Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LDO hinter StepDown Modul


von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Moin. Ich möchte aus 24V zwei Spannungen erzeugen: 5.0V und 3.3V.
Dazu habe ich hinter ein Traco Powermodul einen LDO geschaltet.

Leider hat es mir beim letzten Versuch den LDO irgendwann verbrutzelt. 
100% kann ich nicht sagen, ob eine Wechselwirkung der beiden o.g. Teile 
verantwortlich ist - daher meine Frage:

Reicht dem LD1117V33 hinter einem TSR 1-2450 die Standard-Kondensatoren 
zu gönnen (100nF davor, 10uF dahinter) oder benötige ich hier mehr 
(Drossel und Co)?

: Verschoben durch Moderator
von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Datenblätter

von Harald K. (kirnbichler)


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Roland M. schrieb:
> Leider hat es mir beim letzten Versuch den LDO irgendwann verbrutzelt.

Dein "Traco Powermodul" liefert 24V?

Welchen Sinn hat dann ein LDO? Da könntest Du auch einen normalen 
Linearregler aus der Holzklasse à la 7805 verwenden, denn der "drop" ist 
alles andere als "low", sondern sehr hoch. LDO braucht man, wenn die 
Differenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung sehr gering sein soll.

Davon aber bist Du sehr weit entfernt.

Direkt von 24V auf 5 oder gar 3.3V mit einem Linearregler zu gehen, ist 
aber keine gute Idee, weil der Linearregler den Spannungsabfall in Wärme 
umsetzt.

Wenn Du auch nur 100 mA fließen lässt, sind das beim 3.3V-Regler über 2 
Watt, was ohne ausreichenden Kühlkörper sehr heiß wird.

von Jörg R. (solar77)


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Dein LDO verträgt keine 24V am Eingang.

Weshalb nicht einen 5V Traco und dann ein LDO für 3,3V?

: Bearbeitet durch User
von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Jörg R. schrieb:
> Dein LDO verträgt keine 24V am Eingang.
>
> Weshalb nicht einen 5V Traco und dann ein LDO für 3,3V?

Der TSR 1-2450 macht aus 24V -> 5V, der LDO dahinter macht aus 5V -> 
3.3V

von Jörg R. (solar77)


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Roland M. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Dein LDO verträgt keine 24V am Eingang.
>>
>> Weshalb nicht einen 5V Traco und dann ein LDO für 3,3V?
>
> Der TSR 1-2450 macht aus 24V -> 5V, der LDO dahinter macht aus 5V ->
> 3.3V

Sorry, das habe ich anders verstanden..

Roland M. schrieb:
> Moin. Ich möchte aus 24V zwei Spannungen erzeugen: 5.0V und 3.3V.
> Dazu habe ich hinter ein Traco Powermodul einen LDO geschaltet.

..und scheinbar nicht nur ich..

Harald K. schrieb:
> Roland M. schrieb:
>> Leider hat es mir beim letzten Versuch den LDO irgendwann verbrutzelt.
>
> Dein "Traco Powermodul" liefert 24V?
>
> Welchen Sinn hat dann ein LDO?

: Bearbeitet durch User
von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Jetzt sollten ja alle Missverständnisse ausgeräumt sein.
Hat jemand einen Rat für mich?

von Peter D. (peda)


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Ich mach das auch immer so und noch nie Probleme gehabt.

von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Peter D. schrieb:
> Ich mach das auch immer so und noch nie Probleme gehabt.

Und VCC kommt bei dir aus einem StepDown Modul wie dem Traco Powermodul?

von Hmmm (hmmm)


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Roland M. schrieb:
> Leider hat es mir beim letzten Versuch den LDO irgendwann verbrutzelt.

Wird der im normalen Betrieb heiss?

von Ralf G. (ralg)


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Roland M. schrieb:
> Peter D. schrieb:
>> Ich mach das auch immer so und noch nie Probleme gehabt.
>
> Und VCC kommt bei dir aus einem StepDown Modul wie dem Traco Powermodul?

Vor allem nicht aus 24V ^^

von Gustl B. (gustl_b)


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Was betreibst du mit den 3.3 V? Ziehst du vielleicht zu viel Strom?

von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Hmmm schrieb:
> Roland M. schrieb:
>> Leider hat es mir beim letzten Versuch den LDO irgendwann verbrutzelt.
>
> Wird der im normalen Betrieb heiss?

Nein. Irgendwann ging nichts mehr und der LDO war glühend heiß.
und der TSR futsch. Waren aber max 0,1 A am LDO Ausgang.

von Ralf G. (ralg)


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Für die Versorgung von µC und Peripheriesteuerung eignet sich da z.B. 
ein AP2205. Ohne Kühlflächen würde ich (also ich mach's so) unter 200mW 
Verlust bleiben.

