Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Step-Down Converter seltsames Verhalten


von Electronics (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Leute,

ich habe einen Buck-Converter TPS54140ADGQ von TI aufgebaut die 
Eingangsspannung liegt bei 24V DC die Ausgangsspannung ist 7,2V DC.

Der Hintergrund ist ich möchte meinen Canon EOS 550 D Spiegelreflex 
Kamera aus der Schaltung versorgen ohne Akku dazu habe ich folgenden 
Adapter besorgt 
(http://www.ebay.de/itm/AC-Adapter-DC-Coupler-for-Canon-DR-E8-ACK-E8-EOS-550d-Digital-EOS-Rebel-T2i-T3i-/190620088467).


Jetzt habe ich ein seltsames verhalten mit den Step-Down Konverter wenn 
ich die Kamera an die 7,2V des Konverters anschließe geht die Kamera gar 
nicht an. Daraufhin habe ich die Spannung unter Last (Kamera 
angeschloßen) gemessen sie liegt weiterhin bei ca. 7,2 V (bricht also 
nicht zusammen) aber und das ist das komische wenn ich den Strom messe 
dann nimmt sich die Kamera nur ca. 20 mA. Wie kann das sein? Der 
Konverter kann max. 1,5A laut Datenblatt wenn ich einen 
Leistungswiderstand (4 R) als Last nehme gibt der 1,44A raus und die 
Spannung sinkt bis auf 6,9 V bleibt aber stabil.


Die große Frage ist jetzt warum geht meine Kamera mit der 
Stromversorgung von dem Step-Down Konverter nicht an. Außerdem habe ich 
die Kamera mit dem Adapter am Labornetzteil angeschloßen bei 7,2V und 
den Strom gemessen Kamera an ca. 180 mA, Kamera + Display an ca. 500mA 
und der maximal Stromverbrauch liegt für einen kurzen Zeitraum bei ca. 
1.1 A wenn ich mit Blitz fotografiere.


Damit ist denke ich ausgeschloßen das mein Step-Down Konverter zu wenig 
Strom liefert aber woran kann es dann liegen das die Kamera sich nur 
knapp 20mA nimmt und mehr nicht( geht gar nicht an egal was ich für ne 
Einstellung versuche).


Hat es vllt. was mit der Last zu tun aber ich denke das es eine rein 
ohmische Last ist bzw. denke nicht das der Konverter Probleme mit 
kapazitiven oder induktiven Lasten hat oder?



Wäre super wenn einer noch eine Idee hat woran es noch liegen kann bzw. 
was ich noch prüfen / messen sollte, stehe total auf dem Schlauch......

von patsch007 (Gast)


Lesenswert?

Hallo schon mal mit einem Oszi die Ausgangsspannung gemessen ?

Könnte sein, dass diese nicht sauber ist.

von Julian B. (julinho)


Lesenswert?

Vielleicht hilft es:

ein voller Kamera-Akku hat 8,4V, vielleicht probierst Du das mal.

von patsch007 (Gast)


Lesenswert?

Julian Baugatz schrieb:
> Vielleicht hilft es:
>
> ein voller Kamera-Akku hat 8,4V, vielleicht probierst Du das mal.

Aber beim Entladen kommen sie so auf ~3V runter pro Zelle -> ~6V 2 
Zellen.

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

patsch007 schrieb:
> Hallo schon mal mit einem Oszi die Ausgangsspannung gemessen ?
>
> Könnte sein, dass diese nicht sauber ist.

könnte die Brummspannung dafür sorgen das die Kamera deswegen nicht 
angeht ?

Ich hatte mal gemessen gehabt und unter voller Last also ca. Iout 1,44 A 
hatte ich ein Ripple von 60 mv spitze spitze.

Wäre mir neu wenn Brummspannung dafür sorgen kann das ein digitale 
Schaltkreis gar nicht funktioniert. Wobei 60mV Ripple nicht wirklich 
viel sind oder?

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

Julian Baugatz schrieb:
> Vielleicht hilft es:
>
> ein voller Kamera-Akku hat 8,4V, vielleicht probierst Du das mal.

die Spannung ist zweit Rangig denke ich das der akku nominal 7,2 V hat 
aber beim entladen bis auf 5,5 V sinken kann bzw. vollgeladen eine 
Ladeschlussspannung von ca. 8,4V hat.

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Oszi an den Ausgang des Wandlers. Singleshot, Trigger auf Falling Edge 
knapp unter Deinen 7.2V die das Ding im Leerlauf hat.

Schließe dann die Kamera an.

Bricht die Spannung beim Anschließen der Kamera ein? Wie tief?

In der Kamera könnte ein Brownout-Detector drin sein der dauerhaft 
ausschaltet, wenn einmal ein gewisses Level unterschritten wurde.

Die 4,7µ am Eingang scheinen mir für max 1A out nen bischen dünn. Wie 
siehts mit dem ESR bei diesen 4,7µ und den 47µ am Ausgang aus?

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

Gerd E. schrieb:
> Oszi an den Ausgang des Wandlers. Singleshot, Trigger auf Falling
> Edge
> knapp unter Deinen 7.2V die das Ding im Leerlauf hat.
>
> Schließe dann die Kamera an.
>
> Bricht die Spannung beim Anschließen der Kamera ein? Wie tief?

werde ich messe wie kann denn sowas zu Stande kommen ?

>
> In der Kamera könnte ein Brownout-Detector drin sein der dauerhaft
> ausschaltet, wenn einmal ein gewisses Level unterschritten wurde.

Ist eine Möglichkeit aber ich dachte ein Brownout- Detector startet z.B. 
den Controller neu (Reset) und läuft wieder an wenn die Spannung wieder 
passt. Laut meiner Messung mit dem Multimeter ist die Spannung bei 
angeschloßener Kamera bei 7,2V als müsste die Kamera angehen auch wenn 
z.B für 100 us die Spannung zusammengebrochen ist.
>
> Die 4,7µ am Eingang scheinen mir für max 1A out nen bischen dünn. Wie
> siehts mit dem ESR bei diesen 4,7µ und den 47µ am Ausgang aus?

47 µF 0,5 R ESR 'Tantalkondensator
4,7 µF da hab ich keine ESR Angabe ist aber ein Kerko sollte also 
relativ niedriger ESR sein.

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

Was kann ich noch überprüfen? Mir gehen so langsam die Ideen aus.

Wie schon gesagt über das Labornetzteil gespeist geht die Kamera ohne 
Probleme an alles funktioniert. Über den Step-Down Konverter geht die 
Kamera nicht an obwohl den Konverter meiner Meinung nach richtig 
arbeitet z.B. habe ich eine Last von 4R angeschloßen was rein 
rechnerisch einen Strom von 1,8A ergeben würde der konverter gibt aber 
maximal 1,44A raus da er nur bis 1,5A ausgelegt ist die Spannung liegt 
dann bei 6,9V.


Hab ich vllt noch ein Bug in der Schaltung???

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Electronics schrieb:
> wie kann denn sowas zu Stande kommen ?

Na Dein Regler reagiert zu langsam. Entweder weil er nicht gut aufgebaut 
ist (Layout) oder weil er nicht kann, da z.B. die Eingansspannung 
zusammenbricht.

> Ist eine Möglichkeit aber ich dachte ein Brownout- Detector startet z.B.
> den Controller neu (Reset) und läuft wieder an wenn die Spannung wieder
> passt.

Die Kamera ist als batteriebetriebenes Gerät entwickelt. Wenn die 
Batteriespannung so weit sinkt heißt das Batterien am Ende. Dann willst 
Du dauerhaft abschalten um die nicht noch weiter durch Tiefentladung zu 
schädigen.

> Laut meiner Messung mit dem Multimeter ist die Spannung bei
> angeschloßener Kamera bei 7,2V

Vergiss das Multimeter für die Messung der Einschaltimpulsantwort. Das 
geht nur mit dem Oszi.

> 47 µF 0,5 R ESR 'Tantalkondensator

Der Tantal ist da ungeeignet. Nimm lieber nen richtigen Low ESR Elko. 
Sowas hier wäre z.B. sehr gut geeignet:
http://www.reichelt.de/ELKOS-SMD-Lowest-ESR-PXA/PXA-82-16/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=89760&GROUPID=4341&artnr=PXA+82%2F16

> 4,7 µF da hab ich keine ESR Angabe ist aber ein Kerko sollte also
> relativ niedriger ESR sein.

