Brauche Hilfe: L5973D (2.5 A switch step down switching regulator)

[Roman K. (rk_aus_s)]

Hallo zusammen

Ich habe es geschafft - aus reiner Dummheit - meinen Lipo-Charger 
(Hyperion EOS 610i Duo2) zu beschädigen/zerstören; weil ich kurzzeitig 
zu viel Spannung am DC-Eingang angelegt habe ging der L5973D "2.5 A 
switch step down switching regulator" im Gerät in Rauch auf. Den Input 
des Chips (Pin 8) hat es regelrecht weggesprengt.

Ich habe diesen L5973D nun ersetzt, aber das Resultat ist eingenartig: 
Und Speise das Gerät mit ca. 16 V und es schaltet wieder ein, aber 
nach einigen Minuten beginngt das Display zu flakern, das Gerät bootet 
immer wieder. Kurz gesagt, die Ausganngsspannung des L5973D ist alles 
andere als stabil. Kurz nach dem Einschalten liegen an diesem Ausgang 
(Pin 1) 12 Volt an, aber sehr schnell fängt diese Spannung an zu 
schwanken zwischen 0 und 12 V - daher (nehme ich an) auch das Flakern 
der Beleuchtung und das ewige neu Booten.

Was ich nicht verstehe wenn ich Datasheet anschaue: Wird denn die 
Ausgangsspannung an Pin 1 nicht durch den Spannungsteiler an Pin 5 "FB" 
eingestellt? Aber wenn dem so ist, wie kann denn dieser Spannungsteiler 
eine stabile Spannung an Pin 5 liefern, wenn er selbst am instabilen 
Ausgang Pin 1 liegt? Ich hab' einfach zu wenig Ahnung...

Klar ist nur, die Spannung an Pin 1 schwankt stark, ob durch eine 
schwankende Last oder einen schwankenden Input an Pin 5 kann ich nicht 
herausfinden. Pin 6 "VREF" liefert übrigens immer konstante, stabile 
3,3V.

Danke, wenn mir jemand einen Tipp geben kann.
Grüsse
Roman

[Prometheus (Gast)]

Ich bin verwirrt.

Wir setzen den L5973D seit vielen Jahren in sehr vielen 
unterschiedlichen Produkten ein. Der ist ziemlich gutmütig. Überspannung 
mag er nicht, da geht der zuverlässig kaputt.

Zu meiner Verwirrung. Du schreibst, das du den getauscht hast. Der hat 
unten ein Thermopad, das muss unbedingt verlötet sein, sonst hat der ein 
Wärmeproblem.
Das ist nicht mehr ganz trivial.
Und zweitens fragst du wieso an Pin 2 keine saubere Spannung rauskommt. 
Pin 2 ist der geschaltete Ausgang. Der kann nur volle Eingangsspannung 
oder hochohmig. Das ist ein Schaltregler.

Ich würde jetzt, ins blaue hinein vermuten, das das Thermopad nicht 
verlötet ist und der IC zu heiß wird und immer wieder an Übertemperatur 
abgeschaltet.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Roman K. schrieb:
> Klar ist nur, die Spannung an Pin 1 schwankt stark
Das muss so sein, das ist der "Switching Node". Die Spannung dort 
zappelt immer zwischen Vin (Schalter ist ein, Spule wird geladen) und 
annähernd GND (über die Freilaufdiode).

> aber nach einigen Minuten
Wie warm ist dann der Schaltregler? Reagiert er auf Kältespray?

> Danke, wenn mir jemand einen Tipp geben kann.
Interessant ist nur, was hinter der Spule im Musterschaltbild "Figure 1" 
im Datenblatt am C2 passiert.

Hast du ein Oszilloskop zur Hand?

[Roman K. (rk_aus_s)]

Prometheus schrieb:
> Ich bin verwirrt.
>
> Wir setzen den L5973D seit vielen Jahren in sehr vielen
> unterschiedlichen Produkten ein. Der ist ziemlich gutmütig. Überspannung
> mag er nicht, da geht der zuverlässig kaputt.
Ok, das bestätigt mein dummes Versagen...

> Zu meiner Verwirrung. Du schreibst, das du den getauscht hast. Der hat
> unten ein Thermopad, das muss unbedingt verlötet sein, sonst hat der ein
> Wärmeproblem.
> Das ist nicht mehr ganz trivial.
Bleiben wir bei "dumm"; ich habe das Thermopad "nur" mit Wärmeleitpaste 
bestückt(!) Dass heisst,  Chip nochmals weg und richtig machen! Nur wie 
erreiche ich, dass der Lötzinn unter dem Pad sauber verflüssigt? 
Heisstluft-Lötkolben etc. habe ich alles.

> Und zweitens fragst du wieso an Pin 2 keine saubere Spannung rauskommt.
> Pin 2 ist der geschaltete Ausgang. Der kann nur volle Eingangsspannung
> oder hochohmig. Das ist ein Schaltregler.
An Pin 1, ja. Das heisst, meine Erwartung, dass da eine konstante 
Spannung anliegt ist also falsch?

> Ich würde jetzt, ins blaue hinein vermuten, das das Thermopad nicht
> verlötet ist und der IC zu heiß wird und immer wieder an Übertemperatur
> abgeschaltet.
Hast du wohl recht.

Vielen Dank und Grüsse

[Roman K. (rk_aus_s)]

Lothar M. schrieb:
> Roman K. schrieb:
>> Klar ist nur, die Spannung an Pin 1 schwankt stark
> Das muss so sein, das ist der "Switching Node". Die Spannung dort
> zappelt immer zwischen Vin (Schalter ist ein, Spule wird geladen) und
> annähernd GND (über die Freilaufdiode).
Ok, verstanden, glaube ich.

