Aktuell habe ich eine Platine samt uC und vielen weiterem Bauteilen hier,
bei welcher ich kürzlich die 5V Versorgung ändern musste.
Aber im Grunde geht es erstmal um den Step-Down Converter (TPS560430Y).
Prototyp bestückt und durchgetestet. Sehr saubere Ausgangsspannung und scheinbar alles gut. Allerdings ist mir leider erst spät aufgefallen, dass bei externer 5V Versorgung (zum flashen des uC) an dem Abwärtswandler eingangsseitig eine Spannung von 37-38 Volt zu Ground zu messen sind. Dies ist in so fern bedenklich dass noch weitere Bauteile in der 24 Volt Leitung hängen, so auch ein Kondensator der bis 36 Volt ausgelegt ist und auch ein LM324.
Ich habe jetzt im Datenblatt diesbezüglich nichts finden können. Woher stammt dieses Verhalten und was sind die besten Methoden dies zu umgehen?
Für freundliche Antworten wäre ich sehr dankbar.
Viele Grüße
D3 auf zwei Dioden von C20 nach links und rechts aufteilen. Aber wie weit steigt die Rückschlagspannung dann an? Ab 38V wird es ja kritisch. Wird es mit 100k Last am Eingang erträglicher? Wie ist Ubatt max? ZD30+R am Eingang zur Ableitung im Rückspeisefall?
Abwärtswandler eingangsseitig eine Spannung von 37-38 Volt zu Ground zu
messen sind.
Eine Ursache dafür könnte sein, dass die Stromaufnahme stark schwankt und somit durch die parasitären Induktivitäten der Zuleitung und D3 sich immer wieder eine Überspannung an C20 zu messen, aufbaut.
Eine andere Variante ist, dass zyklisch der Wandler im Idle Modus die beiden Mosfet am Ausgang mit kurzen Impulsen bedenkt, d.h. die Bootstrapping-Spannung mit der Hilfe von C13 aufrecht erhält. In dem Falle könnte L1 in Verbindung mit der Bodydiode des internen Mosfets von U1 eine Aufwärtswandler bilden.
Um letzters zu prüfen müsstest Du ein Oszi an Pin 6 von U1 hängen.
dass bei externer 5V Versorgung (zum flashen des uC) an dem
Abwärtswandler eingangsseitig eine Spannung von 37-38 Volt zu Ground zu
messen sind.
Wann (in welchem Augenblick) kannst du diese hohe Spannung messen? Und vor allem: wo genau misst du die? Mit welchem Messmittel? Wo ist bei dieser Messung die Masse und wo ist die Messspitze angeschlossen?
Ich habe mir den Schaltregler nochmal angeschaut: das ist so ein kleines MHz-Biest und dank glücklicher Wahl gleich der mit 2MHz. Da ist das Layout mit das wichtigste Bauteil. Und an den Ein- und Ausgang gehören keine Elkos, sondern möglichst kompakte Kerkos (kurze Zuleitungen = niedrige Impedanz) mit möglichst viel Spannungsfestigkeit (Kapazitätsabnahme wegen anliegender Spannung). Und ganz sicher werden die Bauteile nicht mit Thermals angeschlossen und genausowenig hinterher die Masse einfach so quer drüber geflutet.
Kurz: deine Schaltung und dein Layout verletzt so gut wie jede "du musst" Regel in den Guidelines. Die stört mit Sicherheit ganz gewaltig. Lies das da durch und zeichne die 3 Strompfade mal in dein Layout ein. Du wirst sehen, dass es da schon gar keinen brauchbaren direkten Stromweg über GND vom Eingangs- zum Ausgangkondensator gibt:
Eine andere Variante ist, dass zyklisch der Wandler im Idle Modus die
beiden Mosfet am Ausgang mit kurzen Impulsen bedenkt, d.h. die
Bootstrapping-Spannung mit der Hilfe von C13 aufrecht erhält. In dem
Falle könnte L1 in Verbindung mit der Bodydiode des internen Mosfets von
U1 eine Aufwärtswandler bilden.
Um letzters zu prüfen müsstest Du ein Oszi an Pin 6 von U1 hängen.
