Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Linearregler sterben


von Lieber N. (demjanus)


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Hallo zusammen,

ich habe eine etwas größere Schaltung mit der ich experimentiere, die 
ich komplett schon aufgebaut habe und wo ich das Problem bislang nicht 
hatte.
Ich habe nun die Schaltung in Ihre Bestandteile zerlegt um einzelne 
Gruppen leicher erweitern/tauschen zu können und die einzelnen 
Bestandteile steck ich per Pfostenleiste auf ein Motherboard.

Jetzt habe ich das Problem das ich nur den Part mit den Linearreglern 
für 3,3V und 5V aufgebaut habe und beim Anstecken an VCC (Labornetzteil 
oder USB-Netzteil auf 12V per Triggerplatine am Motherboard, dann 
aufstecken der Reglerplatine) sterben mir die Linearregler.

Ich habe statt des LP2985 auch schon nen MIC5219 probiert, selbes 
Problem.

Es hängt keine Last dran und die Kontaktierung über die Pfostenleiste 
ist wohl so auch etwas mies, da Pfosten nur auf einer Seite. Änder ich 
auch noch.

Aber was kann der Grund sein? Die Kondensatoren sind Kerkos, Schwingen? 
Auf den komplettplatinen sind es aber auch Kerkos.

Wie kann ich der Ursche am Besten auf den Grund gehen und rausfinden was 
da genau passiert? Und wie kann ich den Part generell am Besten 
absichern?

Freilaufdiode von Uout auf Uin vorsehen sinnvoll?
Und/Oder ne LED mit aufs Board damit zumindest ne Mindestlast dran hängt 
und damit so Ausgangsseitig die Spannung abgebaut wird?

Danke für euren input.

: Bearbeitet durch User
von Roland E. (roland0815)


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Geh' doch testweise mal mit 7,5..10V rein und berichte.

von Wolf17 (wolf17)


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https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lp2985.pdf
8.1.4 emfiehlt eine Schottkydione vom Ausgang zum Eingang.
Funktioniert es dann?

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



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Lieber N. schrieb:
> Aber was kann der Grund sein? Die Kondensatoren sind Kerkos, Schwingen?

Beim Einschalten gibt es Transiente auf den Leitungen durch die 
Sprungfunktion. Im Idealfall ohne Dämpfung und linearer Bauteile würde 
daher die Spannung über C2 bis auf das Doppelte steigen. Das wären bei 
Dir 20V. Limit für das Bauteil liegt irgendwo knapp über 16V.
Wenn jedoch mit der Spannung, wie bei Kerkos üblich, die Kapazität 
abnimmt, wird die Spannung sogar höher als das Doppelte der 
Eingangssprungspannung von 10V. Der Kondensator entlädt sich dann 
wieder, aber durch die induktiven Anteile der Zuleitungen entsteht ein 
Unterschwinger an C2 und die Spannung fällt unter 5V aber nicht unter 
0V. Gegen letzters hilft die Diode, wie Wolf vorschlug. Gegen ersteres 
hilft eine Supressor-Diode oder ein Dämpfungswiderstand in der 
Zuleitung.

Die Wirkung einer Dämpfung zeigt die kleine Simulation.
https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjOCmC0DsIAYB0AWAHLMYBsBWAnIQEwq4qwDM8uCIuIKFdMWAUAE4hGxEhq0U0KPrVq5WAZ3Bhe-cLGwjEygGYBDADYTIrAO4N0ICrl5Zex3glYBjA2iUpDFhoiQJ378uApIKFfCS4FES4BDwUEKKsGvKKctyyoq4eXtBgSLAIwUREFNgU6NjcKDDwVgBu0uYmVUpJKLRgSaJI4gDmtc5mRtj2UQAmRkIOhvEg-ZDqAK4aAC6sAPZGINjCtA2EXI1IirTmRovKq8ob8KsCSKZcyhSsgssAYpHJHgiRbu5NEGkgAMJqAAc1NYAJazNQAO2sOnuwieymQb3Abm+EAAkhD+lNrOCoTC+iB4Y1wEifgAlSASEESXHQ1gAC3ALluQA

von Roland E. (roland0815)


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Spinner.

Beitrag #7875881 wurde vom Autor gelöscht.
von Mani W. (e-doc)


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Dieter D. schrieb:
> durch die induktiven Anteile der Zuleitungen entsteht ein
> Unterschwinger an C2 und die Spannung fällt unter 5V aber nicht unter
> 0V.