>> aber nach einigen Minuten
> Wie warm ist dann der Schaltregler? Reagiert er auf Kältespray?
Er wird gar nicht warm, hatte immer den Finger drauf - und die 
Wärmebildkamera. Auf Kältespray zeigte er überhaupt keine Reaktion.

>> Danke, wenn mir jemand einen Tipp geben kann.
> Interessant ist nur, was hinter der Spule im Musterschaltbild "Figure 1"
> im Datenblatt am C2 passiert.
>
> Hast du ein Oszilloskop zur Hand?
Ja, Oszi ist vorhanden.

Lothar, vielen Dank.
Da ich jetzt der "Spur" vom Vorredner nachgehe, möchte ich nicht beide 
Ratschläge von euch beiden gleichzeitig ausführen, ok? Ich komme 
natürlich gerne auch auf dich zurück - oder was denkt ihr?

Grüsse

[Roman K. (rk_aus_s)]

@Prometheus
@Lothar M.

Hm.

Ich habe mir den durchgebrannten L5973D nochmals unter der Lupe 
angeschaut; dessen Themopad war ziemlich sicher nicht verlötet. Es 
glänzt und funkelt wie ein kleiner Spiegel.

Interesannterweise führen beim defekten Original-Chip unten 2 feine 
Kerben zum Thermopad. Auf der Platine wiederrum hat es auch zwei kleine 
so eine Art "Kupfer-Zinken" welche genau in die Kerben auf der 
Unterseite des Chips passen?
Der neue Chip hat keine solche 2 Kerben neben dem Thermopad, so dass die 
Kupfer-Zinken auf dem Board im Wege standen und ich sie nach unten 
drücken musste.

Zusammen mit dem Fakt, dass das neue, ersetzte Teil (welches zur Zeit ja 
nur Wärmeleitpaste darunter hat) weder mit dem Finger noch mit der 
Wärmebildkamera warm wird, und auch der Kältespray nichts bewirkt lassen 
bei mir jetzt doch leichte Zweifel aufkommen. :-/

Wo liege ich falsch?

[Roman K. (rk_aus_s)]

So, inzwischen habe ich folgendes von euren Ratschlägen umgesetzt und 
folgende Erkenntnisse (sie Anhänge):

-> Ich habe das Thermopad noch nicht verlötet - nicht weil ich nicht 
daran glabue, sondern weil das der 3. Austausch des IC's bedeutet und 
das PCB schon recht in Mitleidenschaft gezogen wurde. Und wie erläutert 
war der original IC ebenfalls nur mit Wärmeleitpaste verbaut.

- Messpunkt [2] im Schema zeigt stabile 12V an wenn das Gerät frisch 
eingeschaltet wurde, nach ca. 10 - 15 Minuten steigt die Spannung zuerst 
auf ca. 15 V an, dann fällt sie massiv ab auf bis zu 1 V und schwankt 
dann zwischen 1 V bis auf ca. 11 Volt, so dass das Gerät nur noch 
flackert und ständig neu bootet. Die Stromaufnahme dies IC bleibt dabei 
immer konstant bei ca. 280 mA (Gerät im Leerlauf), was ca. 3-4 Watt 
Leistungsaufnahme entspricht.

- Oszi Bild_A zeigt den Ausgang den IC, Messpunkt [1] kurz nach dem 
Einschalten, wenn saubere 12 gemessen werden und das Gerät noch 
funktioniert.

- Oszi Bild_B zeigt Messpunkt [1], wenn das Gerät flackert und die 
Spannung irgendwo auf 5 - 7 V abgesackt ist.

- Der L5973D wird zu keiner Zeit heiss, nicht einmal warm.

- Wenn ich Pin1 des IC in die Luft hänge und an Messpunkt [2] mit einem 
ext. Netzteil DC 12 V anlege läuft das Gerät fehlerfrei (280 mA 
Stromaufnahme).

- Sogar wenn ich an Messpunkt [1] - wo eine Wechselpannung liegen 
sollte(?) die DC 12 V eines ext. Netzteils anhänge läuft das Gerät 
einwandfrei (280 mA Stromaufnahme).

Für mich sieht es fast so aus, als dass das Problem wirklich vom L5973D 
selbst verursacht wird, ggf. wie @Prometheus schildert wegen fehlender 
Lötverbindung des Thermopads. Was ich mir auch überlege ist, wie hoch 
die Change ist, dass ich (aus China) gefälschte L5973D erhalten habe?

Ebenfalls noch habe ich die Schottky-Diode im Auge, ob diese gelitten 
haben könnte?

Ich zögere nur deswegen mit dem Verlöten des Thermopads, weil wie gesagt 
im Originalzustand auch nix verlötet war und das Gerät immerhin 10 Jahre 
lief und der IC nie warm wird...

[Harald W. (wilhelms)]

Roman K. schrieb:

> - Oszi Bild_B zeigt Messpunkt [1], wenn das Gerät flackert und die
> Spannung irgendwo auf 5 - 7 V abgesackt ist.

Wie man deutlich erkennen kann, schwingt die Schaltung. Da stimmt
wohl irgendetwas an Deinem Aufbau nicht.

[Roman K. (rk_aus_s)]

Harald W. schrieb:

> Wie man deutlich erkennen kann, schwingt die Schaltung. Da stimmt
> wohl irgendetwas an Deinem Aufbau nicht.

Ja, das ist zu erkennen. Aber wie eingangs erklärt; das ist nicht "mein" 
Aufbau. Das ist ein Ladegerät, bei welchem ich einen defekten L5973D 
ersetzen musste (wg. Überspannung zerstört).