Hallo liebe Leute, ich verfolge schon seit langem die nützlichen Beiträge in diesem Forum und freue mich, nun meinen ersten Post zu erstellen. Es geht dabei um einen Sperrwandler (im TI-Terminus Flybuck Converter). Ich habe mich dabei an das Referenzdesign TI PMP15006 gehalten und im wesentlichen 1:1 nachgebaut. Designvorgaben sollen sein: Galvanisch getrennte 5V Stromversorgung von 24V Industrie-Rail. Betrieben wird ein Raspberry Pi Zero W, der maximal 300mA verbrauchen wird. Zu sehen hier: http://www.ti.com/tool/PMP15006 IC ist der LM5017SD. Als Transformator kommt der Coilcraft LPD8035V-333 zum Einsatz. Nach erstem Test der Schaltung passiert folgendes: Ich messe auf der Sekundärseite rund 2,4 Volt anstatt der angepeilten 5 Volt und der Transformator wird schnell sehr heiß. Auf der Fehlersuche ist mir aufgefallen, dass sich das Schaltsymbol des Transformators im Schaltplan vom Referenzdesign von dem Schaltsymbol von Coilcraft (Wicklungssinn) unterscheidet. Ansonsten habe ich den Transformator spiegelverkehrt angeschlossen, also jeweils Pin 1&2 und Pin 3&4 vertauscht. Um dies als Fehlerquelle auszuschließen habe ich den Transformator mit kurzen Kabeln neu verlötet, sodass mein Schaltbild exakt dem Referenzdesign entspricht. Leider mit gleichem Ergebnis. Im Anhang findet ihr besagte Schaltpläne. Ich hoffe ihr könnt mir dabei helfen, den Fehler zu finden. Gruß Björn
Hallo, ich habe auch mal einen Fly-Buck gebaut. Habe mir deine Schaltung jetzt nicht im Detail angesehen, aber so ein paar grundsätzliche Sachen evtl: - Die Sekundärseite wird nie sauber geregelt sein -> Der Regelungspunkt ist immernoch auf der Primärseite. - Manche Buck-Converter haben für low-load conditions pulse-skipping oder pulse-frequency modulation implementiert. Damit man halbswegs Last sekundärseitig ziehen kann, sollte der Buck-Converter in einem Betriebspunkt sein, wo er sauber in PWM läuft -> am besten eine kleinere Last primärseitig anbinden. Ansonsten - Sekundärseitig wird die Spannung linear fallen mit zunehmendem Strom. Bei 1:1 Übersetzung solltest du in etwa die gleiche Spannung sehen wie primärseitig am Ausgang (abgesehen von einem Dioden Drop). Daher am besten einen LDO hinten dran, da die Supply auch sehr noisy ist. Die Spule sollte eigentlich nicht warm werden - da musst du nochmal sehen.
Am besten kannst du es charakterisieren wenn du einmal die Leerlaufspannung sekundärseitig misst und einmal den sekundärseitigen Kurzschlussstrom. Bei mir war es damals ein 12V -> 5V Buck-Converter der bis 500 mA spezifiert war. Ich konnte da sekundärseitig im Kurzschlussfall so ~80/90 mA rausholen bei einem Kurzschluss. Also für eine 3.3V Last mit LDO und 20/30 mA gerade so ausreichend.
Björn E. schrieb: > ich verfolge schon seit langem die nützlichen Beiträge in diesem Forum > und freue mich, nun meinen ersten Post zu erstellen. > > Es geht dabei um einen Sperrwandler Dann solltest Du auch den Begriff "Flyback" verwenden. Bei dem falschen Wort "Flybuck" ist die Verwechslungsgefahr mit "Buck- Converter" zu gross.
abc schrieb: > am besten eine kleinere Last primärseitig anbinden. Mir kommt es fast so vor, als gäbe es gar keine primärseitige Last. Er hat (oder erblinde ich langsam?) auch keine erwähnt. Da der Flybuck aber zur Erzeugung einer Hilfsspannung da ist, nicht ohne die Hauptlast funktioniert, wäre das so nicht drin. Immerhin will der Mann 300mA sekundär ziehen - was bliebe da überhaupt noch groß für die Primärseite übrig bei dem Chip? Der LM5017 kann doch auch nur wenige Watt 'raus hauen? Mir kommt das vor wie ein großes Mißverständnis bzgl. Flybuck. Harald W. schrieb: >> Es geht dabei um einen Sperrwandler > > Dann solltest Du auch den Begriff "Flyback" verwenden. Bei dem > falschen Wort "Flybuck" ist die Verwechslungsgefahr mit "Buck- > Converter" zu gross. Es geht eben_nicht um einen (reinen) Sperrwandler, sondern um einen Buck-Wandler, bei dem ein kleiner Teil der Gesamtleistung isoliert (über eine "inhärente" Flyback Möglichkeit) gezogen werden könnte. (Und den Begriff hat man TI zu verdanken.) Der Mann will aber scheinbar nur die isolierte Spannung - dazu würde man aber einen reinen Flyback (oder Forward) nutzen. Edit: @abc hat schon ausgeführt, wie das normalerweise aussieht.
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Danke erstmal für eure Antworten. Ich habe vergessen zu erwähnen: An die Primärseite habe ich zu Testzwecken einen 20 Ohm Widerstand angeschlossen. An der Sekundärseite hängt derselbe. Zur Temperatur: Laut Texas Instruments kann der Transformator leicht 60 Grad C warm werden. Ich habe meinen noch nciht nachgemessen, weil ich die Schaltung nicht so lange betreiben möchte bis etwas durchbrennt. Aber laut Fingerspitze wird er deutlich wärmer. Als Test habe ich noch die Sekundärseite abgetrennt. Dann messe ich auf Primärseite auch die angepeilten 5.3 Volt. Also soweit ich das verstanden habe liegt mein Problem darin, dass ich zuviel Strom ziehe und dadurch die Spannung einbricht? Laut TI sollten 250mA primär und sekundär drin sein. (siehe Anhang). Meine Frage war eigentlich ob ich den Transformator falsch angeschlossen habe bzw. der Fehler im Schaltplan liegt.
