die Ausgangsspannung, desto 
kuerzer diese Phase. An dieser Grenze arbeiten Schaltwandler nicht gut.

Ausweg waere statt Drossel ein Übertrager. Es ginge auch 
Spartrafoschaltung.
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Sven S. #5666682
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Dieter schrieb:
> An dieser Grenze arbeiten Schaltwandler nicht gut.

Das erklärt aber nicht die Symptome:

Sven schrieb:
> Jedoch wird der Transistor Heiß und die Spule fängt an zu surren bis
> mein 24V AC/DC Wandler abschaltet.

Also nochmal: Fotos von Ober- und Unterseite!
Wesentlicher Bestandteil eines Schaltreglers ist das Layout.
Ohne Info kann auch keiner was dazu sagen.
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Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) #5666717
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Mehrere potentielle Fehler:

Beim Steckbrettaufbau sind möglicherweise Deine Leitungsinduktivitäten 
zum MOSFET zu groß - d.h. das System schwingt und schaltet somit nach 
dem eigentlichen Ausschalten (mehrfach) kurzfristig durch. Um Schwingen 
wirkungsvoll zu unterbinden, muß der Serienwiderstand 
R>=sqrt(4*Lpar/Cgs) sein; bei deinem MOSFET ist CGS=1.4nF; die 
parasitäre Induktivität kann bei zu großen Schleifen am Steckbrett schon 
mal 100nH ausmachen => R>=17R.
Versuch' mal einen 10R-Widerstand in Serie zu setzen.

Bzgl. Spannung: Der MOSFET kann zwar 20V vertragen, leitet aber 
hinreichend gut bei 8V und der MAX kann auch damit arbeiten. Versuch' 
mit niedrigeren Werten zu arbeiten (eben z.B. 8-10V), das kommt auch der 
Schaltgeschwindigkeit zugute.

Das Summen ist wohl Magnetostriktion der Spule: Ohne Last pumpt das 
System immer wieder mal etwas Energie hinein und das liegt im hörbaren 
Bereich.

Die Stromgrenze mit aktuell 2A an Rsense ist etwas hoch - evtl. auf 1A 
mit 100mOhm reduzieren - Last anhängen und kontrollieren, ob die 
Stromgrenze ausreicht.

Der LM7812 wird auch von 24V versorgt, oder (fehlt im Schematic)?

Die Kondensatoren sind für den Frequenzbereich mäßig brauchbar: Du 
arbeitest mit bis zu 300kHz (lt MAX-Datenblatt); eingangsseitig solltest 
Du noch einen oder mehrere 100nF-MLCCs dazusetzen, auch am Ausgang noch 
ein paar dazu - das kann man später evtl. reduzieren, wenn die Schaltung 
läuft.
In diesem Zusammenhang kannst Du die Versorgung des LM7812 mit einem 
z.B. 10R- oder 100R-Widerstand von der Versorgung des Leistungsteils 
etwas entkoppeln; der LM7812 kann die hochfrequenten Störungen von der 
Eingangsseite nicht mehr filtern.
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Sven Gast #5666920
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Hallo zusammen und schonmal vielen Dank für eure Hilfe.
Anbei das Boardlayout und mein Versuch das Ganze nochmal auf Lochraster 
aufzubauen.
Ich habe versucht die On- und Off-Wege kurz wie möglich zu halten.
Verbessrungen sind gerne willkommen :-) ist mein erstes komplexeres 
Layout bis jetzt hat immer Papier gereicht.

Ja der LM7812 wir auch von 24V versorgt. Habe ich wohl beim Aufräumen 
nicht aufgepasst.
Der LM7812 und der MAX1771 werden parallel von der Stromquelle versorgt. 
Sollte ich trotzdem versuchen noch weitere Kondensatoren bzw. den 
vorgeschlagen Wiederstand verwenden?

Gibt es eventuell einen Tipp bezüglich besser geeigneter Kondensatoren? 
Habe bei der Auswahl wohl zu sehr auf den ESR Wert geachtet.

Danke
Grüße Sven
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Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) #5666992
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Der 50m-Shunt sieht so aus, als ob er mit dem Transitor-Blech Kontakt 
hat - isolieren!

Der ausgangsseitige 100n-Kondensator scheint gewickelt zu sein - könnte 
in punkto Eigeninduktivität auch etwas problematisch sein für die 
gegebene Schaltfrequenz.

Den weißen Feedback-Draht bitte auf die Rückseite ohne diese riesige 
Schleife positionieren.

Die beiden GND-Anschlüsse am Print vereinen, d.h. mit isoliertem Draht 
auf kürzestem Weg verbinden.
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Dieter Gast #5667522
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Ein Problem ist oft auch ein ungünstiges Taktverhaeltnis. Je hoeher die 
Ausgangsspannung gegenüber der Eingangsspannung ist, desto
kuerzer die Entladephasee. An dieser Grenze arbeiten Schaltwandler meist 
nicht besonders gut.

Unter der Annahme einer einfachen Ladephase
I(t)~U/L*t ~ 24/100e-6*3e-6 ~ 0.72A
Wäre die Entladephase
t ~ I/U*L ~ 0.72/180*100e-6 ~ 0,14us
D.h. 95%:5%
Im lückenden Betrieb wird die Grenze von 2A nicht erreicht. Dies ist nur 
im nichtlückenden Betrieb erreichbar.
Damit die Schaltung, d.h. auch die Regelung gut arbeiten kann, sollte 
das Taktverhältnis 75%:25% nicht übersteigen.

Ausweg waere daher statt einer Drossel ein Übertrager (1:4....1:10). 
Dieser kann einfachhalber als Spartrafoschaltung ausgeführt werden. Eine 
kleine Verbesserung wäre schon erreichbar, wenn eine Drossel mit zwei 
Wicklungen (auch wenn diese gleich wären) zu verwenden.

Mit einer richtigen Tastatur schreibt es sich einfach besser (weniger 
Fehler), als auf dem Smartphone.
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Sven Gast #5687320
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Hallo zusammen und nochmals vielen Dank für eure Hilfe.
Hoffe es sind alle gut in das neue Jahr gekommen.
Ich habe das Layout leicht angepasst und die angesprochenen 
Verbesserungsvorschläge versucht umzusetzen.
Testweise aufgelötet funktioniert die Schaltung jetzt und liefert schon 
mal 36mA bei 185V

@ Dieter Vielen Dank auch für deine Hilfe. Leider übersteigt die 
Berechnung dann doch mein Verständnis von Schaltreglern.

Ich übertrage die Schaltung die Tage auf das finale Board und hoffe 
alles funktioniert weiterhin.

Grüße Sven
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