Roland M. schrieb:
> Waren aber max 0,1 A am LDO Ausgang.

Also ~2W Verlust.

von Peter D. (peda)


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Roland M. schrieb:
> und der TSR futsch.

Im Datenblatt steht aber: Short circuit protection

von Hmmm (hmmm)


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Roland M. schrieb:
> Irgendwann ging nichts mehr und der LDO war glühend heiß.
> und der TSR futsch.

Dann würde ich annehmen, dass der gegrillte LDO nur ein 
Kollateralschaden war.

Roland M. schrieb:
> Waren aber max 0,1 A am LDO Ausgang.

Hast Du die Ausgangsspannung des Traco-Moduls gemessen? Kam da evtl. 
eine viel zu hohe Spannung raus?

von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Hmmm schrieb:

> Hast Du die Ausgangsspannung des Traco-Moduls gemessen? Kam da evtl.
> eine viel zu hohe Spannung raus?

Da kam nichts mehr raus. Zumindest hinterher. Vorher hab ich nicht 
durchgemessen. Verbaue die standardmäßig.

von Gustl B. (-gb-)


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Ralf G. schrieb:
> Roland M. schrieb:
>> Waren aber max 0,1 A am LDO Ausgang.
>
> Also ~2W Verlust.

5 V * 0.1 A sind ... 0.5 W gesamt und am LDO dann (5 V - 3.3 V) * 0.1 A 
= 0.17 W

Und zur Ehrenrettung des TOs:
Er hat recht deutlich beschrieben was er gemacht hat.

Roland M. schrieb:
> Dazu habe ich hinter ein Traco Powermodul einen LDO geschaltet.

Dass aus diesem Traco keine 24 V rauskommen ist auch klar, er hat 
nämlich das Datenblatt hochgeladen.

Sogar im Titel des Threads steht die Reihenfolge von Stepdown und LDO.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Ralf G. schrieb:
> Roland M. schrieb:
>> Waren aber max 0,1 A am LDO Ausgang.
>
> Also ~2W Verlust.

Du hast wohl noch immer nicht mitgekriegt, dass der LDO mit 5V versorgt 
wird!? Das ergibt dann weniger als 200mW Verlustleistung.

von Hmmm (hmmm)


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Roland M. schrieb:
> Da kam nichts mehr raus. Zumindest hinterher. Vorher hab ich nicht
> durchgemessen.

Gab es weitere defekte Bauteile, die mit 5V oder 3.3V versorgt werden?

von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Ralf G. schrieb:
> Für die Versorgung von µC und Peripheriesteuerung eignet sich da z.B.
> ein AP2205.

Was ist an dem besser?
(Der LV1117 ist bis 800mA spezifiziert. Bei 5 zu 3.3V sollte der das 
auch abkönnen.)

von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Hmmm schrieb:
> Roland M. schrieb:
>> Da kam nichts mehr raus. Zumindest hinterher. Vorher hab ich nicht
>> durchgemessen.
>
> Gab es weitere defekte Bauteile, die mit 5V oder 3.3V versorgt werden?

Ja schon einige, aber die brauchen fast keinen Strom.
Ich dachte: vielleicht hat sich irgendwo was Leitendes zwischen den 
vielen TSSOP-Füßchen verhängt. Allerdings gemessen hab ich keinen 
Kurzschluss auf der Platine.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Roland M. schrieb:
> Hat jemand einen Rat für mich?

Wie sieht die genaue Schaltung und das Layout aus z.B. bezüglich 
Stützkondensatoren und GND Verbindungen?
Vielleicht kommt das Ganze ins Schwingen...

von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Insgesamt spricht aber nichts dagegen: LDO direkt am TSR-Ausgang?

von Ralf G. (ralg)


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Dietrich L. schrieb:
> Du hast wohl noch immer nicht mitgekriegt, dass der LDO mit 5V versorgt
> wird!?

Jetzt hab' ich's mitgekriegt!

von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Dietrich L. schrieb:
> Wie sieht die genaue Schaltung und das Layout aus z.B. bezüglich
> Stützkondensatoren und GND Verbindungen?
> Vielleicht kommt das Ganze ins Schwingen...

10uF am TSR Eingang
100nF am TSR Ausgang = LDO Eingang
10 uF am LDO Ausgang
100nF an jedem IC
GND ist vollflächig Unterseite und Oberseite zwischen den 
Signalleitungen,
+5V und +3.3V hauptsächlich Oberseite

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Wenn offenbar auch der TSR 1-2450 defekt ist, liegt es vermutlich nicht 
an einer zu hohen Belastung oder fehlerhaften Beschaltung auf der 
Ausgangsseite, sondern an einer Überspannung oder Verpolung auf der 
Eingangsseite.

