Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM2596S-Buck Converter, Ausgangsspannung fällt bei steigender Last


von Joachim P. (agi_ardu)


Lesenswert?

Ich möchte mit einem LM2596S Buck Converter eine 12V/5A-Wechselspannung 
(6A Brückengleichrichter und 2200µF/35VElko) auf 5V/2A reduzieren. Daran 
angeschlossen soll ein Arduino Nano einen RGBW-Ring mit 40 LEDs (RK 
6812) in 8 Helligkeitsstufen betreiben (Versorgung gesplittet auf LED 
und Nano). Der max. Strombedarf des Rings liegt bei 1,2A.
Mein Problem: Die Ausgangsspannung des LM2596S Moduls sinkt bei 
steigender Belastung stark.
Bei 5,20V im Leerlauf eingestellt und einer Belastung von

110mA (22 Ohm Widerstand) bereits auf 5,05V

200mA (12 Ohm Widerstand) bereits auf 4,93V

460mA ( 4 Ohm Widerstand) bereits auf 4,52V

620mA ( 3 Ohm Widerstand) bereits auf 4,30V

840mA ( 2 Ohm Widerstand) bereits auf 4,04V

D.h. ab ca. 220 mA Belastung kann ich den Arduini Nano nicht mehr sicher 
versorgen. Um wenigstens 600 mA zu bekommen, müsste ich die 
Leerlaufspannung auf ca. 6 V erhöhen, das könnte aber bei einer kurzen 
Unterbrechung und Reset bereits den Tod des Nano und des LED-Rings 
bedeuten.

Die Wechselspannung als Ursache kann ich ausschließen, da mit der 
Versorgung über das Labornetzteil die gleichen Werte gemessen wurden.
Von den 2596-Modulen habe ich drei verschiedene probiert, aber bei allen 
ist es das gleiche Problem.

Könnte mir einer der Spezialisten bitte helfen, meinen Fehler zu finden?

Danke im Voraus!

von Bernd G. (Gast)


Lesenswert?

Joachim P. schrieb:
> Könnte mir einer der Spezialisten bitte helfen, meinen Fehler zu finden?

Nein. Es sei denn, du lässt mal den Stromlauf des Gesamtkunstwerkes 
rüberwachsen.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Joachim P. schrieb:
> Von den 2596-Modulen habe ich drei verschiedene probiert, aber bei allen
> ist es das gleiche Problem.
> Könnte mir einer der Spezialisten bitte helfen, meinen Fehler zu finden?

Modul.

Du hast dir chinesischen Ramsch gekauft.

Dachtest du ernsthaft, der taugt für die beworbene Leistung ?

Wenn da überhaupt ein LM2596 drauf ist und kein Fake Chip.

12V~ ergeben nach Brückengleichrichter und Siebelko 15V Spitze und bei 
Belastung mit 2A einen Einbruch auf 6V, zu wenig als dass ein LM daraus 
noch 5V machen könnte. Aber das kann bei 200mA noch nicht die Ursache 
gewesen sein. Du brauchst jedenfalls einen grösseen Elko, mindestens 
4700uF.

von Achim M. (minifloat)


Lesenswert?

Die Ströme sind höher als du denkst:

I = U/R

5V / 22Ω = 227mA

5V / 12Ω = 417mA

Auch wenn die LM2576-Module inzwischen korrekterweise als 2596er 
angeboten werden, ist da inzwischen vielleicht noch eine andere 
Fälschung drauf.

Wie viel Induktivität hat denn deine Drossel? Das muss so lala schon zur 
Last passen. Empfehlung findest du im Datenblatt von LM2596, auch wenn 
auf deinen DCDC Modulen ein XH2596 drauf ist...

mfg mf

von Gerald B. (gerald_b)


Lesenswert?