Wo nimmst Du das her, Euer Merkwürden?

von Hmmm (hmmm)


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Dieter D. schrieb:
> Beim Einschalten gibt es Transiente auf den Leitungen durch die
> Sprungfunktion.

470uH Induktivitätsbelag? Entweder hast Du extrem lange Messleitungen, 
oder Du wolltest krampfhaft Deine blödsinnige These untermauern.

von R. L. (roland123)


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Lieber N. schrieb:
> Freilaufdiode von Uout auf Uin vorsehen sinnvoll?

die sind immer sinnvoll, wenn am Eingang des Spannungsreglers noch 
andere Verbraucher hängen, also wie in deinem Fall weitere 
Spannungsregler.
Beim Abschalten kann dann der Ausgangskondensator rückwärts über den 
Spannungsregler und den anderen Verbraucher entladen werden. Das mögen 
die Regler nicht, deshalb die Diode.
Auch wenn sie dein Problem nicht lösen, sollten sie rein.

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Wahrscheinliches Problem: Fehler im Layout der neuen Platine.

> Wie kann ich der Ursche am Besten auf den Grund gehen und rausfinden
> was da genau passiert?

Defekte ICs auslöten und die Platine durchklingeln.
Ebenso die Belegung der Pfostenleiste auf dem Mainboard prüfen.

> Freilaufdiode von Uout auf Uin vorsehen sinnvoll?

Der Hersteller empfiehlt eine Schottky Diode um die Bedingung dass Vout 
<= Vin + 0,3V sein muss einzuhalten. Da du offensichtlich im laufenden 
Betrieb die Platine an- und absteckst würde ich eine vorsehen.

von Mani W. (e-doc)


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Lieber N. schrieb:
> Jetzt habe ich das Problem das ich nur den Part mit den Linearreglern
> für 3,3V und 5V aufgebaut habe und beim Anstecken an VCC (Labornetzteil
> oder USB-Netzteil auf 12V per Triggerplatine am Motherboard, dann
> aufstecken der Reglerplatine) sterben mir die Linearregler.

Polung ok?

Masse ok?

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Hmmm schrieb:
> 470uH Induktivitätsbelag?

Die Werte wurden so gewaehlt, dass im Falstad.com Simulater nicht 
Optionen geaendert werden muessen, um den Vorgang darzustellen.

Mit ltspice ginge es natuerlich besser, auch mit nH. Da gaebe es auch 
ein Modell fuer den nichtlinearen Kerko.

Bei falstad kann man mit einem Schieberegler gleichzeitig die Kapazitaet 
aendern um das nachzuahmen.

von Peter D. (peda)


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Der Effekt, daß beim Stecken unter Spannung an der 
Zuleitungsinduktivität ein Spannungsimpuls entsteht, ist bekannt. 
Dagegen hilft z.B. eine SMBJ12A oder eben nicht unter Spannung stecken.

von Soul E. (soul_eye)


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R. L. schrieb:
> Beim Abschalten kann dann der Ausgangskondensator rückwärts über den
> Spannungsregler und den anderen Verbraucher entladen werden. Das mögen
> die Regler nicht, deshalb die Diode.

Transistoren vertragen rückwärts meist nur 7 V. Wenn nun beim 7812 am 
Eingang die Spannung zusammenbricht, am Ausgang aber der Elko noch voll 
aufgeladen ist, dann kann der Längstransistor im Regler durchbrechen. 
Daher die Diode, die klemmt die Spannung auf 0,7 V.

Ein 7805 braucht das nicht, denn der hat per definitionem nur 5 V und 
damit weniger als 7 V am Ausgang.


> Auch wenn sie dein Problem nicht lösen, sollten sie rein.

Vor allem weil der TO einen LDO einsetzt. Der hat einen MOSFET und 
keinen NPN-Bipolartransistor...

von A. F. (qq_q)


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Am Ende hängt alles von der konkreten Anwendung ab, aber bevor du viel 
Zeit in dieses Board investierst, rate ich dir zu überprüfen, ob die von 
dir benutzten Spannungsregler im so23-5 Gehäuse ausreichend sind, um den 
benötigten Strom im gezeigten Layout, das keine großen Kühlflächen 
besitzt, zuverlässig bereitzustellen.

Bitte bedenke, dass die Wärme über die Pins abgeführt wird und schaue 
dir das Beispiellayout im Datenblatt an, um ein Gefühl für den 
Kühlflächenbedarf und die Breite der Traces zu erhalten.