Hast du den TSR ohne zusätzliche Beschaltung auf der Eingangsseite 
einfach mit längeren Leitungen an eine externe Spannungsquelle 
angeschlossen, oder befinden sich am Eingang noch Kondensatoren und ggf. 
ein LC-Filter? ESD-Schutzvorrichtung? Verpolschutzdiode(n)?

von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Andreas S. schrieb:
> Wenn offenbar auch der TSR 1-2450 defekt ist, liegt es vermutlich nicht
> an einer zu hohen Belastung oder fehlerhaften Beschaltung auf der
> Ausgangsseite, sondern an einer Überspannung oder Verpolung auf der
> Eingangsseite.
>
> Hast du den TSR ohne zusätzliche Beschaltung auf der Eingangsseite
> einfach mit längeren Leitungen an eine externe Spannungsquelle
> angeschlossen, oder befinden sich am Eingang noch Kondensatoren und ggf.
> ein LC-Filter? ESD-Schutzvorrichtung? Verpolschutzdiode(n)?

Das 24V-Netzteil ist ein sehr gutes - aber tatsächlich hängen daran auch 
noch viele Magnetspulen, die ein und ausgeschaltet werden.
Danke für die Überlegungen - vermutlich wird das der eigentliche Grund 
sein. Für den TSR gibts eine vorgeschlagene EMV-Schematic am Eingang mit 
2x 10uF MLCCs und einer 5.6uH Drossel dazwischen. Evtl. muss ich 
tatsächlich an dieser Stelle nacharbeiten.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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OK, direkt angebundene 10 µF am TSR-Eingang sind schon ein ordentlicher 
ESD-Schutz. In Verbindung mit längeren Zuleitungen, insbesondere zu 
einer sehr niederohmigen Spannungsquelle (Akku), würde ich aber eine 
Spannungsüberhöhung beim "Kontaktbritzeln" nicht ausschließen, sondern 
sogar für recht wahrscheinlich halten. Eventuelle produziert auch das 24 
V-Netzteil beim überwiegend induktiver Last bei deren Ausschalten 
erhebliche Überschwinger.

Für verschiedene von mir entwickelte und vertriebene Baugruppen setze 
ich die angehängte Beschaltung für eine Kombination aus TSR 1/2 und 
nachfolgenden LDO ein. Da gab es bisher noch keinerlei Ausfälle oder 
Reklamationen.

von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Andreas S. schrieb:
> OK, direkt angebundene 10 µF am TSR-Eingang sind schon ein ordentlicher
> ESD-Schutz. In Verbindung mit längeren Zuleitungen, insbesondere zu
> einer sehr niederohmigen Spannungsquelle (Akku), würde ich aber eine
> Spannungsüberhöhung beim "Kontaktbritzeln" nicht ausschließen, sondern
> sogar für recht wahrscheinlich halten. Eventuelle produziert auch das 24
> V-Netzteil beim überwiegend induktiver Last bei deren Ausschalten
> erhebliche Überschwinger.
>
> Für verschiedene von mir entwickelte und vertriebene Baugruppen setze
> ich die angehängte Beschaltung für eine Kombination aus TSR 1/2 und
> nachfolgenden LDO ein. Da gab es bisher noch keinerlei Ausfälle oder
> Reklamationen.

Vielen Dank für die Schematik!! Bis wie viel mA nutzt du diese 
Schaltung?
Übrigens: Der TSR kann auch längere Spannungsspitzen bis 36V vertragen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Roland M. schrieb:
> viele Magnetspulen, die ein und ausgeschaltet werden....

Damit vermutlich die built in capacitors geschaedigt.

Wenn kaputt, dann mal vorsichtig öffnen und den Innenaufbau 
fotografieren.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Roland M. schrieb:
> Vielen Dank für die Schematik!! Bis wie viel mA nutzt du diese
> Schaltung?

Die bisherigen Baugruppen begnügen sich allesamt mit wenigen 100 mA. 
Rein theoretisch sollte sie aber bis 2 A auf der 6,5 V-Ebene vertragen. 
Limitierend wären hierbei die 2,2 Ohm-Widerstände, die ich in Baugröße 
2012 verwende. Deren Sinn besteht neben der Ladestrombegrenzung für die 
arme D300 darin, ein verlustbehaftetes Element in die Kombination aus 
induktiven Zuleitungen und den ganzen Kondensatoren einzufügen. Deren 
Werte sind aber nur abgeschätzt und basieren nicht auf ausgiebigen 
Messungen oder Simulationen.