Was für ne Spannungsfestigkeit hat denn dieser Kerko? Die Kapazität von 
Kerkos geht schon deutlich vor der Nennspannung runter. Bei 24V Input 
würde ich also nur 50V Kerkos verwenden, X5R oder X7R. Aber eigentlich 
wäre auch hier nen dickerer Low-ESR Elko angebracht, z.B. sowas:
http://www.reichelt.de/Elkos-radial-105-5000-10000h/RAD-FR-470-35/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=121279&GROUPID=5513&artnr=RAD+FR+470%2F35

Ich vermute Dein Problem kommt daher daß der Eingangskondensator nicht 
genug Energie liefert. Bis über die Induktivität der Zuleitung genug 
Strom fliesst um den ausreichend zu laden hat die Kamera schon längst 
wieder abgeschaltet.

: Bearbeitet durch User
von Electronics (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Gerd E. schrieb:
> Electronics schrieb:
>> wie kann denn sowas zu Stande kommen ?
>
> Na Dein Regler reagiert zu langsam. Entweder weil er nicht gut aufgebaut
> ist (Layout) oder weil er nicht kann, da z.B. die Eingansspannung
> zusammenbricht.

Das Layout ist aus dem Datenblatt übernommen und sollte okay sein.

>
>> Ist eine Möglichkeit aber ich dachte ein Brownout- Detector startet z.B.
>> den Controller neu (Reset) und läuft wieder an wenn die Spannung wieder
>> passt.
>
> Die Kamera ist als batteriebetriebenes Gerät entwickelt. Wenn die
> Batteriespannung so weit sinkt heißt das Batterien am Ende. Dann willst
> Du dauerhaft abschalten um die nicht noch weiter durch Tiefentladung zu
> schädigen.

Okay das habe ich gar nicht bedacht.
>
>> Laut meiner Messung mit dem Multimeter ist die Spannung bei
>> angeschloßener Kamera bei 7,2V
>
> Vergiss das Multimeter für die Messung der Einschaltimpulsantwort. Das
> geht nur mit dem Oszi.

Habe jetzt mit dem Oszi (siehe Anhang)gemessen und du hast recht die 
Spannung sinkt immer wieder bis auf ca. 2.5 V zusammen und steigt dann 
wieder auf 7,2V an.

Da wird mit sicherheit der Brownout der Kamera anspringen.

>
>> 47 µF 0,5 R ESR 'Tantalkondensator
>
> Der Tantal ist da ungeeignet. Nimm lieber nen richtigen Low ESR Elko.
> Sowas hier wäre z.B. sehr gut geeignet:
> http://www.reichelt.de/ELKOS-SMD-Lowest-ESR-PXA/PX...
>
>> 4,7 µF da hab ich keine ESR Angabe ist aber ein Kerko sollte also
>> relativ niedriger ESR sein.
>
> Was für ne Spannungsfestigkeit hat denn dieser Kerko? Die Kapazität von
> Kerkos geht schon deutlich vor der Nennspannung runter. Bei 24V Input
> würde ich also nur 50V Kerkos verwenden, X5R oder X7R. Aber eigentlich
> wäre auch hier nen dickerer Low-ESR Elko angebracht, z.B. sowas:
> http://www.reichelt.de/Elkos-radial-105-5000-10000...


es ist ein Kerko von 50V X5R -> 
http://de.farnell.com/avx/12065d475kat2a/keramikkondensator-4-7uf-50v-x5r/dp/2332884RL
>
> Ich vermute Dein Problem kommt daher daß der Eingangskondensator nicht
> genug Energie liefert. Bis über die Induktivität der Zuleitung genug
> Strom fliesst um den ausreichend zu laden hat die Kamera schon längst
> wieder abgeschaltet.


Wie kann ich dieses Verhalten abstellen?

Einen größeren Eingangskondensator mit low ESR nehmen?

Einen größeren Ausgangskondensator mit low ESR nehmen?


Sollte ich noch irgendwas beachten / Anpassen ?

von tmomas (Gast)


Lesenswert?

Das Problem hatte ich auch mit meiner 400D.
Vermutete Ursache: Leitungs-/Übergangswiderstände.
Die Kamera ist beim Einschalten etwas pingelig und hat wie weiter oben 
beschrieben einen Brownout Detektor. Sinkt die Spannung auch nur 
kurzzeitig unter ein bestimmtes Niveau (<<6,85V, genau hab ich's noch 
nicht ausgemessen), verweigert sie fortan den Dienst und meint "Bitte 
wechseln Sie den Akku".

Im Betrieb ist sie weniger pingelig, insbesondere die beiden großen 
Spitzen bei der Shutter action lassen Sie kalt, siehe meine Messung 
(Spannung bricht dabei auch nur um ca. 50mV ein IIRC).

An anderer Stelle habe ich auch schon Selbstbau-Akku-Adapter gesehen, 
die 2 Elkos zu 470uF integriert hatten (direkt im Akku-Adapter, der in 
der Kamera sitzt, also maximal nah am Verbraucher dran).

Infos zur Stromaufnahme einer 350D: 
http://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=677736

Und hier habe ich mal meine 400D gemessen: 
http://abload.de/img/eos400d_current_drawedchp.png

Die 550D sollte sich ähnlich verhalten.

Mit 7,2V bist du gut bedient. Meine 400D läuft zur Zeit auch in dem 
Bereich (7,15V aus einem 1,50 Euro LM2596 DC/DC Wandler vom Chinamann), 
und das ohne Probleme.

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

tmomas schrieb:
> Das Problem hatte ich auch mit meiner 400D.
> Vermutete Ursache: Leitungs-/Übergangswiderstände.
> Die Kamera ist beim Einschalten etwas pingelig und hat wie weiter oben
> beschrieben einen Brownout Detektor. Sinkt die Spannung auch nur
> kurzzeitig unter ein bestimmtes Niveau (<<6,85V, genau hab ich's noch
> nicht ausgemessen), verweigert sie fortan den Dienst und meint "Bitte
> wechseln Sie den Akku".

Das ist ja mal ne Aussage dann is klar das es der Fehler bei mir ist 
denn wie in der Messung oben (Anhang) zu sehen ist bricht die Spannung 
kurzfristig zusammen. Aber wie kann ich meine Schaltung jetzt so 
optimieren das ich den Spannungseinbruch kompensieren kann?

von Jörg E. (jackfritt)


Lesenswert?

Mach mal ne Grundlast an den Ausgangselko.So ca. 100mA
und dann miss mit dem Oszi wenn die Kamera dranhängt. Haste dann immer 
noch starke Spannungseinbrüche musste den Ausgangselko vergrößern.

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


Lesenswert?

Electronics schrieb:
> Aber wie kann ich meine Schaltung jetzt so optimieren das ich den
> Spannungseinbruch kompensieren kann?
Probier mal einen dicken Elko am Ausgang.

Allerdings ist das Regelverhalten schon übel: ein sehr starker Einbruch, 
langsames Nachregeln, Überschwingen und recht bissige Reaktionen auf 
kleine Lastwechsel.
Wie sieht der zeitgleiche Verlauf der Eingangsspannung aus?

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Electronics schrieb:
>> Aber wie kann ich meine Schaltung jetzt so optimieren das ich den
>> Spannungseinbruch kompensieren kann?
> Probier mal einen dicken Elko am Ausgang.

habe am Ausgang jetzt einen 2200µF elko angeschloßen

der Spannungseinbruch ist jetzt minimal und die Kamera geht an, aber 
wenn ich den Auslöser betätige geht Sie aus. Sprich der Konverter gibt 
zu wenig Strom raus habe mal eine Last (4R) angeschloßen und den Strom 
gemessen es sind nur 300 mA.

>
> Allerdings ist das Regelverhalten schon übel: ein sehr starker Einbruch,
> langsames Nachregeln, Überschwingen und recht bissige Reaktionen auf
> kleine Lastwechsel.
> Wie sieht der zeitgleiche Verlauf der Eingangsspannung aus?


Jetzt ist klar das der kurze Spannungseinbruch der Fehler ist.