Wie hoch ist denn der Sättigungsstrom der verbauten Drossel und wie hoch 
ist die Kapazität des Elkos? Wenn die Drossel bei 1 Ampere gesättigt ist 
und der Elko nur minimale Kapazität hat, kann das nix werden. Es hat 
schon seinen Grund, das die Module so billig sind. Will man Leistung 
sehen, dann muß man auch gescheite Komponeneten verbauen.

von Toxy T. (toxy_t)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Wenn da überhaupt ein LM2596 drauf ist und kein Fake Chip.

So ein Kagg-Modul habe ich hier:definitiv Fake.Ein anderes annaehernd 
baugleiches Modul von einem anderen Dschaina-Seller.Ist 
top.Ausgangsspannung  stabil bis Strombegrenzung einsetzt.Abweichung 
max.50mV......

Selbst Trump weiss,dass man Dschaina nicht trauen kann
https://www.youtube.com/watch?v=RDrfE9I8_hs

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Toxy T. schrieb:
> So ein Kagg-Modul habe ich hier:

Wieso, wie kann man so was behalten bei den käuferfreundlichen 
Reklamationswegen der üblichen  Anbieter wie Amazon, eBay, Ali und 
Banggood.

Da wird reklamiert und weg mit dem Schrott, schliesslich kann man den 
windigen Händlern nicht alles durch gehen lassen, oder anders gesagt: 
wer nicht reklamiert schadet nicht nur sich selber, sondern hunderten 
weiteten Kunden.

: Bearbeitet durch User
von Gerald B. (gerald_b)


Lesenswert?

Guck mal spaßenshalber bei LCSC, den "China-Mouser", wer die Dinger 
inzwischen alles herstellt.
https://www.lcsc.com/products/DC-DC-Converters_484.html?keyword=2596
Nur weil die TI mal irgendwann der Erste damit war, gibt es davon fast 
ein Dutzend Generika.
3x darfst du raten, was da verbaut wird. Nur das Allerbilligste ;-)

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Joachim P. schrieb:
> 110mA (22 Ohm Widerstand) bereits auf 5,05V
>
> 200mA (12 Ohm Widerstand) bereits auf 4,93V
>
> 460mA ( 4 Ohm Widerstand) bereits auf 4,52V
>
> 620mA ( 3 Ohm Widerstand) bereits auf 4,30V
>
> 840mA ( 2 Ohm Widerstand) bereits auf 4,04V

Jetzt mach doch erstmal eine Plausibilitätsprüfung, dann wirst Du 
feststellen müssen, daß diese Werte schon pro Szenario hinten und vorne 
nicht stimmen können.
Ansonsten würde ich schon mal gern den Aufbau sehen wollen - bestimmt 
alles wieder nur Steckbrettaufbau mit fliegender Verdrahtung mit langen 
dünnen Drähten, und Messung an den unmöglichsten Stellen ...

: Bearbeitet durch User
von Purzel H. (hacky)


Lesenswert?

Ich denke an einen lausigen Aufbau mit 0.25^2 draehtchen, und dann misst 
man noch falsch.
Ein Foto des Aufbaus bitte.

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


Lesenswert?

Joachim P. schrieb:
> 840mA ( 2 Ohm Widerstand) bereits auf 4,04V
Wie sind diese Werte ermittelt?
Denn laut Georg Simon Ohm ergäbe sich I = 4V/2R = 2A.

Klemme den Widerstand mal direkt an das Modul und miss direkt an den 
Widerstandsdrähten.

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


Lesenswert?

Ich wette, er verwendet ein Steckbrett und/oder Dupont Kabel.

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

vielleicht wurde der Strom auf der 12V-Seite gemessen, dann haut das mit 
den anderen Werten einigermaßen grob hin ...

von Joachim P. (agi_ardu)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Jens G. schrieb:
> Jetzt mach doch erstmal eine Plausibilitätsprüfung
Jens G. schrieb:
> vielleicht wurde der Strom auf der 12V-Seite gemessen

Hallo Jens,
Du hast natürlich recht! Einer meiner größten Fehler!