> Übrigens: Der TSR kann auch längere Spannungsspitzen bis 36V vertragen.

"Kontaktbritzeln" kann deutlich höhere Spannungsspitzen verursachen. Man 
schaue sich nur einmal die Prüfkriterien für Automobilelektronik an, die 
ja auch "nur" an einem reinen 13,x V-Bordnetz betrieben wird.

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


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Gustl B. schrieb:
> Und zur Ehrenrettung des TOs:
> Er hat recht deutlich beschrieben was er gemacht hat.

Nicht wirklich. Die "Sprache" der Elektronik ist der Schaltplan. Einen 
solchen habe ich von ihm nicht gesehen.

Ein LDO hinter einem Schaltregler kann Probleme machen. Die 
Unterdrückung von Schwankungen der Eingangsspannung (PSRR) ist bei 
höheren Frequenzen oft nicht gut. Der LD1117 spezifiziert 75dB, aber nur 
für 120Hz. Bei den 500kHz des Traco dürfte das sehr viel schlechter 
sein.

Andererseits sollte das nicht zur Zerstörung führen, solange die 
Transienten hinter dem Traco nicht die abs. max Spannung des LD1117 
reißen. Das tun sie wohl nicht. Ein LC-Filter zwischen Traco und LD1117 
ist trotzdem zu empfehlen. Kommt aber drauf an, was der LD1117 versorgen 
soll.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Axel S. schrieb:
> Ein LDO hinter einem Schaltregler kann Probleme machen.

Auch die andere Reihenfolge kann problematisch sein. Vor langer Zeit 
suchte ich einen Fehler in einem Prüfadapter, der gelegentlich nicht in 
der Lage war, den angeschlossenen Prüfling ordentlich zu versorgen. 
Statt dass jemand mal den Fehler suchte, wurden dadurch Unmengen 
eigentlich einwandfreier Baugruppen dem Elektroschrott zugeführt. Und 
niemand wurde stutzig bzw. sah es als seine Baustelle an, mal die 
Schaltung anzuschauen...

Dort befand sich ein "dicker" Schaltregler hinter einem schwachbrüstigen 
Linearregler. Sobald der Schaltregler anlief, trieb er den Linearregler 
in die Strombegrenzung. Dadurch stieg der Schaltregler selbst auch 
sofort aus. Die Folge waren dann wilde Schwingungen der 
Spannungsreglerkombination, die aber nicht ausreichten, den Prüfling mit 
seiner sehr hohen Eingangskapazität aufzuladen.

Ich selbst wurde auf das Problem auch nur aufmerksam, weil ich selbst 
solch einen Prüfadapter auf dem Tisch hatte, um mein eigenen Zielsystem 
zu versorgen. Meine damaligen Kollegen rieten mir sogar davon ab, ihn zu 
verwenden, weil er nicht ordentlich funktionierte.

von Gerald B. (gerald_b)


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Statt der D300 Schottkydiode könnte man eine 26V Transil Diode gegen 
Masse legen. Bei Verpolung leitet die Diode in Durchlassrichtung und die 
Sicherung  kommt, bei Überspannung leitet die Transil ebenfalls gegen 
Masse ab und die Sicherung kommt, wenn es zu arg wird, bzw. die TVS 
abdampft.
Aber das ist reine Geschmackssache.
Ansonsten sehr gute und aufwändige Siebung. Daumen hoch

von Roland M. (Firma: dieFirma) (rolandmo)


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Andreas S. schrieb:
> Für verschiedene von mir entwickelte und vertriebene Baugruppen setze
> ich die angehängte Beschaltung für eine Kombination aus TSR 1/2 und
> nachfolgenden LDO ein.

Wozu eigentlich zwei Sicherungen? Für den Fall von Verpolung?

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Roland M. schrieb:
> Wozu eigentlich zwei Sicherungen? Für den Fall von Verpolung?

Exakt. Die Baugruppen werden ja innerhalb des Schaltschrankes auch noch 
mit anderen Komponenten verbunden. Bei einer Verpolung würde der Strom 
z.B. über den Masseanschluss der Modbus/EIA485-Leitung oder einen der 
Sensoranschlüsse fließen. Davon bekäme die Sicherung im mit Masse 
verbundenen 24 V-Eingang nichts mit.

Die Sicherungen befinden sich aber nicht in Sicherungshaltern, sondern 
sind direkt eingelötet. Somit ist die Baugruppe zwar reparabel, aber 
nicht für normale Anwender oder Strippenzieher.

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