Aber welche Cout und Cin Kondensatoren muss ich denn jetzt verwendet 
damit ich fast keinen Spannungseinbruch habe und der Strom ausreicht 
also ca. 1-1.5A.



Die Bauform sollte möglichst in SMD sein.

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


Lesenswert?

Electronics schrieb:
>> Wie sieht der zeitgleiche Verlauf der Eingangsspannung aus?
> Jetzt ist klar das der kurze Spannungseinbruch der Fehler ist.
Das war nicht die Antwort auf meine Frage  :-/

> Sprich der Konverter gibt zu wenig Strom raus habe mal eine Last (4R)
> angeschloßen und den Strom gemessen es sind nur 300 mA.
Das passt irgendwei nicht zu den Aussagen weiter oben: 4 Ohm und 300mA 
gibt gerade mal 1,2V...
Aber Electronics schrieb:
>> Der Konverter kann max. 1,5A laut Datenblatt wenn ich einen
>> Leistungswiderstand (4 R) als Last nehme gibt der 1,44A raus
>> und die Spannung sinkt bis auf 6,9 V bleibt aber stabil.

Electronics schrieb:
> Aber welche Cout und Cin Kondensatoren muss ich denn jetzt verwendet
> damit ich fast keinen Spannungseinbruch habe und der Strom ausreicht
> also ca. 1-1.5A.
Die Kondensatoren sind jetzt nicht mehr dein Problem. Die Schaltung tut 
nicht richtig...

Jetzt wäre es so langsam Zeit für den Schaltplan, das Layout und Bilder 
vom Aufbau (200kB pro Bild reichen).

: Bearbeitet durch Moderator
von Electronics (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Electronics schrieb:
>>> Wie sieht der zeitgleiche Verlauf der Eingangsspannung aus?
>> Jetzt ist klar das der kurze Spannungseinbruch der Fehler ist.
> Das war nicht die Antwort auf meine Frage  :-/

Die ist stabil siehe Anhang Oszi Channel 2 gelb.

>
>> Sprich der Konverter gibt zu wenig Strom raus habe mal eine Last (4R)
>> angeschloßen und den Strom gemessen es sind nur 300 mA.
> Das passt irgendwei nicht zu den Aussagen weiter oben: 4 Ohm und 300mA
> gibt gerade mal 1,2V...
> Aber Electronics schrieb:
>>> Der Konverter kann max. 1,5A laut Datenblatt wenn ich einen
>>> Leistungswiderstand (4 R) als Last nehme gibt der 1,44A raus
>>> und die Spannung sinkt bis auf 6,9 V bleibt aber stabil.
>
> Electronics schrieb:
>> Aber welche Cout und Cin Kondensatoren muss ich denn jetzt verwendet
>> damit ich fast keinen Spannungseinbruch habe und der Strom ausreicht
>> also ca. 1-1.5A.
> Die Kondensatoren sind jetzt nicht mehr dein Problem. Die Schaltung tut
> nicht richtig...

Die Schaltung funktioniert ja soweit nur das die Spannung bei 
Lastwechsel von 0A auf 1.5A für 5-6 µs einbricht und das ist für die 
Kamera zu viel bzw. brownout wird ausgelöst.

>
> Jetzt wäre es so langsam Zeit für den Schaltplan, das Layout und Bilder
> vom Aufbau (200kB pro Bild reichen).

Schaltplan und Layout ist im Anhang.


Wie sieht es jetzt mit den Cin Kondensator und dem Cout Kondensator ich 
habe mal nach den Formeln vom Datenblatt durchgerechnet Cin muss für 
meine Anwendung min 3 uF haben gewählt habe ich 10 µF Kerko X7R 50V beim 
Cout komme ich auf 23.6µF gewählt habe ich Kerko 47µF X7R 10V.


P.S. bei der Messung die im Anhang ist ist Cin Kerko 5µF 50V Cout Elko 
100µF 35V.

von g343q444 (Gast)


Lesenswert?

Schau Dir z.B. mal das Masselayout von D3 an.

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

yo, das layout ist nicht schön. Vor allem die Masse für D3 ist fies. 
Aber auch der C47 würde sich über direktere Masse freuen.

Bitte geh mal auf Lothars Seite und lies Dir das genau durch:

http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

Dann nimm Dein Layout und zeichne die Strompfade ein.

Poste dann ein verbessertes Layout.

Dennoch würde ich den Ausgangskondensator nicht als Tantal ausführen, 
der von mir oben verlinkte Polymerkondesator ist für Schaltregler 
wesentlich besser geeignet. Außerdem längere Lebensdauer und 
friedlicheres Fehlerbild (=geht nicht gleich in Flammen auf).

von g343q444 (Gast)


Lesenswert?

Gerd E. schrieb:
> Vor allem die Masse für D3 ist fies.


Nett ausgedrückt :-)

Da geht der komplette Stromrippel von D3 durch/unter Pin 9 (=GND)
des Reglers durch. Das mag jetzt für Pin 9 nicht gaaaanz so kritisch 
sein,
da Pin 9 ja direkt an die eigentlich Massefläche angebunden ist, aber da
sind noch einige Bauteile (komplette Kompensation und auch die 
Masseanbindung vom Feedback-Spannungsteilers) an dieser "Masse".

Kleine Abhilfe: R48 und R49 layouttechnisch tauschen und R49 dann nach 
unten auf die Massefläche drehen. Auch nicht supergut, aber schon 
besser.

Der Tipp mit dem Einzeichnen der Strompfade ist immer gut. Kannst Du 
aber
auch erst mal im Schaltplan machen. Damit erkennst Du die kritischen 
Pfade.
(Oder sich an die typischen Signalformen/Strom der einzelnen Netze 
orientieren. Ist das selbe in Grün.)

von Electronics (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

g343q444 schrieb:
> Gerd E. schrieb:
>> Vor allem die Masse für D3 ist fies.
>
> Nett ausgedrückt :-)
>
> Da geht der komplette Stromrippel von D3 durch/unter Pin 9 (=GND)
> des Reglers durch. Das mag jetzt für Pin 9 nicht gaaaanz so kritisch
> sein,
> da Pin 9 ja direkt an die eigentlich Massefläche angebunden ist, aber da
> sind noch einige Bauteile (komplette Kompensation und auch die
> Masseanbindung vom Feedback-Spannungsteilers) an dieser "Masse".
>
> Kleine Abhilfe: R48 und R49 layouttechnisch tauschen und R49 dann nach
> unten auf die Massefläche drehen. Auch nicht supergut, aber schon
> besser.
>
> Der Tipp mit dem Einzeichnen der Strompfade ist immer gut. Kannst Du
> aber
> auch erst mal im Schaltplan machen. Damit erkennst Du die kritischen
> Pfade.
> (Oder sich an die typischen Signalformen/Strom der einzelnen Netze
> orientieren. Ist das selbe in Grün.)

g343q444 schrieb:
> Gerd E. schrieb:
>> Vor allem die Masse für D3 ist fies.
>
> Nett ausgedrückt :-)
>
> Da geht der komplette Stromrippel von D3 durch/unter Pin 9 (=GND)
> des Reglers durch. Das mag jetzt für Pin 9 nicht gaaaanz so kritisch
> sein,
> da Pin 9 ja direkt an die eigentlich Massefläche angebunden ist, aber da
> sind noch einige Bauteile (komplette Kompensation und auch die
> Masseanbindung vom Feedback-Spannungsteilers) an dieser "Masse".
>
> Kleine Abhilfe: R48 und R49 layouttechnisch tauschen und R49 dann nach
> unten auf die Massefläche drehen. Auch nicht supergut, aber schon
> besser.
>
> Der Tipp mit dem Einzeichnen der Strompfade ist immer gut. Kannst Du
> aber
> auch erst mal im Schaltplan machen. Damit erkennst Du die kritischen
> Pfade.
> (Oder sich an die typischen Signalformen/Strom der einzelnen Netze
> orientieren. Ist das selbe in Grün.)

so habe mal zwei Varianten erstellt wo bei ich wenn man nur nach den 
Strompfaden geht die Variante 1 bevorzugen würde. Was meint ihr?


Jetzt aber noch mal zurück zum eigentlichen Problem mit dem 
Spannungseinbruch kann es wirklich am Layout liegen?