Dies ist insbesondere auch deswegen wichtig, da am 3,3V Spannungsregler 
8,7V abfallen, wenn du den wie in deinem Eingangspost beschrieben, mit 
12V versorgst. Da kommt schnell einiges an Wärme zusammen.

: Bearbeitet durch User
von Karl B. (gustav)


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Google mal nach
Troubleshooting_Analog_Circuits.pdf
und scroll durch nach LDOs.
Kapitel 14

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Lieber N. schrieb:
> Aber was kann der Grund sein?

Hab nichts gelesen von "Hab die Platine auf Kurzschluss getestet etc"!?

von Karl B. (gustav)


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Teo D. schrieb:
> Hab nichts gelesen von "Hab die Platine auf Kurzschluss getestet etc"!?
Oder Verdrahtungsfehler
Das Pinout ist wichtig.
Genau nach Type und Datenblatt.
Habe z.B. bei "Negativreglern" anderes Pinout.
Letztens ist mir ein 78H05SC defekt geworden, weil ich versehentlich 
Eingang mit Ausgang verwechselte, ohne die Reversdiode im Versuchsaufbau 
vorgesehen zu haben. Das Teil bleibt einfach tot.
Bei einigen dauert es ein paar Minuten zum Abkühlen nach Überlastung, 
sonst ist Ausgangsspannung heruntergeregelt.
Man denkt dann, Teil ist kaputt, geht aber nach ein paar Minuten wieder.
Der LM338 ging 2 Minuten, war dann plötzlich "tot".
Ursache: Kein richtiger Kontakt zum Kühlkörper. Er überhitzt sich dann.
Deswegen lieber TO-2 Gehäuse-Typen nehmen.
Wenn ich mir die Spannungen im Eingangsthread so ansehe, könnte
mangelnde Kühlung Ursache für Fehlfunktion sein.
Oder es ist überhaupt keine Last angeschlossen.
Ein paar Milliampere müssten schon fließen an Ausgang.
(Der LM317 hat am Ausgang durch die Einstellwiderstände schon einen 
gewissen Querstrom.) Die anderen Regler vielleicht nicht.
Datenblatt gibt Auskunft.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von R. L. (roland123)


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Soul E. schrieb:
> Transistoren vertragen rückwärts meist nur 7 V. Wenn nun beim 7812 am
> Eingang die Spannung zusammenbricht, am Ausgang aber der Elko noch voll
> aufgeladen ist, dann kann der Längstransistor im Regler durchbrechen.
> Daher die Diode, die klemmt die Spannung auf 0,7 V.
>
> Ein 7805 braucht das nicht, denn der hat per definitionem nur 5 V und
> damit weniger als 7 V am Ausgang.

niemand außer dir hat von einem 7805 oder 7812 oder sonst einem 
Spannungsregler mit Bipolartransistor gesprochen.

Soul E. schrieb:
> Vor allem weil der TO einen LDO einsetzt. Der hat einen MOSFET und
> keinen NPN-Bipolartransistor...

Und für genau diesen Spannungsregler empfiehlt der Hersteller aus dem 
von mir genannten Grund dort eine Schottkydiode einzusetzen. Die 
entsprechende Stelle im Datenblatt wurde weiter oben bereits verlinkt.

von Michael B. (laberkopp)


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Peter D. schrieb:
> Der Effekt, daß beim Stecken unter Spannung an der
> Zuleitungsinduktivität ein Spannungsimpuls entsteht, ist bekannt

Gäbe es denn wenigstens eine theoretische Begründung dafür ?

Ein gestecktes Kabel produziert eventuell prellen, doch eine offene 
Leitung lässt keinen Stromfluss mehr zu und der nah am Regler vorhandene 
und nicht mit abgesteckte Eingangskondensator puffert jede 
Leitungsinduktivität besser als 1V ab.

Es gibt keinen von dir herbeigeredeten Effekt.

Soul E. schrieb:
> Transistoren vertragen rückwärts meist nur 7 V. Wenn nun beim 7812 am
> Eingang die Spannung zusammenbricht, am Ausgang aber der Elko noch voll
> aufgeladen ist, dann kann der Längstransistor im Regler durchbrechen.
> Daher die Diode, die klemmt die Spannung auf 0,7 V.
> Ein 7805 braucht das nicht, denn der hat per definitionem nur 5 V und
> damit weniger als 7 V am Ausgang.

Es geht hier weder um 12V noch um 7805.

> Vor allem weil der TO einen LDO einsetzt. Der hat einen MOSFET und
> keinen NPN-Bipolartransistor...