Steve van de Grens schrieb:
> Ich wette, er verwendet ein Steckbrett und/oder Dupont Kabel.
Hallo Steve,
die Wette hättest Du verloren! Es war verlötet, aber mit 0,25er Kabeln.

Lothar M. schrieb:
> Klemme den Widerstand mal direkt an das Modul und miss direkt an den
> Widerstandsdrähten

Hallo Lothar,
Deinem Rat bin ich gefolgt, jetzt funktioniert alles! Zumindest mit 
diesem Modul (Bild 1). Messergebnisse bei ~9,3V AC (Bild 2) und ~12,3V 
AC (Bild 3).

Mein größter Fehler dürfte die Verwendung zu dünner und zu langer Kabel 
zwischen Gleichrichtung/Glättung und dem 2596S-Modul gewesen sein. Mit 
1mm² Kabeln funktioniert alles so wie es sein sollte. Änderung der 
gleichgerichteten geglätteten Spannung hat so gut wie keinen Einfluß bei 
etwa 1100 mA Last.

 Fake-Chips scheinen also nicht verbaut zu sein (zumindest auf dem 
getesteten Modul). Ich werde die Ergebnisse der anderen Module 
nachreichen, wenn ich sie getestet habe.

Ich danke Euch allen für die schnellen Antworten und Ideen - damit hatte 
ich gar nicht so schnell gerechnet.

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


Lesenswert?

Joachim P. schrieb:
> Mein größter Fehler dürfte die Verwendung zu dünner und zu langer Kabel
> zwischen Gleichrichtung/Glättung und dem 2596S-Modul gewesen sein.
Das ist sicher nicht die Ursache, denn

1. macht ein wenig mehr Spannungsabfall auf der Eingangsseite des 
Wandlers nichts aus, dann wird einfach nur die Eingangsspannung etwas 
geringer und

2. haben auch 0,25mm² Kabel nur 80 Ohm pro km(!) oder eben 0,08 Ohm pro 
Meter. Bei 1A wären das also lediglich 80mV Spannungsabfall pro Meter. 
Da machen 1,0mm² Kabel mit ihren 20mOhm/m den Kohl nicht weniger fett.

- 
https://www.klasing-kabel.de/klasing/cms/elektronikleitungen/liyy-vz--025-mm-und-034-mm-171.html
- 
https://www.klasing-kabel.de/klasing/cms/elektronikleitungen/liycy--10-mm-und-15-mm-137.html#product-detail

von Steve van de Grens (roehrmond)


Lesenswert?

Wozu hat das Modul 3 Trimmpotis?

Eins für die Spannung, und eins für die Strombegrenzung. Wozu dient das 
dritte?

von Joachim P. (agi_ardu)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Steve van de Grens schrieb:
> Wozu hat das Modul 3 Trimmpotis?
>
> Eins für die Spannung, und eins für die Strombegrenzung. Wozu dient das
> dritte?

Hallo Steve,
laut Beschreibung zum Laden von Lithium-Ionen-Akkus:
1. CV = Ladeendspannung einstellen
2. CC = max. Ladestrom einstellen
3. Beim Laden erfolgt ab einem bestimmten Strom der automatische Wechsel 
zurück zur CV.
Siehe Bild.

von Steve van de Grens (roehrmond)


Lesenswert?

Ah, das ist ein Laderegler. Danke für die Info.

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


Lesenswert?

Steve van de Grens schrieb:
> das ist ein Laderegler.
Es ist ein üblicher CV/CC Regler. Den kann man auch als einfachen 
Akkulader verwenden.

Steve van de Grens schrieb:
> Wozu dient das dritte?
Für die LED "Full Indicator". Es ist mir aber schon ein wenig 
schleierhaft, wozu diese extra LED nötig ist. Denn wenn CV erreicht 
wurde, dann ist auch der Akku voll bzw. die Spannung ändert sich nicht 
mehr.

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.