In Datenblatt ist dieses Verhalten auch beschrieben Seite 36 Abbildung 
52 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps54140a.pdf aber wie man es 
beheben kann steht da nicht wirklich oder?

Wie kriege ich es in Griff ?

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

Gerd E. schrieb:
> yo, das layout ist nicht schön. Vor allem die Masse für D3 ist
> fies.
> Aber auch der C47 würde sich über direktere Masse freuen.
>
> Bitte geh mal auf Lothars Seite und lies Dir das genau durch:
>
> http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layo...
>
> Dann nimm Dein Layout und zeichne die Strompfade ein.
>
> Poste dann ein verbessertes Layout.
>
> Dennoch würde ich den Ausgangskondensator nicht als Tantal ausführen,
> der von mir oben verlinkte Polymerkondesator ist für Schaltregler
> wesentlich besser geeignet. Außerdem längere Lebensdauer und
> friedlicheres Fehlerbild (=geht nicht gleich in Flammen auf).


Wie schon oben geschrieben verwende ich für Cin & Cout nur 
Keramikkondensatoren weil die einen sehr niedrigen ESR  haben.


Wie sieht es jetzt mit den Cin Kondensator und dem Cout Kondensator ich
habe mal nach den Formeln vom Datenblatt durchgerechnet Cin muss für
meine Anwendung min 3 uF haben gewählt habe ich 10 µF Kerko X7R 50V beim
Cout komme ich auf 23.6µF gewählt habe ich Kerko 47µF X7R 10V.

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


Lesenswert?

Electronics schrieb:
> Datenblatt durchgerechnet Cin muss für meine Anwendung min 3 uF haben
> gewählt habe ich 10 µF Kerko X7R 50V beim Cout komme ich auf 23.6µF
> gewählt habe ich Kerko 47µF X7R 10V.
Dir ist bekannt, dass diese hochkapazitiven MLCC eine starke 
Spannungsabhängigkeit der Kapazität haben. Das geht so weit, dass so ein 
MLCC bei der Maximalspannung nur noch 10% seinen Nennwerts (der bei 1V 
gemessen wird) hat. Die Kerkos haben bei den anliegenden Spannungen 
(24V+7V) nicht arg viel mehr Kapazität als nötig. Insbesondere der 
Ausgangskondensator könnte fast schon zu klein sein  :-o

Und es ist schon klar: diese Kapazitäten sind die Werte, die der 
Schaltregler für sich selber braucht. Evtl. braucht aber deine Schaltung 
selber auch noch ein paar Puffer- und Stützkapazitäten. Ich würde auf 
jeden Fall davor und danach noch je einen 100uF Elko vorsehen...

Electronics schrieb:
> Jetzt aber noch mal zurück zum eigentlichen Problem mit dem
> Spannungseinbruch kann es wirklich am Layout liegen?
Eher Nein. Ein schlechtes Layout führt zu einer hohen Störabstrahlung 
und einer verrauschten Ausgangsspannung. Aber hier spinnt vermutlich die 
Regelung...

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Electronics schrieb:
>> Datenblatt durchgerechnet Cin muss für meine Anwendung min 3 uF haben
>> gewählt habe ich 10 µF Kerko X7R 50V beim Cout komme ich auf 23.6µF
>> gewählt habe ich Kerko 47µF X7R 10V.
> Dir ist bekannt, dass diese hochkapazitiven MLCC eine starke
> Spannungsabhängigkeit der Kapazität haben. Das geht so weit, dass so ein
> MLCC bei der Maximalspannung nur noch 10% seinen Nennwerts (der bei 1V
> gemessen wird) hat. Die Kerkos haben bei den anliegenden Spannungen
> (24V+7V) nicht arg viel mehr Kapazität als nötig. Insbesondere der
> Ausgangskondensator könnte fast schon zu klein sein  :-o
>
> Und es ist schon klar: diese Kapazitäten sind die Werte, die der
> Schaltregler für sich selber braucht. Evtl. braucht aber deine Schaltung
> selber auch noch ein paar Puffer- und Stützkapazitäten. Ich würde auf
> jeden Fall davor und danach noch je einen 100uF Elko vorsehen...
>
> Electronics schrieb:
>> Jetzt aber noch mal zurück zum eigentlichen Problem mit dem
>> Spannungseinbruch kann es wirklich am Layout liegen?
> Eher Nein. Ein schlechtes Layout führt zu einer hohen Störabstrahlung
> und einer verrauschten Ausgangsspannung. Aber hier spinnt vermutlich die
> Regelung...

Welche der oben von mir erstellten Varianten vom Layout würdest du 
bevorzugen und warum bzw. was kann man noch verbessern?

Du sagst die Regelung spinnt aber wenn doch die Bauteile richtig 
dimensioniert sind muss Sie doch stabil laufen. Ich kann mir nicht 
vorstellen woran es noch liegen kann das ich einfach die Kamera nicht 
zum laufen bringe bzw.wie ich die Spannungseinbrüche kompensieren kann.

Ich habe auch schon überlegt eventuell die Zeit für den Softstart zu 
verlängern damit die Last nur langsam hochgeregelt wird beim wechsel von 
keine Last zu volle Last.


Bin irgendwie im Moment ratlos was ich noch machen kann?

von Bernd K. (bmk)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Ich würde auf jeden Fall davor und danach noch je einen 100uF Elko
> vorsehen...

Electronics schrieb:
> Bin irgendwie im Moment ratlos was ich noch machen kann?

Bernd meint:
Rat befolgen.

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


Lesenswert?

Electronics schrieb:
> Welche der oben von mir erstellten Varianten vom Layout würdest du
> bevorzugen und warum bzw. was kann man noch verbessern?
Nimm die Variante 1, dreh den C45 um 90° neben die D3 und fahr mit IC1 
und C43 weiter nach rechts. Greif die Feedback-Spannung für R48 am 
Kondensator C47 ab.

von Electronics (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Electronics schrieb:
>> Welche der oben von mir erstellten Varianten vom Layout würdest du
>> bevorzugen und warum bzw. was kann man noch verbessern?
> Nimm die Variante 1, dreh den C45 um 90° neben die D3 und fahr mit IC1
> und C43 weiter nach rechts. Greif die Feedback-Spannung für R48 am
> Kondensator C47 ab.

Danke für die Tipps!!!


Ich habe zum Test leider nur die Platine mit dem nicht optimalen Layout 
im Anhang.


Habe jetzt bei dem Cin einen 10 µF,50V,X5R Kerko und bei dem Cout 
47µF,10V,X7R Kerko eingesetzt und gemessen mit der Kamera als Last(siehe 
Anhang). Der Step-Down versucht immer wieder nachzuregeln bricht aber 
immer wieder zusammen was kann das sein, zudem hört man im Takt ein 
leichtes fiepen der Spule.


Habe dann auch jeweils 100µF Elkos mit low ESR am Eingang und Ausgang 
angeschloßen das Regelverhalten wurde besser aber der Spannungseinbruch 
war immer noch für ca. 750ms bis auf 2.5V zusehen, sodass die Kamera 
wieder nicht anging da der Brownout ausgelöst hat.


Mir scheint als hätte ich einen anderen bock in der Schaltung und es gar 
nicht am Layout oder Cin, Cout liegt. Kann einer vllt nochmal über die 
Schaltung gucken ? Ich weiß nicht mehr weiter.......Danke!

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Ich könnte mir schon vorstellen daß das am Layout liegt: durch die hohe 
Störabstrahlung stört sich der Regler selber. Dadurch kommt er mit der 
Regelung durcheinander.

Schau Dir mal den Feedback-Eingang an: die Leiterbahn zu R48 geht direkt 
von L5 weg, bekommt daher die volle Flanke ab. Der C47 ist viel zu weit 
weg um das irgendwie zu glätten. Außerdem hängt die Masse von R49 mit an 
dem fiesen Massepfad von D3 und schaukelt daher sicher mächtig. Ich 
könnte mir daher gut vorstellen daß der Regler jede Menge Mist an seinem 
Feedback-Eingang bekommt. Und schwuppdiwuppdi ist die Regelung kaputt.