Aus meiner Beschreibung kannst Du ableiten, wie das IC in dem Falle rückwärts hochwandelt. Ob der Chip das dauerhaft macht, weiß ich nicht zuverlässig, könnte es messen, wenn ich den Chip mit Schaltung hier hätte.
Ggf. im Datenblatt 8.2 Functional Block Diagram ablesbar.
Es gibt Chips, da kann der Effekt vermieden werden, indem über einen Transistor bei überschreiten der Spannung am Eingang, zum Beispiel 30V, der Chip über den EN-Eingang ausgeschaltet wird.
Allerdings hatte ich auch an den Fall gedacht, dass er noch eine Versorgung an dem Anschluss "+Batt" dran hätte und dann an dem Ausgang mit dem Netzteil die 5V einspeisen könnte, sofern das nicht mechanisch verhindert wird.
Moin
Danke einmal für die größtenteils vernünftigen Antworten hier.
Warum man den Thread hier teilweise mit persönlichen Angriffen gegen andere User fluten muss ist mir nicht ganz klar aber das ist ja zum Glück nur die Minderheit.
Jetzt aber mal zurück zum Thema:
Bin zur Zeit noch auszubildender, das Layout habe ich vor ca. einem halben Jahr erstellt und dass es alles andere als optimal ist ist mir mittlerweile auch bewusst, das wird auch noch verbessert. Danke aber schonmal für die Tipps hierzu.
Übrigens: Bei dem TPS habe ich auch mal die X Variante ausprobiert, welche mit 1.1 MHz taktet. Hier liegt die Spannung am Eingang (gemessen mit dem Multimeter) bei 42 Volt, also noch einmal ein gutes Stück höher.
Mit dem Oszi an SW liegen bei der X Variante 1.1 MHz an, also die volle Taktrate die auch im Normalbetrieb anliegt. Die Spannung lässt sich von jedem beliebigen Massepunkt zu allen Pins des VIN Netzes und auch im 24V Netz hinter dem 78L24A messen.
Wie kommt es eigentlich dass der TPS sich eigenständig aktiviert? eventuell durch die Induktion der Spule? ansonsten kommt EN ja nicht an eine Spannung ran.
Liebe Grüße
Wie kommt es eigentlich dass der TPS sich eigenständig aktiviert?
eventuell durch die Induktion der Spule? ansonsten kommt EN ja nicht an
eine Spannung ran.
Durch die parasitäre Diode des oberen MOSFET der Ausgangsstufe. Siehe auch im Blockschaltbild.
Rechts oben das Symbol für den Mosfet (ohne eingezeichnete Bodydiode).
Wenn Du Spannung am Ausgang anlegst, dann kann kann durch die Induktivität und die Diode auch eine etwas höhere Spannung als die 5V erreicht werden beim transienten Einschaltvorgang, aber nicht über 10V. Daraus kannst Du ableiten, wie hoch der Spannungsteiler nach Hinz seinem Vorschlag mindestens ausfallen sollte.
Hier ein Beispiel, wie Überspannungen beim Ein-Schalten entstehen:
Danke für die schnellen Antworten.
Das mit dem Spannungsteiler werde ich auf jeden Fall ausprobieren, klingt vielversprechend. Die Einschaltspannung liegt laut Datenblatt bei 1.36V, die Ausschaltspannung bei 0.95V. also werde ich mal einen Spannungsteiler von ca 1/10 testen. Das sollte bei der Betriebsspannung von 24 Volt mit Toleranz ganz gut passen.
Ist das eigentlich typisch für solche Abwärtswandler oder ist das hier eher ein seltener Fall wodurch der Wandler auch rückwirkend arbeitet?
Schau ins DB auf S.9.
Du legst 5V an SW an (über L1)
Über die Body Diode des HS Fet wird die auf Vin geführt.
(Nicht eingezeichnet aber bei jedem Fet vorhanden)
D.H. der TPS bekommt nun Vin und läuft los.
Nun wirkt der LS Fet mit L1 als Boost die Body Diode des HS Fet als Auskoppeldiode.
Wenn weder FB noch EN den Wandler ruhigstellen, passiert das.
TPS560430sch.png
(8,2 KB)
TPS560430pcb.png
(37 KB)
