Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungswächter oder Schaltregler killen IC


von Sebastian (siooo21)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich bastle in letzter Zeit ein wenig an einem batteriebetriebenen 
Verstärker.
Topologie ist recht einfach:
Batterie - Schaltregler - Einschaltverzögerung - Verstärkerschaltung

Ich habe das ganze erstmal ohne Batterie aufgebaut und betrieben, dass 
hat recht gut funktioniert. Problem war aber, dass der (HW-432) mit Last 
nicht immer startet.
Also gut, mit einem LMC 555 noch eine Einschaltverzögerung gebastelt, 
und das ganze mit einem kleinen Batteriewächter versehen.
(Beide Schaltungen sind im Anhang)

Dann passierte folgendes: das Netzeil zeigte dauerhaft Überlast,
also okay Schaltung durchgemessen, Kontakte überprüft aber keinen Fehler 
gefunden. Irgendwann habe ich dann meinen Verstärker (LM4950) ausgebaut 
und überprüft. 4Ohm zwischen Vdd und Masse -> ab in die Tonne damit.
Neuen eingebaut, alles funktioniert wie es soll, bisschen rumprobiert 
und plötzlich wieder Überlast. Also erneut durchgemessen und wieder nur 
wenige Ohm zwischen Vdd und Masse.
2 Montagshalbleiter erwischt zu haben, würde ich ausschließen. Also 
liegt der Fehler ja scheinbar an meiner Schaltung.
Aber wo genau ist mir ein wenig schleierhaft.
Ich vermute, dass irgendwo beim ein oder abschalten eine Überspannung 
entsteht, die den Verstärker in die ewigen Jagdgründe befördert.

Leider habe ich nur noch einen bei der Hand und den möchte ich ungern 
für opfern.
Also nochmal zur Zusammenfassung: sobald der Batteriewächter in 
Verbindung mit Einschaltverzögerung und Schaltregler zum Einsatz kommt, 
habe ich eine tolle IC-Zerstörungsschaltung.

Ich stehe aber gerade ziemlich auf dem Schlauch und weiß nicht woher 
dieser Zerstörungseffekt kommt, und wie ich ihn verhindere.
Meine Vermutung liegt bei transienten Überspannungen, es ist mir aber 
ein Rätsel weshalb die plötzlich auftauchen. Denn der billig China 
Schaltregler hat ohne Spannungswächter und Einschaltverzögerung seinen 
Job (bis auf weiteres) gut erledigt.

Ich bin über jeden konstruktiven Rat und Vorschlag sehr dankbar.

Viele Grüße und einen guten Start in den Feierabend

Sebastian

: Verschoben durch Moderator
von Steve van de Grens (roehrmond)


Lesenswert?

Sebastian schrieb:
> Problem war aber, dass der (HW-432) mit Last nicht immer startet.

Konzentriere dich auf diesen Punkt, diesen Bug würde ich zuerst beheben.

Schaltregler brauchen in der Regel eine gewissen Mindestlast, um zu 
funktionieren. Ich hab einige 5V Steckernetzteile, die im Leerlauf mehr 
als 6 Volt ausgeben.

von Sebastian (siooo21)


Lesenswert?

Hallo, und danke für deine Antwort.

Dafür habe ich mir eigentlich die Einschaltverzögerung gebastelt.
Unter Last (auch schon wenige mA) blieb die Ausgangsspannung des 
Schaltreglers bei ~4V.
Wie würdest du eine solche Mindestlast umsetzten?

Gruß
Sebastian

von Steve van de Grens (roehrmond)


Lesenswert?

Sebastian schrieb:
> Wie würdest du eine solche Mindestlast umsetzten?

Bei meinen kleinen Steckernetzteile reicht eine LED mit 220Ω 
Vorwiderstand (oder nur der Widerstand ohne LED). Für dein Netzteil kann 
ich dir nichts konkretes empfehlen, weil ich dessen technische Daten 
nicht kenne.

von Sebastian (siooo21)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Das "Netzteil" ist ein HW-432 Wandler den man für wenig Geld in der 
Bucht bekommt.
Darauf verbaut ist ein XL6009 Boost Converter aus China.
Ich habe dir das Datenblatt mal angehangen, zu Mindest oder 
Höchstbelastungen beim Start habe ich darin nichts gefunden.
Generell sind die Informationen dort eher dürftig.

von LDR (Gast)


Lesenswert?

