Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Netzteil mit LM2678 für 5,1V und 5A


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von Klaus (Gast)


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Hallo
Zur Versorgung einers Raspberry PI4 möchte ich ein extra Netzteil über 
den GPIO benutzen. Das ori Netzteil arbeitet sehr gut. Für die Anwendung 
mehrerer Schaltungen zur Aufnahme von Messwerten brauchte ich aber eine 
Spannungquelle für weitere Teile.
Das Netzteil hat einen LM2678 ADJ und wird durch einen Regler auf 5,1V 
eingestellt. Der Raspi startet ganz normal und dann fängt die rote LED 
an zu blinken. Bei Messungen stellte ich fest das zu Kurzfristigen 
Spannungseinbrüchen komm. Dabei geht die Spannung bis auf ca. 4,5V oder 
vielleicht tiefer runter. Am Ausgang bzw. am Eingang des Raspi habe ich 
ca. 7000 uF verbaut und die Verbindung ist mit Schaltlitze 0,8mm2.
Wadurch kann es zu solchen Spannungseinbrüchen kommen? der IC sollte 
doch eigentlich 5A vertragen?
Die 7000uF noch weiter erhöhen?
Der Hersteller des Raspi und des Netzteiles verwendet scheinbar ein 
"einfaches" Netzteil ohne grosse Elkos.
Hat jemand eine Idee dazu?
LG Klaus

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Klaus schrieb:
> Am Ausgang bzw. am Eingang des Raspi habe ich ca. 7000 uF verbaut

Vielleicht ist das zu viel. Zwischen Schaltnetzteilen und Last hat man 
üblicherweise maximal ein paar hundert µF.

von oszi40 (Gast)


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1.Ein zu großer Elko am Ausgang eines Reglers kann auch wie eine 
Schwungmasse wirken und den Ausgang ZUSÄTZLICH hoch belasten, was nicht 
günstig ist. Ausserdem haben recht große Elkos schlechtere ESR-Werte als 
die Summe vieler kleiner für die gleiche Kapazität.
2.Schau die typische Schaltung im Datenblatt an. Die haben nur 2x180µF. 
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2678.pdf
3.Auch wenn die Schaltung toll ist, kann der Aufbau Mist sein.

von Klaus (Gast)


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Habe die Schaltung probeweise belastet mit 5x 1 Ohm. Bei 5 Ohm sollte ja 
1A fleissen. Der Ausgang bricht aber zusammen auf ca. 4,2V. Bei Last bis 
zu 1Ohm bricht die Spannung auf ca. 2,3V zusammen. Als Elko habe ich am 
Ausgang 4700uF drin. Als Spule verwende ich ein Ringkernspule mit 47uH. 
Das Problem könnte die Spule sein. Habe aber gerade den Typ und 
Datenblatt nich da.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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oszi40 schrieb:
> 3.Auch wenn die Schaltung toll ist, kann der Aufbau Mist sein.

Und die gewählten Bauteile.

Klaus schrieb:
> Als Spule verwende ich ein Ringkernspule mit 47uH.

Wobei ich mich schon sehr verarscht fühle, denn du hast weiter oben 15 
µH gezeigt. Und stelle dir vor: Das war die erste Sache die ich für dich 
kontrollierte. Man kennt seine Pappenheimer. Mit dem Ergebnis: die Spule 
wird es nicht sein. Und jetzt offenbarst du uns, dass deine Spule 3x so 
groß ist. Super!

Lies mal das Datenblatt des IC, Figure 18. Darunter gibts noch eine 
Erklärung, wie man es richtig liest.

47µH ist für 12V Eingangsspannung zu groß. Mit 35µH könntest du knapp 
über 1A erreichen. Für 4A brauchst du 15 µH.

Ich muss jetzt auch davon ausgehen, dass du ungeeignete Kondensatoren 
gewählt hast, vielleicht gar eine ungeeignete Diode und ein schlechtes 
Layout.

Es wird Zeit, den wahren Schaltplan mit Bauteile-Liste zu zeigen, sowie 
Fotos vom Aufbau. Keine Geheimnisse mehr!

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von Klau (Gast)


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Bei den 15uH handelt sich um eine Angabe nicht von mir sondern ist im 
Beispiel drin.
Habe den verwendeten Typ der Spule gefunden, ist eine Ringkerndrossel 
TLC 5,0A 47uH. Der Schaltplan entspricht zu 100% dem oben gezeigten 
Schema. Ein Foto von der Platine kommt gleich.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Klau schrieb:
> ist eine Ringkerndrossel

Vielleicht falsche Bauart, oder falsches Material. Auf jeden Fall hat 
sie die falsche Induktivität.

> Der Schaltplan entspricht zu 100% dem oben gezeigten Schema.

Nach dem obigen Fauxpass glaubt dir das keiner mehr.

Es fehlen immer noch konkrete Angaben zu den kritischen Bauteilen und 
Bilder vom Aufbau (kommen gleich....). Wenn du keine Angaben machen 
kannst, dann stelle Links zu den relevanten Datenblättern ein.

Im Datenblatt des Spannungsreglers steht drin, welche Parameter wozu 
wichtig sind.

Falls Dir die Sache zu kompliziert geworden ist, schau Dir mal die 
LM25xx Seite an. Diese arbeiten mit viel niedrigeren Frequenzen und sind 
dadurch wesentlich unkritischer anzuwenden.

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von Klaus (Gast)


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Bild er Platine

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Klaus schrieb:
> Bild er Platine

Bitte auch ein mit Bauteilen, von beiden Seiten.

Ach nee, lass mal. Die Leitungsfürung ist so faslch, das kann man nicht 
mehr retten. Schmeiße die Platine weg.

Anstatt jetzt eine endlose Diskussion zur Leitungsführung zu halten, 
würde ich Dir empfehlen, ein Fachbuch dazu zu lesen.

: Bearbeitet durch User
von Klaus (Gast)


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Als Diode verwende ich eine SB550. Elkos hatte ich bisher mehrere 1000uF 
und hatte diese gegen 4700 uF ersetzt. Ansonsten ganz normale Elkos.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Klaus schrieb:
> Als Diode verwende ich eine SB550. Elkos hatte ich bisher mehrere
> 1000uF
> und hatte diese gegen 4700 uF ersetzt. Ansonsten ganz normale Elkos.

Das sind unzureichende Angaben. Du solltest wenigstens den ESR heraus 
finden. Und ich würde auch empfehlen, die Empfehlungen des Datenblattes 
nicht um Faktor 10 zu ignorieren.

Wegen dem Fachbuch: Hole dir z.B. das:
https://www.amazon.de/Schaltnetzteile-Bauelemente-Anwendungen-Walter-Hirschmann/dp/3800915502

von Joby (Gast)


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Du muss dir unbedingt die Layouthinweise im oben verlinkten Datenblatt 
(siehe oszi40) durchlesen und beherzigen. Dein "Layout" kannst du so wie 
es ist wegwerfen.

von dirk (Gast)


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Gruss

Dem Stefan zum Trost:
Tolle Referenzen zum Step Down.

Und: das ist kein C nach einem
Brückengleichrichter.

Dirk St

von Klaus (Gast)


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Welcher Rinkern ist den bei dieser Schaltung zu empfehlen?
Habe ja den TLC verwendet. Gibt es einen zu Typ der dafür besser ist?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wie gesagt kannst du die Schaltung nicht mehr retten. Die Spule ist nur 
das offensichtlichste Problem. Das Layout ist das zweite und völlig 
ungeeignete Kondensatoren das dritte.

Ich will dir auch gar nicht weiter helfen, das irgendwie hin zu biegen, 
denn was du da gebaut hast ist eher ein breitbandiger Störsender, als 
ein Spannungswandler.

von Klaus (Gast)


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Habe aber noch eine Frage zu deiner Angabe.
Soll lieber ein LM25xx nehmen. Habe diese nur für 3A gefunden. Gibt es 
da auch Typen für 5A?

von (prx) A. K. (prx)


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Gehts darum, das unbedingt selber zu bauen, koste es was es wolle? 
Fertige 5V-Netzteile sind weder selten noch teuer, auch nicht mit 5A.

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Klaus schrieb:
> Soll lieber ein LM25xx nehmen. Habe diese nur für 3A gefunden. Gibt es
> da auch Typen für 5A?

Ich glaube nicht. Aber 3A müsste für einen Raspi locker reichen. Für den 
Rest kannst du ja einen zweiten Schaltregler benutzen.

von Klaus (Gast)


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Habe gerade mehrere fertige DC-DC Wandler geordert. Der Pries ist so das 
man es eigentlich nicht selber bauen kann und muss.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Die Spule wird vermutlich keine Speicherdrossel sein. Hinzu kommt 
schlechte Masseführung. Das Ergebnis nötigt zu Lerneffekten beim 
Anwender.


MfG

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


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Klaus schrieb:
> Habe gerade mehrere fertige DC-DC Wandler geordert. Der Pries ist
> so das man es eigentlich nicht selber bauen kann und muss.

Dann wird es wohl Schrott sein. Die Module werden weder den beworbenen 
Ausgangsstrom schaffen, noch haltbar sein. Und da so ein Stepdown-Regler 
beim Durchgehen gerne die Eingangsspannung auf den Ausgang durchgibt, 
kannst du bei dieser Gelegenheit deinen RasPi gleich mitgrillen. Sag 
nachher nicht, dich hätte keiner gewarnt!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Axel S. schrieb:
> Dann wird es wohl Schrott sein.

Immer noch um Welten besser, als sein Eigenbau.

von Mein Senf (Gast)


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Klaus schrieb:
> Bild er Platine

Oje. lerne erstmal Layouten mit der Hand, bevor du sowas mit einem 
Autorouter verbrichst!

von Gerald B. (gerald_b)


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Klaus schrieb:
> Bild er Platine

http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

Gucken, vergleichen und lernen ;-)
Jeglicher weiterer Kommentar ist danach von selber überflüssig

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

Lothar, falls du hier mit liest: Das ist ein ganz toller Aufsatz! Super 
verständlich geschrieben. Wer den nicht versteht, der sollte keine 
Schaltwandler gestalten.

Gerald B. schrieb:
> Jeglicher weiterer Kommentar ist danach von selber überflüssig

Ja!

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