Außerdem (ich wiederhole mich da) würde ich an Ein- und Ausgang nen paar 
ordentliche Low-ESR-Elkos ransetzen, am besten Polymer. Wenn Du etwas 
mehr Kapazität reinbaust als berechnet, ist die Schaltung insg. 
gutmütiger und verzeiht Dir kleinere Fehler. Hast Du ja oben selbst 
schon geschrieben daß es mit nem dicken Elko am Ausgang teilweise besser 
war. Natürlich jetzt nicht mit 10.000µF oder so übertreiben, das kann 
dann wieder die Regelung erschweren.

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

Gerd E. schrieb:
> Ich könnte mir schon vorstellen daß das am Layout liegt: durch die
> hohe
> Störabstrahlung stört sich der Regler selber. Dadurch kommt er mit der
> Regelung durcheinander.
>
> Schau Dir mal den Feedback-Eingang an: die Leiterbahn zu R48 geht direkt
> von L5 weg, bekommt daher die volle Flanke ab. Der C47 ist viel zu weit
> weg um das irgendwie zu glätten. Außerdem hängt die Masse von R49 mit an
> dem fiesen Massepfad von D3 und schaukelt daher sicher mächtig. Ich
> könnte mir daher gut vorstellen daß der Regler jede Menge Mist an seinem
> Feedback-Eingang bekommt. Und schwuppdiwuppdi ist die Regelung kaputt.

Ich habe leider nur die Platine mit dem Layout von oben welche 
Möglichkeiten habe ich das ganze zuretten ? Ich möchte sicherstellen das 
die Schaltung läuft bevor ich alle Tipps in das neue Layout-Design 
integriere und neue Platinen bestelle.

>
> Außerdem (ich wiederhole mich da) würde ich an Ein- und Ausgang nen paar
> ordentliche Low-ESR-Elkos ransetzen, am besten Polymer. Wenn Du etwas
> mehr Kapazität reinbaust als berechnet, ist die Schaltung insg.
> gutmütiger und verzeiht Dir kleinere Fehler. Hast Du ja oben selbst
> schon geschrieben daß es mit nem dicken Elko am Ausgang teilweise besser
> war. Natürlich jetzt nicht mit 10.000µF oder so übertreiben, das kann
> dann wieder die Regelung erschweren.

Habe ja schon zu Test zwecken einen 2200µF am Eingang eingebaut dann 
läuft die Kamera an weil die Spannung fast gar nicht zusammenbricht aber 
beim Auslösen schaltet die Kamera ab entweder weil die Spannung wieder 
einbricht oder der Strom vom Konverter nicht reicht wobei ich das fast 
ausließen kann da die Kamera mit Blitz und etc. als Peak 1.1A nimmt und 
der Regler kann ja bis 1.5 A.

von Jörg E. (jackfritt)


Lesenswert?

Ich würde auch am Asugang 2200µF hinhängen. Scheinbar kriegt das dein 
Layout bzw der Regler nicht hin. Also musst du mit den wirklich dicken 
Elko´s dieses Defizit ausgleichen. Hat dann zwar alles nichts mehr mit 
dem Regler zu tun aber zumindest kannst du damit deine Platine "retten" 
;)
Ich würde es allerdings dann neu machen. Vorher solltest du aber sicher 
stellen das der Regler überhaupt für diese Aufgabe ausgelegt ist.
Ich habe jetz nich in die Datenblätter geschaut. Das is alles nur so ein 
"Bauchgefühl" ;)

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

Jörg Esser schrieb:
> Ich würde auch am Asugang 2200µF hinhängen. Scheinbar kriegt das
> dein
> Layout bzw der Regler nicht hin. Also musst du mit den wirklich dicken
> Elko´s dieses Defizit ausgleichen. Hat dann zwar alles nichts mehr mit
> dem Regler zu tun aber zumindest kannst du damit deine Platine "retten"
> ;)
> Ich würde es allerdings dann neu machen. Vorher solltest du aber sicher
> stellen das der Regler überhaupt für diese Aufgabe ausgelegt ist.
> Ich habe jetz nich in die Datenblätter geschaut. Das is alles nur so ein
> "Bauchgefühl" ;)


erstens kann es ja irgendwie nicht sein das man wirklich Cout 2200µF 
braucht. Auch wenn das Layout schlecht ist soviel Einfluss kann es doch 
nicht geben das der Regler so durcheinander ist (habe den Feedback Pfad 
auch schon mit Draht weit weg von der Spule verlegt kein Effekt).


Außerdem funktioniert die Kamera ja auch mit dem dicken Elko nicht ganz 
weil ich nur das Diplay nutzen kann aber so bald ich in den Video-Modus 
umschalte oder Fotos machen möchte geht die Kamera wieder aus, da die 
Spannung kurz zusammenbricht und der brownout anspringt.

Das komische ist ja das der Step-Down Konverter an sich funktioniert und 
auch unter Last 1.44 A liefert, mein Problem ist das die Spannung beim 
Lastwechsel von 0% Last zu 100% Last für 500-700ms zusammenbricht das 
mag für einen Lastwiderstand egal sein aber für die Kamera eben NICHT da 
sie über den Brownout sofort ausgeschaltet wird.


Die Frage ist jetzt immer noch wie bekomme ich die Spannungseinbrüche 
beim Lastwechsel kompensiert?

Hat wirklich keiner eine Idee?

von Dietrich L. (dietrichl)


Lesenswert?

Ich habe jetzt nicht alles gelesen, aber kann es nicht einfach so sein, 
dass der Regler den Einschaltstrom über die erforderliche Zeit einfach 
nicht liefern kann und ganz normal in die Strombegrenzung geht?

Empfehlung:
Einschaltstromverlauf mit Shunt und Oszi bei einem kräftigen 
Labornetzgerät messen. Diesen erforderlichen Strom muss dann entweder 
der Step-Down-Regler dauernd liefern können und/oder er muss mit einem 
Elko überbrückt werden.
Die Dimensionierung kann dann mit Hilfe der Messdaten erfolgen.

Gruß Dietrich

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


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Electronics schrieb:
> Ich habe leider nur die Platine mit dem Layout von oben
Schluck...  :-o
Darf ich das als abschreckendes Beispiel auf meiner HP verwenden?
> welche Möglichkeiten habe ich das ganze zuretten ?
Probier mal das: verbinde auf der LP oben die Masse vom C47 mit der 
Masse am C43 und der Kathode der D3 mit einem DICKEN KURZEN 
Kupferdraht...

Electronics schrieb:
> zudem hört man im Takt ein leichtes fiepen der Spule.
Der Regler schwingt (kein Wunder bei diesem Aufbau). Denn die 
Schaltfrequenz kannst du nicht hören...

: Bearbeitet durch Moderator
von Electronics (Gast)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Electronics schrieb:
>> Ich habe leider nur die Platine mit dem Layout von oben
> Schluck...  :-o
> Darf ich das als abschreckendes Beispiel auf meiner HP verwenden?
>> welche Möglichkeiten habe ich das ganze zuretten ?
> Probier mal das: verbinde auf der LP oben die Masse vom C47 mit der
> Masse am C43 und der Kathode der D3 mit einem DICKEN KURZEN
> Kupferdraht...

Habe ich gemacht jedoch an die Anode von D3 (Kathode wäre schlecht weil 
das keine Masse ist).

Leider kein Unterschied. Ich denke ds Layout ist nicht das Hauptproblem.


>
> Electronics schrieb:
>> zudem hört man im Takt ein leichtes fiepen der Spule.
> Der Regler schwingt (kein Wunder bei diesem Aufbau). Denn die
> Schaltfrequenz kannst du nicht hören...

man hört jedoch ab und zu ein leichtes piepen wenn die Spannung zusammen 
bricht




Noch irgendwelche Vorschläge?

Wahrscheinlich muss ich mich doch nach einem anderen Regler umschauen 
....... hmmm

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

>> Probier mal das: verbinde auf der LP oben die Masse vom C47 mit der
>> Masse am C43 und der Kathode der D3 mit einem DICKEN KURZEN
>> Kupferdraht...
>
> Habe ich gemacht jedoch an die Anode von D3 (Kathode wäre schlecht weil
> das keine Masse ist).
>
> Leider kein Unterschied. Ich denke ds Layout ist nicht das Hauptproblem.