Sebastian schrieb:
> HW-432

Damit hatte ich auch schon Ärger. Bei einer Charge waren die Potis so 
lumpig, dass der Schleifer durch Flohhüpfen abhob. Hab dann einen festen 
Widerstand eingelötet.

von Sebastian (siooo21)


Lesenswert?

LDR schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> HW-432
>
> Damit hatte ich auch schon Ärger. Bei einer Charge waren die Potis so
> lumpig, dass der Schleifer durch Flohhüpfen abhob. Hab dann einen festen
> Widerstand eingelötet.

Hallo, danke für deine schnelle Antwort!

Verstehe ich das so richtig: Schleifer hüpft -> Falscher Widerstand -> 
zu hohe Ausgangsspannung -> Verstärker hinüber?

Dann würde ja mit Festwiderständen das Problem nicht mehr auftreten?
Und die Schaltung sollte funktionieren?

Gruß

von LDR (Gast)


Lesenswert?

Sebastian schrieb:
> Verstehe ich das so richtig: Schleifer hüpft -> Falscher Widerstand ->
> zu hohe Ausgangsspannung -> Verstärker hinüber?

Ja.

von Otto (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

du schaltest den GND des Verstärkers ab - das könnte ein Problem sein - 
wo sind Signalquelle und Lautsprecher genau angeschlossen?

Gruß Otto

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Otto schrieb:
> du schaltest den GND des Verstärkers ab - das könnte ein Problem sein
Das ist eine schlechte Idee, denn dann hängen alle Potentiale des 
Verstärkers auf 13V. Und alles, was noch am Verstärker irgendeinen 
externen Bezug zur Masse hat, erzeugt auf einmal eine negative Spannung.

> wo sind Signalquelle und Lautsprecher genau angeschlossen?
Und welche Signalqulle ist das? Nicht, dass da über den Signaleingang 
und das E-Werk ein undefinierter Strom fließen kann, der zum Latchup 
führt...

Also nochmal: Masse abschalten ist ungeschickt, weil dann der Massepegel 
des Verstärker-ICs undefiniert ist, sich aber blöderweise alle 
Datenblattangaben auf diesen undefinierten Massepegel beziehen.

Sebastian schrieb:
> Verstehe ich das so richtig: Schleifer hüpft -> Falscher Widerstand ->
> zu hohe Ausgangsspannung -> Verstärker hinüber?
Kann passieren, müsste man mal mindestens mit Multimeter messen. Oder 
besser noch mit einem Oszilloskop.

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Ich sehe das auch so, das Schalten des GND des LM4950 wird ihn in die 
ewigen Jagdgründe schicken.

Der XL6009 und der LM4950 haben beide einen Enable-Pin. Darüber kann man 
sie bequem nacheinander einschalten.
Statt einer windigen 555-Schaltung würde ich aber einen MC empfehlen, 
z.B. ATtiny13, der ein definiertes Anlaufen garantiert.
Der kann auch bei Bedarf die Ausgangsspannung des XL6009 überwachen und 
einen weiteren Einschaltversuch starten.
Geht die Batterie nicht über 5,5V, kann man den ATtiny13 direkt 
versorgen.
Ich würde aber noch einen Schutzwiderstand 100R in Reihe zu VCC 
empfehlen.

von Sebastian (siooo21)


Lesenswert?

Hallo zusammen, und vielen Dank für eure Antworten!

>du schaltest den GND des Verstärkers ab - das könnte ein Problem sein -
>wo sind Signalquelle und Lautsprecher genau angeschlossen?

Signalquelle ist derzeit ein Handy, dazwischen hängt noch ein 
Preamplifier (SR-560) um ein bisschen mit den Filtern zu spielen.

Ich betreibe den Verstärker Single Ended, die Lautsprecher sind über 
einen Kondensator an Verstärkerausgang gekoppelt.

>Also nochmal: Masse abschalten ist ungeschickt, weil dann der Massepegel
>des Verstärker-ICs undefiniert ist, sich aber blöderweise alle
>Datenblattangaben auf diesen undefinierten Massepegel beziehen.