Der MIC5219 verwendet einen Bipolartransistor, der alte LP2985 auch.

Problem: es gibt vom LP2985 einen legacy chip und einen new chip, die 
völlig anders sind unter demselben Namen, der new chip ist CMOS. Neueste 
Idee von TI, völlig anderes Zeug unter demselben Namen zu verkaufen, 
auch LM358.

https://www.ti.com/de/lit/gpn/lp2985

Der new chip verträgt GAR KEINE geringere Spannung am Eingang als am 
Ausgang, der legacy Chip hat rückwärts praktisch isoliert.

Figure 8-1. Example Circuit for Reverse Current Protection Using a 
Schottky Diode

Aber ich zweifle, dass er einen new chip hat, vielleicht hat er sogar 
gefälschte Chips die nur 5.5V aushalten, denn die Ausfälle sind 
unerklärlich.

von Karl B. (gustav)


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Lieber N. schrieb:
> Ich habe nun die Schaltung in Ihre Bestandteile zerlegt um einzelne
> Gruppen leicher erweitern/tauschen zu können und die einzelnen
> Bestandteile steck ich per Pfostenleiste auf ein Motherboard.
>
> Jetzt habe ich das Problem das ich nur den Part mit den Linearreglern
> für 3,3V und 5V aufgebaut habe und beim Anstecken an VCC (Labornetzteil
> oder USB-Netzteil auf 12V per Triggerplatine am Motherboard, dann
> aufstecken der Reglerplatine) sterben mir die Linearregler.

Die Frage stellt sich, wie die Steckvorgänge vonstatten gehen.
Stichwort Kontaktprellen. Oder kurzzeitig keine GND-Verbindung.
Derartige Aufbauten halte ich für nicht empfehlenswert.
Muss denn alles vorher unter Spannung stehen, oder kann nicht die 
Gesamtschaltung zusammenhängend gleichzeitig mit Versorgungsspannung 
versehen werden?
Wenn ausreichend große Kondenatoren am Eingang der LDOs vorgesehen 
wären,
der GND-Anschluss voreilend ist, dann wäre ein "langsames" Hochfahren 
der Spannung an den Eingängen der LDOs besser gewährleistet, so dass die 
nicht in Schwingneigung gehen.

ciao
gustav

von Michael B. (laberkopp)


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Karl B. schrieb:
> ausreichend große Kondenatoren am Eingang der LDOs vorgesehen wären,
> der GND-Anschluss voreilend ist,

Es spielt keinerlei Rolle für einen Stromkreis, ob plus oder Masse 
zuerst verbunden wird, und er hat nur eine Spannungsquelle, nicht 2 oder 
mehr und ausserdem nichts am Ausgang, keine Last.

Wenn die hier Antwortenden wenigstens die allerkleinste Ahnung vom 
elektrischen Stromkreis hätten, aber Nein, hier wird munter gepostet 
ohne überhaupt die Problemstellung gelesen zu haben und ohne jeden 
Sachverstand.

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


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R. L. schrieb:
> Soul E. schrieb:
>> Vor allem weil der TO einen LDO einsetzt. Der hat einen MOSFET und
>> keinen NPN-Bipolartransistor...
>
> Und für genau diesen Spannungsregler empfiehlt der Hersteller aus dem
> von mir genannten Grund dort eine Schottkydiode einzusetzen.

Mit einem MOSFET als Regelelement ergibt so eine Diode erst recht keinen 
Sinn. Denn der MOSFET hat ja bereits eine Diode an genau der Stelle 
(die intrinsische Bodydiode).

Und da das die gleiche Halbleiterstruktur ist, kann die Bodydiode 
mindestens so viel Strom wie der MOSFET selber.

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Statt dem ständigen Gelabere:

https://techweb.rohm.com/product/power-ic/dcdc/18823/

4. When Hot Plugging Possible → Hot Plugging Countermeasure (Input Surge 
Protection)

von Mark S. (voltwide)


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ein fetter Elko anstelle der Transil tuts auch. Damit wird der kritische 
LC-Kreis auf tiefere Resonanz abgestimmt bei weit reduziertem Gütefaktor 
aufgrund des ESRs des Elkos und sonstiger realer Widerstände im Kreis. 
Dementsprechend gering fällt der Überschwinger aus. Standard Elko, 
wohlgemerkt, kein super low-ESR-Typ, dafür ist ja schon der MLCC 
vorhanden. 100uF als Hausnummer.

: Bearbeitet durch User
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