Probier doch nochmal R49 rauszulöten und stattdessen zwischen dem Pad 
und der Massefläche links davon anzulöten (Lötstopplack wegkratzen). 
Dann ist die Masse für den Feedback besser.

Vielleicht auch noch den R48 vom rechten Pad anheben und direkt nen 
Draht zu + von C47 dran.

Dann ist der Feedback besser angebunden.

Wie sieht das ganze eigentlich aus, wenn Du aus einer Grundlast aus die 
Kamera dranhängst? Also z.B. mit Widerstand 500mA Last dranhängen, dann 
die Kamera dazu.

Ansonsten würde ich mal dem Regler "bei der Arbeit" zuschauen. Also 
natürlich immer der Problemfall von Idle aus Einschalten. Kannst Du 
entweder mit der Kamera machen oder mit Schalter + Lastwiderstand (z.B. 
3 Ohm um einen satten Einschaltimpuls zu bekommen).

Nimm mal gleichzeitig die Ausgangsspannung und den Switch-Out auf. Wie 
viele Zyklen braucht der nach dem Einschalten der Last bis der reagiert? 
Im Datenblatt steht daß er nach 2 Zyklen reagieren sollte und solange 
der Ausgangscap herhalten muss. Das ist doch ein deutlicher Wink den C 
nicht zu klein zu machen...

Lies Dir das Datenblatt vom Regler genau durch um die Funktionsweise zu 
verstehen. Schau mit dem Oszi an den einzelnen Pins ob der Regler 
während dem Einschalten irgendwelchen Unsinn macht, z.B. UVLO, Bootstrap 
leer, Überlastabschaltung etc. Ist natürlich nicht ganz einfach da 
Ursache und Wirkung zu unterscheiden.

Schau auch ob Du das Schwingen des Reglers im Bild festhalten kannst. 
Vielleicht sieht man da was woraus man Rückschlüsse auf die Ursache 
ziehen kann.

Dabei immer auf gute Masseanbindung für die Oszi-Probe achten, keine 
lange Krokoklemmenschleife verwenden, sondern Massefeder direkt an der 
Spitze.

> Wahrscheinlich muss ich mich doch nach einem anderen Regler umschauen
> ....... hmmm

Ich habe mit diesem Modell noch keine Erfahrung gesammelt, aber 
TI-Regler (also ursprüngliches TI, TPS-Präfix) haben eigentlich keinen 
schlechten Ruf. Kann natürlich trotzdem mal ein nicht so gut gelungener 
oder zickiger dabei sein.

Vom Datenblatt her scheint der Regler eigentlich ganz gut zu Deiner 
Anwendung zu passen. Daher weiß ich nicht ob das Wechseln des Reglers 
wirklich die beste Strategie ist. Wenn Du ein neues Layout machst und es 
nochmal probierst lernst Du auf jeden Fall was.

Wenn es ein Einzelstück ist und jetzt einfach nur schnell ans Laufen 
kommen soll, würde ich mich vielleicht nach nem Fertigmodul umschauen.

Wenn es was fertiges für den privaten Bereich, günstig und dennoch gut 
sein soll: die KIM-Module
Beitrag "Re: China SUPER Bauteile-Schnäppchen Thread". In dem Thread gibt 
es etwas drunter auch noch Fotos vom Innenleben und wie man die 
Spannungen durch Widerstandstausch umstellt. Mit diesen Modulen hab ich 
bisher sehr gute Erfahrungen gemacht.

: Bearbeitet durch User
von Electronics (Gast)


Lesenswert?

> Probier doch nochmal R49 rauszulöten und stattdessen zwischen dem Pad
> und der Massefläche links davon anzulöten (Lötstopplack wegkratzen).
> Dann ist die Masse für den Feedback besser.

werde ich versuchen
>
> Vielleicht auch noch den R48 vom rechten Pad anheben und direkt nen
> Draht zu + von C47 dran.
>

das habe ich schon gemacht keine Verbesserung gebracht.
> Dann ist der Feedback besser angebunden.
>
> Wie sieht das ganze eigentlich aus, wenn Du aus einer Grundlast aus die
> Kamera dranhängst? Also z.B. mit Widerstand 500mA Last dranhängen, dann
> die Kamera dazu.

Das habe ich auch schon probiert genau gleiches verhalten. Beim 
anschließen der Kamera sag die Spannung zusammen.
>
> Ansonsten würde ich mal dem Regler "bei der Arbeit" zuschauen. Also
> natürlich immer der Problemfall von Idle aus Einschalten. Kannst Du
> entweder mit der Kamera machen oder mit Schalter + Lastwiderstand (z.B.
> 3 Ohm um einen satten Einschaltimpuls zu bekommen).
>
> Nimm mal gleichzeitig die Ausgangsspannung und den Switch-Out auf. Wie
> viele Zyklen braucht der nach dem Einschalten der Last bis der reagiert?
> Im Datenblatt steht daß er nach 2 Zyklen reagieren sollte und solange
> der Ausgangscap herhalten muss. Das ist doch ein deutlicher Wink den C
> nicht zu klein zu machen...

Wie gesagt mein Cout ist bei 100µF. Da geht nichts. Mache ich einen 
überdeminsionierten 2200µF dran dann geht zumindest die Kamera an aber 
ich kann keine Aufnahmen machen die Kamera schaltet dann ab.  D.h. Bei 
Stromzunahme bricht wieder die Spannung kurz ein und die Kamera schaltet 
ab es ist kein Leistungsproblem weil wenn ich 5R dran hänge bekomme ich 
1.44 A raus.
>
> Lies Dir das Datenblatt vom Regler genau durch um die Funktionsweise zu
> verstehen. Schau mit dem Oszi an den einzelnen Pins ob der Regler
> während dem Einschalten irgendwelchen Unsinn macht, z.B. UVLO, Bootstrap
> leer, Überlastabschaltung etc. Ist natürlich nicht ganz einfach da
> Ursache und Wirkung zu unterscheiden.

Ich habe mir das schon nicht einmal durchgelesen und alle Berechnungen 
durchgeführt. Ich weiß einfach nicht mehr was ich noch messen kann bzw. 
wie ich die Platine noch retten kann...:-(
>

> Wenn es ein Einzelstück ist und jetzt einfach nur schnell ans Laufen
> kommen soll, würde ich mich vielleicht nach nem Fertigmodul umschauen.
>
> Wenn es was fertiges für den privaten Bereich, günstig und dennoch gut
> sein soll: die KIM-Module
> Beitrag "Re: China SUPER Bauteile-Schnäppchen Thread". In dem Thread
> gibt
> es etwas drunter auch noch Fotos vom Innenleben und wie man die
> Spannungen durch Widerstandstausch umstellt. Mit diesen Modulen hab ich
> bisher sehr gute Erfahrungen gemacht.

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Electronics schrieb:
>> Vielleicht auch noch den R48 vom rechten Pad anheben und direkt nen
>> Draht zu + von C47 dran.
>>
>
> das habe ich schon gemacht keine Verbesserung gebracht.

Probier das nochmal zusammen mit der Veränderung von R49.

>> Ansonsten würde ich mal dem Regler "bei der Arbeit" zuschauen. Also
>> natürlich immer der Problemfall von Idle aus Einschalten. Kannst Du
>> entweder mit der Kamera machen oder mit Schalter + Lastwiderstand (z.B.
>> 3 Ohm um einen satten Einschaltimpuls zu bekommen).
>>
>> Nimm mal gleichzeitig die Ausgangsspannung und den Switch-Out auf. Wie
>> viele Zyklen braucht der nach dem Einschalten der Last bis der reagiert?

Das solltest Du noch machen.

> es ist kein Leistungsproblem weil wenn ich 5R dran hänge bekomme ich
> 1.44 A raus.

Hast Du mal mit dem Oszi geschaut was im Einschaltmoment passiert wenn 
Du 5R dranhängst? Hast Du vielleicht 2 Stück 5R? Dann parallel schalten 
um 2,5R zu bekommen, trifft den Einschaltimpuls der Kamera 
(=Kondensatoren laden) vermutlich besser.

