LM2574 Dimensionierung Spule

[Jonas (jonas1)]

Hallo,
ich habe ein kleines Denkproblem mit der Dimensionierung der Spule bei 
einem Schaltregler.
Instinktiv hätte ich vermutet, dass bei einem höheren Ausgangsstrom auch 
eine größere Spule benötigt wird, da ja mehr Energie gespeichert werden 
muss.
Wenn die Spule zu klein ist, kann der Schaltregler nicht mehr im 
continuous Modus laufen, da die Spule nicht genug Energie gespeichert 
hat.

Nun ist es aber laut Datenblatt genau andersrum.
Wenn ich also von 12V auf 3V will, mit einem LM2574 bei ca. 100mA, 
benötige ich 680 μH, was mir recht groß erscheint.

Kann mir jemand helfen, meinen Knoten im Kopf zu lösen?

Viele Grüße
Jonas

[Steve van de Grens (roehrmond)]

Jonas schrieb:
> was mir recht groß erscheint.

Ist aber normal.

Vergleiche das nicht mit den Billig-Modulen aus China. Die sind oft mit 
arg kleinen Spulen bestückt, um den letzten Cent einzusparen.

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

Jonas schrieb:
> Nun ist es aber laut Datenblatt genau andersrum.
Du hast nur 1 Beispiel genannt, da kann man nicht erkennrn, was da 
"andersrum" sein könnte.

[Steve van de Grens (roehrmond)]

Je mehr Induktivität die Spule hat, umso langsamer steigt die 
Ausgangsspannung an. Genau das brauchst du bei einer großen 
Spannungsdifferenz und/oder einem geringen Laststrom.

Wenn die Spule zu wenig Induktivität hat, muss der Chip den Ladevorgang 
des Ausgangskondensators vorzeitig abbrechen, was sich negativ auf die 
Stabilität der Spannung und Abstrahlung von Störungen auswirkt. Der Chip 
kann nur in einem gewissen Bereich optimal arbeiten.

Für die übertragbare Leistung ist weniger die Induktivität relevant 
(solange sie zum Regler passt), als das Speichervermögen ihres Kernes 
multipliziert mit den Umladevorgängen pro Sekunde.

Ein Kern der nicht so schnell gesättigt ist, also mehr Leistung schafft, 
bewirkt nicht zwingend viel Induktivität. Die lässt sich durch die 
Anzahl der Windungen leicht festlegen.

[Maxim B. (max182)]

Jonas schrieb:
> Kann mir jemand helfen, meinen Knoten im Kopf zu lösen?

Gewöhnlich wählt man L so, daß Strompuls ca.30% von Imax wird - das ist 
wie Regel optimal, es sei denn, die Last ändert sich stark.
In manchen Datasheets für IC steht ausführlich, wie man L und Isat 
wählen sollte. Auch in Datasheet für LM2574. Da hier es nur um 52 kHz 
geht, muß man natürlich mit größeren Induktivitäten rechnen, als mit IC, 
die z.B. mit 500 kHz oder 1 MHz arbeiten.

Die Energie, die in L gespeichert wird, hängt von L und von I^2 ab. D.h. 
nehmen wir bei gleicher F (d.h. bei gleicher Zeit) nur eine Hälfte von 
L, so wird I verdoppelt und die gespeicherte Energie wird auch 
verdoppelt. Selbstverständlich darf L dabei nicht in Sättigung kommen, 
sonst wird I unkontrolliert wachsen bis IC sich abschaltet oder kaputt 
wird, je nachdem IC gebaut wurde.

[Michael B. (laberkopp)]

Jonas schrieb:
> Kann mir jemand helfen, meinen Knoten im Kopf zu lösen?

Die Spule dämpft die Stromänderung weil sie sich mit ihrer Induktivität 
dagegen wehrt dass sich der Strom ändert, und die sollte nur so 10% des 
realen Stroms ausmachen.

Bei 100mA will man also nur dass der Strom um 10mA schwankt, bei 1A kann 
man sich 100mA Stromripple erlauben, also reicht bei 1A eine 1/10 so 
hohe Induktivität.

Es wird noch schwieriger, wenn der Verbraucher seine Stromaufnahme 
ändert, von 90mA auf 1A. Legt man die Spule, Geiz ist geil, auf 100mA 
Ripplestrom aus, sackt der Strom bei geringer Last sogar auf 0, der 
Regler arbeitet plötzlich diskontinuierlich, was nicht jeder Regler mag. 
Legt man die Spule auf 90mA aus in dem man nur 9mA Stromripple zulässt, 
braucht der Regler bei 1A bis 112 Taktzyklen bis er den Strom auf 1A 
hochschrauben konnte, regelt also langsam.