Danke für den Hinweis, ich dachte mir schon, dass ein Abschaltung der 
Masse nicht die eleganteste Lösung ist.
Um high-side zu schalten, müsste ich doch eine Hilfsspannung für das 
Gate bereitstellen oder?

>Der XL6009 und der LM4950 haben beide einen Enable-Pin. Darüber kann man
>sie bequem nacheinander einschalten.

Meine erste Idee war auch, den LM über EN einzuschalten, hat aber nicht 
funktioniert, denke der Grund war das oben beschriebene Phänomen beim 
"Laststart" des Schaltregler.

von Steve van de Grens (roehrmond)


Lesenswert?

Sebastian schrieb:
> Ich habe dir das Datenblatt mal angehangen, zu Mindest oder
> Höchstbelastungen beim Start habe ich darin nichts gefunden.

Weil das sehr stark von den Bauteilen abhängt, die drumherum verwendet 
wurden. Und dazu haben wir (wie bei China Modulen üblich) keinerlei 
Infos vorliegen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Sebastian schrieb:
> Um high-side zu schalten, müsste ich doch eine Hilfsspannung für das
> Gate bereitstellen oder?
Nimm einen P-Kanal-FET und steuer den mit GND an. Du brauchst dann eben 
einen invertierten Ausgang oder einen zusätzlichen Transistor zur 
Invertierung. Aber vor vielen Transistoren hast du ja eher keine 
Angst...

Sebastian schrieb:
> dazwischen hängt noch ein Preamplifier (SR-560)
Und wo ist dessen GND angeschlossen? Am "geschalteten GND" der Endstufe 
oder am "globane GND"?

von Sebastian (siooo21)


Lesenswert?

>Weil das sehr stark von den Bauteilen abhängt, die drumherum verwendet
>wurden. Und dazu haben wir (wie bei China Modulen üblich) keinerlei
>Infos vorliegen.

Also am besten doch einen TI Schaltkreis verwenden?
oder glaubst du mit dem umlöten sollte das Problem soweit behoben sein?

>Nimm einen P-Kanal-FET und steuer den mit GND an. Du brauchst dann eben
>einen invertierten Ausgang oder einen zusätzlichen Transistor zur
>Invertierung. Aber vor vielen Transistoren hast du ja eher keine
>Angst...

Das scheint mir eine sehr elegante Lösung zu sein, vielen Dank.
Da hast du recht, vor Transistoren fürchte ich mich (noch) nicht :D

>Und wo ist dessen GND angeschlossen? Am "geschalteten GND" der Endstufe
>oder am "globane GND"?

der Hängt an der geschalteten Masse
genau wie auch der Lautsprecher.

von Steve van de Grens (roehrmond)


Lesenswert?

Sebastian schrieb:
> oder glaubst du mit dem umlöten sollte das Problem soweit behoben sein?

Das kann ich nicht einschätzen.

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Sebastian schrieb:
> denke der Grund war das oben beschriebene Phänomen beim
> "Laststart" des Schaltregler

Ich hatte auch mal einen ungeeigneten Schaltregler genommen, der hat bei 
Überlast dauerhaft abgeschaltet und verlangte eine neuen Impuls am 
Enableanschluß.
Ich hab dann auf einen anderen Regler mit Hiccup Mode gewechselt, die 
starten selbsttätig bei Wegfall der Überlast.

von Sebastian (siooo21)


Lesenswert?

>Das kann ich nicht einschätzen.
Ich habe in einigen englischsprachigen Foren nachgelesen. Dort herrschte 
große Einigkeit, dass diese HW-432 Schaltregler Platinen wirklich nichts 
als Müll sind. Spule, Elko, Poti, XL6009 alles nur Nachbauten und 
minderer Qualität. Ich hoffe, dass ein LM2577 mit entsprechender 
Beschaltung hier bessere Arbeit leistet.

Ich werde jetzt high side schalten. Leider liegen nur ein paar IRF-4905 
rum. Die sind für diese Aufgabe zwar etwas üppig, sollten aber das 
gestellte Ziel erreichen.

>Statt einer windigen 555-Schaltung würde ich aber einen MC empfehlen
Ich wollte darauf eigentlich verzichten.
Gibt es eine andere saubere Möglichkeit?


Gruß Sebastian

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.