>> Schau mit dem Oszi an den einzelnen Pins ob der Regler
>> während dem Einschalten irgendwelchen Unsinn macht, z.B. UVLO, Bootstrap
>> leer, Überlastabschaltung etc. Ist natürlich nicht ganz einfach da
>> Ursache und Wirkung zu unterscheiden.
>
> Ich habe mir das schon nicht einmal durchgelesen und alle Berechnungen
> durchgeführt. Ich weiß einfach nicht mehr was ich noch messen kann bzw.
> wie ich die Platine noch retten kann...:-(

Nicht nur lesen und rechnen, sondern Funktionsweise der einzelnen Pins 
genau verstehen. Dann mit diesem Wissen ans Oszi und die Pins in 
Realität durchmessen. Das Ergebnis mit dem Soll aus der Theorie 
vergleichen.

Dann das TINA nehmen und Deine Schaltung simulieren. Vergleiche das 
Ergebnis mit Deinen Messungen. Wo weicht es ab? Kannst Du die Simulation 
durch Änderungen an den Parametern (z.B. Kapazitäten, ESR, Last-R, 
Leitungsinduktivitäten,...) dazu bringen, sich ähnlich wie die Realität 
zu verhalten?

Leider wird einem die Lösung nicht immer auf dem Silbertablett serviert.

: Bearbeitet durch User
von tmomas (Gast)


Lesenswert?

Wie hast du eigentlich den Adapter an deinen Wandler angeschlossen? 
Geschraubt? Gelötet? Krokoklemmen?

von Electronics (Gast)



Lesenswert?

Gerd E. schrieb:
> Electronics schrieb:
>>> Vielleicht auch noch den R48 vom rechten Pad anheben und direkt nen
>>> Draht zu + von C47 dran.
>>>
>>
>> das habe ich schon gemacht keine Verbesserung gebracht.
>
> Probier das nochmal zusammen mit der Veränderung von R49.

hat leider keine Veränderung gebracht.
>
>>> Ansonsten würde ich mal dem Regler "bei der Arbeit" zuschauen. Also
>>> natürlich immer der Problemfall von Idle aus Einschalten. Kannst Du
>>> entweder mit der Kamera machen oder mit Schalter + Lastwiderstand (z.B.
>>> 3 Ohm um einen satten Einschaltimpuls zu bekommen).
>>>
>>> Nimm mal gleichzeitig die Ausgangsspannung und den Switch-Out auf. Wie
>>> viele Zyklen braucht der nach dem Einschalten der Last bis der reagiert?
>
> Das solltest Du noch machen.
>
>> es ist kein Leistungsproblem weil wenn ich 5R dran hänge bekomme ich
>> 1.44 A raus.
>
> Hast Du mal mit dem Oszi geschaut was im Einschaltmoment passiert wenn
> Du 5R dranhängst? Hast Du vielleicht 2 Stück 5R? Dann parallel schalten
> um 2,5R zu bekommen, trifft den Einschaltimpuls der Kamera
> (=Kondensatoren laden) vermutlich besser.

ja die Spannung bricht immer wieder kurz ein siehe Oszibild.


Worauf deutet das hin?

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

tmomas schrieb:
> Wie hast du eigentlich den Adapter an deinen Wandler
> angeschlossen?
> Geschraubt? Gelötet? Krokoklemmen?

mit einer DC-Stecker der angelötet ist. Wieso?

von tmomas (Gast)


Lesenswert?

...weil meine 400D rumgezickt hat, als ich das Kabel Netzteil->Adapter 
zur Strommessung aufgetrennt und das Multimeter mittels Krokoklemmen 
(und anderen  Verbindungen) in die Leitung reingehangen habe.

Wie weiter oben gesagt: Gerade beim Start ist sie etwas anspruchsvoll / 
zickig. Wäre ja möglich gewesen, daß das zumindest ein Teil deines 
Problems ist. Man hat ja schon Pferde kotzen sehen... ;-)

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

tmomas schrieb:
> ...weil meine 400D rumgezickt hat, als ich das Kabel
> Netzteil->Adapter
> zur Strommessung aufgetrennt und das Multimeter mittels Krokoklemmen
> (und anderen  Verbindungen) in die Leitung reingehangen habe.
>
> Wie weiter oben gesagt: Gerade beim Start ist sie etwas anspruchsvoll /
> zickig. Wäre ja möglich gewesen, daß das zumindest ein Teil deines
> Problems ist. Man hat ja schon Pferde kotzen sehen... ;-)

Nee so einfach ist es leider nicht.


Vielleicht hat einer ne Idee woran es liegen kann das der Konverter 
immer wieder kurze Spannungseinbrüche aufweist unter Last (siehe Oszi 
Bilder weiter oben)

von esrg43qz (Gast)


Lesenswert?

Ja. Du könntest Mal in dem von Dir beschriebenen Lastfall folgende
Punkte parallel messen:

-> Pin PH
-> V_in an C43
-> V_out an C47
-> Pin COMP.

Damit dürfte Dein Oszilloskop jetzt spätestens belegt sein.
Sonst könnte man noch den Spulenstrom mittels Stromzange
mitloggen.

Was für eine Drossel verwendest Du? Bitte die vollständige 
Hersteller-Produktbezeichnung.
Gerade in Deinem Fall wäre es extrem hilfreich, wenn die 
Hersteller-Produktbezeichnungen alle im Schaltplan auftauchen
(Was soll man z.B. mit der Angabe "47u" anfangen?)!

Es gibt hier alleine im Schaltplan schon einiges zu optimieren.

Da man aber mit genau so einem vermurksten Layout fast gar nicht
mehr arbeiten kann, müsste man zuerst ein (halbwegs) ordentliches
Layout erstellen. Da ist halt Lehrgeld zu zahlen. Das nächste
Schaltregler-Projekt wird erfolgreicher :-)

Hinweis: Der von Dir gewählte Schaltregler bzw. diese ganze Familie
von TI ist aus meiner Erfahrung sehr hochwertig. Da hast Du keinen
Fehler bei der Auswahl gemacht. Sollte der Regler im Nachhinein
doch zu klein gewählt worden sein, gäbe es noch den größeren TPS54240.
Oder gleich auf den Nachfolger TPS57xxx setzen.

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

esrg43qz schrieb:
> Ja. Du könntest Mal in dem von Dir beschriebenen Lastfall folgende
> Punkte parallel messen:
>
> -> Pin PH
> -> V_in an C43
> -> V_out an C47
> -> Pin COMP.

werde ich morgen messen.

> Damit dürfte Dein Oszilloskop jetzt spätestens belegt sein.
> Sonst könnte man noch den Spulenstrom mittels Stromzange
> mitloggen.
>
> Was für eine Drossel verwendest Du? Bitte die vollständige
> Hersteller-Produktbezeichnung.
> Gerade in Deinem Fall wäre es extrem hilfreich, wenn die
> Hersteller-Produktbezeichnungen alle im Schaltplan auftauchen
> (Was soll man z.B. mit der Angabe "47u" anfangen?)!

Hier sind alle Bauteile die ich verwende jeweils mit 
Farnell-Bestellnummern:

IC1: 2144280 (ersetzt durch 1823858)
L5:2289075
C45: 1759016
Cin C43: 2320811
Cout C47: 1672562

C3: 2211165
Scheiße habe gerade bei abgleichen der Bestellnummern festgestellt das 
es keine 6,8pF sind sondern 6,8µF.


Kann es das Problem sein?



C46: 1865485
C44: 1833876



R2: 1527693
R1: 1527565
R3: 1627811
R4: 1627811
R48: 2116882
R49: 1527581

D3: 1843669


>
> Es gibt hier alleine im Schaltplan schon einiges zu optimieren.

Was genau meinst du? Habe ich irgendwo einen Schaltplan Bug???
>
> Da man aber mit genau so einem vermurksten Layout fast gar nicht
> mehr arbeiten kann, müsste man zuerst ein (halbwegs) ordentliches
> Layout erstellen. Da ist halt Lehrgeld zu zahlen. Das nächste
> Schaltregler-Projekt wird erfolgreicher :-)

ja ich gebe ja zu, dass das Layout schlecht ist aber es kann doch nicht 
sein das der Step-Down Regler vollkommen dadurch versagt.

Was kann ich noch tun um das aktuelle Layout zu retten ohne gleich eine 
neue Platine bestellen zu müssen?
>
> Hinweis: Der von Dir gewählte Schaltregler bzw. diese ganze Familie
> von TI ist aus meiner Erfahrung sehr hochwertig. Da hast Du keinen
> Fehler bei der Auswahl gemacht.

Das habe ich mir bei der Auswahl auch gedacht und bin jetzt total 
enttäuscht das der so rumzickt. Jeder billige MC34063 läuft auf einem 
noch so schlechten Layout ohne Probleme.

 Sollte der Regler im Nachhinein
> doch zu klein gewählt worden sein, gäbe es noch den größeren TPS54240.

Den habe ich mir extra auch betellt da ich aus Verzweifelung schon 
gedacht habe das der TPS54140A doch zu wenig Strom liefert.


Der aktuelle Stand ist wenn ich den großen Bruder TPS54240 in meine 
Schaltung ( die genau so wie oben aufgebaut ist bis auf Cin 100µF Elko 
und Cout 2200µF einsetze) dann geht die Kamera an und sogar Video (mit 
dem TPS54140A Baustein ging die Kamera sofort aus im Video Modus was 
sehr komisch ist weil die Kamera ganz bestimmt nicht 1.5 A für die 
Videofunktion braucht?!) fumktioniert aber wenn ich ein Foto machen will 
geht die Kamera wieder aus und zeigt über die rote Status LED an das der 
Akku leer ist.

Irgendwas passt einfach nicht mit dem Baustein.

> Oder gleich auf den Nachfolger TPS57xxx setzen.

von Ingo W. (Gast)


Lesenswert?

> C3: 2211165
> Scheiße habe gerade bei abgleichen der Bestellnummern festgestellt das
> es keine 6,8pF sind sondern 6,8µF.

könnte es gewesen sein.
Dann braucht der Regler natürlich Länger, um sich auf die höhere Last 
einzustellen.

Edit: Zitatmarkierungen gesetzt

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

Ingo Wendler schrieb:
>> C3: 2211165
>> Scheiße habe gerade bei abgleichen der Bestellnummern festgestellt das
>> es keine 6,8pF sind sondern 6,8µF.
>
> könnte es gewesen sein.
> Dann braucht der Regler natürlich Länger, um sich auf die höhere Last
> einzustellen.
>
> Edit: Zitatmarkierungen gesetzt



wofür ist diese Kondensator bzw. was macht die höhere Kapazität mit dem 
Regler?


Wofür ist der Pin 8 Kompensation gedacht?

von Dietrich L. (dietrichl)


Lesenswert?

Electronics schrieb:
> wofür ist diese Kondensator bzw. was macht die höhere Kapazität mit dem
> Regler?

Der Kondensator soll den Regelkreis stabilisieren, damit er nicht 
schwingt. Er reduziert die Verstärkung bei hohen Frequenzen. Er soll so 
groß wie nötig (Stabilität!) und so klein wie möglich ( Reaktionszeit!) 
sein.
Ein zu großer Kondensator verlangsamt die Regelung, was Dein Verhalten 
erklären kann. 6 Zehnerpotenzen mehr ist schon sehr viel!

Gruß Dietrich

von ... (Gast)


Lesenswert?

Electronics schrieb:
> Jeder billige MC34063 läuft auf einem
> noch so schlechten Layout ohne Probleme.

Ein Porsche-Motor und ein Enten-Chassis passt auch nicht zusammen.

von noreply (Gast)


Lesenswert?

Electronics schrieb:
> Jeder billige MC34063 läuft auf einem
> noch so schlechten Layout ohne Probleme.

Dann würde ich den auch nehmen. Oder mal durcharbeiten, was man den 
armen Regler angetan hat, wenn denn wirklich der Wert des Kondensators 
in der Kompensation so daneben lag. It´s not a bug, it´s a feature.

von esrg43qz (Gast)


Lesenswert?

Electronics schrieb:
> C3: 2211165
> Scheiße habe gerade bei abgleichen der Bestellnummern festgestellt das
> es keine 6,8pF sind sondern 6,8µF.


Glückwunsch. Sie werden den Fehler mit höchster Wahrscheinlichkeit 
gefunden
haben.

Kein Wunder, dass der Regler in diesem Schneckentempo reagiert.

Die ganze Schaltung sieht so aus, als wenn die Dimensionierung aus 
irgendeiner Simulation gepurzelt wäre (z.B. die von TI).

Tausche mal den 6u8 gegen den 6p8 und miss noch mal den 
Spannungseinbruch
beim Last-Peak. Zeige den mal hier im Forum. Würde mich interessieren.
Andersrum: Wie bekommt man auf dem Pad eines 6p8-Kerkos (0603 oder 
kleiner?) einen 6u8-Kerko (1210?) verbaut?

Man kann sich hier auch immer den Mund fusselig reden und stößt auf
Ungläubigkeit: Es beghinnt mit einem sauberen Schaltplan und der 
eindeutigen Definition aller Bauteile.

Die von Dir gewählte Drossel scheint gut für diese Applikation geeignet 
zu sein. Das ist schon mal viel wert.

von esrg43qz (Gast)


Lesenswert?

noreply schrieb:
> Dann würde ich den auch nehmen. Oder mal durcharbeiten, was man den
> armen Regler angetan hat, wenn denn wirklich der Wert des Kondensators
> in der Kompensation so daneben lag. It´s not a bug, it´s a feature.


Ja, das IC, was man einsetzt, sollte man schon verstehen...

Entweder erstes Schaltnetzteil oder erster Schaltregler mit externer
Kompensation.

Das MC-Gedönse brauchen wir mal gar nicht mit dem TPS54xxx vergleichen.

von Electronics (Gast)


Lesenswert?

So es war wirklich der Fehler. Jetzt ist die Platine gerettet danke noch 
mal an alle die mir Tipps gegeben haben.


P.S.

die einfachsten Fehler sind die schwersten.

von Roland .. (rowland)


Lesenswert?

esrg43qz schrieb:
> Wie bekommt man auf dem Pad eines 6p8-Kerkos (0603 oder
> kleiner?) einen 6u8-Kerko (1210?) verbaut?

6,8µF oder 10µF in 0603 hat es schon vor 10 Jahren gegeben.

von esrg43qz (Gast)


Lesenswert?

Electronics schrieb:
> So es war wirklich der Fehler. Jetzt ist die Platine gerettet danke noch
> mal an alle die mir Tipps gegeben haben.
>
> P.S.
>
> die einfachsten Fehler sind die schwersten.


Bitte nicht auf dem Stand ausruhen und nächstes Mal einen vernünftigen
Schaltplan, Dimensionierung der Bauteile und Layout entwickeln.

Alle drei Punkte sind nicht mit mehr als "glücklich gelaufen" zu 
beurteilen.

Sei froh...

SO würde ich Dich nie wieder an eine Schaltnetzteilentwicklung setzen!

von esrg43qz (Gast)


Lesenswert?

Mag sein, 6,3V, 0603, 10u, aber leider nur X5R.

Da wir die nicht einsetzen dürfen, hatte ich die aus dem Fokus
verloren.

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


Lesenswert?

esrg43qz schrieb:
> Da wir die nicht einsetzen dürfen
Warum nicht?
Man kann diese hochkapazitiven Keramiken durchaus sinnvoll verwenden, 
nur muss man eben wissen, worauf man sich einlässt...

von esrg43qz (Gast)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Warum nicht?


Wegen des eingeschränkte(re)n Temperaturbereiches (X5R nur bis +85°C 
einsetzbar).

Zusätzlich ist es eine Forderung der Kunden (nur X7 oder höher).

von Jörg E. (jackfritt)


Lesenswert?

Prima das du das Problem gelöst hast und vorallen Rückmeldung gegeben 
hast. Damit haben
Leute mit gleichem Fehler eine Anlaufstelle. Gibs hier leider nicht so 
oft.

von esrg43qz (Gast)


Lesenswert?

Jörg Esser schrieb:
> Leute mit gleichem Fehler

Wohl kaum. Ein halbwegs richtig dimensioniertes Bauteil im Schaltplan, 
aber dann ein falsches bestellen und bestücken. Kommt das so oft vor?
Ein sehr seltener Fall.

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

esrg43qz schrieb:
> Wohl kaum. Ein halbwegs richtig dimensioniertes Bauteil im Schaltplan,
> aber dann ein falsches bestellen und bestücken. Kommt das so oft vor?
> