Frage zu Stepup-Regler Pololu U1V11A

[Tom L. (tlin)]

Moin,

ich hätte interessehalber eine Frage zum Output des U1V11A von Pololu. 
Das ist ein einstellbares Stepup-Regler Bord mit dem TPS61200 von TI. 
Schaltplan gibt es hier: 
https://www.pololu.com/file/0J788/u1v11x-schematic.pdf.

Vorab: ich bin mit dem Regler an sich zufrieden, läuft stabil, ich kann 
damit wunderbar ein esp32 Board mit einer AAA Batterie betreiben.

Was mich trotzdem irritiert ist die meiner amateurhaften Meinung nach 
doch recht starke Schwankung der Ausgangsspannung. Mit 1.5V Batterie 
Input ohne Last sieht es so aus, wie auf Bild (leerlauf.png). Die 
Frequenz schwankt zwischen 300 - ~600 Hz, die Spannung zw 3.25V bis 
3.35V.

Wenn ich den ESP anschliesse und ein kleines epaper Demo laufen lasse, 
sieht es aus wie im Bild (load.png), an GND+VOUT habe ich noch einen 
10uF eingebaut, der aber keinen Unterschied macht (sieht also ohne 
genauso aus). Der ESP verbraucht ca 40mA (an VOUT des U1V11A Boards 
gemessen) und der Poti ist auf 3.3V eingestellt. In Bild (zoom.png) hab 
ich nur ein bischen reingezoomt. Das Oszi hat sichtliche Probleme zu 
triggern, die Kurven schwanken also recht stark, man erkennt das leider 
nicht am Screenshot.

Die Frage wäre: ist das normal und/oder mache ich vielleicht bei der 
Messung was falsch?


Danke Euch im Voraus,
Tom

[MaWin (Gast)]

Tom L. schrieb:
> ist das normal

Ja.

Ein Schaltregler kann ideal auf eine Last ausgelegt werden, dann 
arbeitet er mit Pulsbreitenänderung stabil mit höchster Frequenz.

Wenn aber die Last eine andere ist als optimal berechnet, dann 
funktioniert die Pulsbreitenanpassung meist nicht mehr, sondern der 
Regler schiesst übers Ziel hinaus, stoppt, wartet bis die Spannung 
fällt, startet wieder. Das siehst du.

Gerade deine chinesischen Platinen werden ohne Kenntnis uber die Last 
(oft auch noch einstellbare Spannung) irgendwie auf hohe Maximalleistung 
konstruiert und geben schon bei kleinsten Abweichungen mit optimaler 
Regelung auf. Die PID Schleifenparameter passen nicht zur Last.

Dann arbeitet so ein Schaltregler genau wie ein ehrwürdiger MC34063 an 
dem es zwar Kritik hagelt, der aber auch nicht schlechter ist.

[Tom L. (tlin)]

MaWin schrieb:
> Wenn aber die Last eine andere ist als optimal berechnet, dann
> funktioniert die Pulsbreitenanpassung meist nicht mehr, sondern der
> Regler schiesst übers Ziel hinaus, stoppt, wartet bis die Spannung
> fällt, startet wieder. Das siehst du.

Ahja, ich verstehe. Das heisst, so ein Setup ist für Bastelkram 
geeignet, im produktiven Dauereinsatz sollte man es aber anders machen 
(also z.b. eigene Platine mit Wroom-Modul, eingestelltem Regler etc), 
richtig?

[MaWin (Gast)]

Tom L. schrieb:
> im produktiven Dauereinsatz sollte man es aber anders machen (also z.b.
> eigene Platine mit Wroom-Modul, eingestelltem Regler etc), richtig?

Ja, man kann denselben Chip verwenden, sollte aber die umgebenden 
Bauteile auf den eigenen Lastfall anpassen, vor allem die PID Parameter 
auf den Gain (Ausgangsspannung vs. Referenzspannung) und die Trägheit 
(Siebelkogrösse).

Da spielt dann so was wie der feeedforward Kondensator am 
Spannungsteiler eine Rolle.

[Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)]

Was du beim Schaltregler als Rippel siehst ist der ESR der 
Kondensatoren. Beim step-up ist der Eingangskondensator kritisch.
Bei den Oszillogrammen im Betrieb fängst du dir Störungen ein. Die 
Messungen sind nicht besonders aussagefähig.

[Stefan F. (Gast)]

Tom L. schrieb:
> Der ESP verbraucht ca 40mA

Nein, er nimmt beim Senden etwa 430mA auf. Mit so heftig springender 
Stromaufnahme kommen viele Spannungsregler nicht gut zurecht. So schnell 
können sie nicht regeln.

[Tom L. (tlin)]

Michael X. schrieb:
> Bei den Oszillogrammen im Betrieb fängst du dir Störungen ein. Die
> Messungen sind nicht besonders aussagefähig.

Ja den Verdacht hatte ich durchaus auch, war mir aber nicht sicher.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Nein, er nimmt beim Senden etwa 430mA auf.

Ja, da hast Du Recht. Aber im laufenden Betrieb sind es dann nur noch 
die ~40mA.


Danke Euch jedenfalls!


lg,
Tom