Björn E. schrieb: > Als Test habe ich noch die Sekundärseite abgetrennt. Dann messe ich auf > Primärseite auch die angepeilten 5.3 Volt. Ja wie - anders mißt Du die nicht, oder was (hoffentlich steht das nur ein wenig unklar da). :) Björn E. schrieb: > Laut TI sollten 250mA primär und sekundär drin sein. (siehe Anhang). Ja, nur steht da nix über die Variation der Spannung sekundär dabei. Diese Grafik darfst Du unter "Worst case Efficiency Betrachtung" verbuchen, hilft aber Dir nicht weiter. Björn E. schrieb: > An die Primärseite habe ich zu > Testzwecken einen 20 Ohm Widerstand angeschlossen. Komm zu potte: Willst Du einen isolierten Konverter, oder einen Buck, und davon wenige % Last als isolierte ziehen?
chip d. schrieb: > Ja wie - anders mißt Du die nicht, oder was (hoffentlich steht das > nur ein wenig unklar da). :) Sorry, hab mich falsch ausgedrückt: Wenn ich die Sekundärseite des Transformators entlöte, kann ich an der Primärseite die richtige Spannung messen. Und zur anderen Frage: An der Primärseite soll keine Last hängen. Ich brauche nur einen Isolierten 5 Volt Ausgang. Ich habe eigentlich gedacht, dies wäre die einfachste Lösung. (Wenn man dem TI Power Designer glaubt).
Björn E. schrieb: > Und zur anderen Frage: An der Primärseite soll keine Last hängen. Ich > brauche nur einen Isolierten 5 Volt Ausgang. Ich habe eigentlich > gedacht, dies wäre die einfachste Lösung. (Wenn man dem TI Power > Designer glaubt). Hm, die gehen wohl davon aus, daß "man" das weiß. Eine recht einfache Lösung wäre z.B. mit LM25180 möglich. Das ist ein PSR Flyback, braucht keinen Optokoppler. Der müßte auch im Webench zu finden sein mit den Vorgaben. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm25180.pdf Wenn Du mit etwas größerer Schwankungsbreite des Ausgangs zufrieden wärst ... ist es einzig ein "rechnender" RasPi? Sonst gar nichts auf 5V Seite?
Danke für den Vorschlag. Nein mehr hängt da nicht mehr drauf. Habe auch vergessen dazuzusagen, dass Platz ein wichtiger Faktor ist. Dadurch bin ich eben erst auf den LM5017 gekommen. Es müsste ein Transformator in ähnlicher Größe wie genannter Coilcraft sein.
So klein (gerade nachgesehen) dürfte schwierig bis unmöglich sein für 1,5Wmax. bei >= 4:1 ÜV - aber guck es Dir mal selbst an, hier Flyback Trafos von Coilcraft für diverse V_in/V_out und P Kombinationen mitsamt den passenden Chips --- evtl. bist Du dann anderer Meinung. https://www.coilcraft.com/transsel_3-36.cfm (Am kleinsten dürfte Übersetzung 3:1 oder 4:1 oder 5:1 oder 6:1 werden - ein 1:1 Trafo würde größer, und auch einen überdimensionierten Konverter erfordern. Daß dieser hier so klein war - nun, er hat ja auch gar nicht gepaßt für 24V zu 5V... vielleicht findest Du vergleichbares, aber ich bezweifle das doch (müßte wohl ein Megahertz Konverter werden dann)... wieso genau hast Du ein ... bzw. welches Platzproblem genau?)
Da ist ein Trugschluss bei der Schaltung. Male dir mal die Ersatzschaltbilder fuer Lade und Entladephase.
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Björn E. schrieb > IC ist der LM5017SD. Als Transformator kommt der Coilcraft LPD8035V-333 > zum Einsatz. Nach erstem Test der Schaltung passiert folgendes: > Ich messe auf der Sekundärseite rund 2,4 Volt anstatt der angepeilten > 5 Volt und der Transformator wird schnell sehr heiß. Zumindest warm wird der Trafo auf jeden Fall da der Wicklungswiderstand mit 0,66Ohm doch recht hoch ist. Da würde der nächst größere Trafo die Lage entspannen. Die Schottky-Diode muss aber für 40V Sperrspannung spezifiziert sein. Welche max. Sperrspannung hält deine Schottky-Diode aus? In der Simulation kommen ca. 5V heraus. Zwecks Simulation must du TINA-TI von TI herunterladen. (Ich hätte ja gern mit LTspice simuliert, aber für LTspice habe ich kein SPICE-Modell gefunden. Dafür war es jetzt eeine gute Übung zum besser kennenlernen von TINA-TI.) PS: Ich hatte erst gedacht der Begriff flybuck ist ein Scherz. Man lernt halt nie aus.
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Erfolg! Danke für den lehrreichen Input. Dank Helmuts TINA-TI Modell ist es mir gelungen, nun einen Raspberry Pi mit der Schaltung zu betreiben. Mein Fehler war der Widerstand R6 auf der Sekundärseite. Habe diesen nun ausgelötet und es läuft erstmal alles wie erwartet. Ich werde aber aus Effizienzgründen wahrscheinlich auf den LM25180 wechseln. Nochmals vielen Dank Gruß Björn
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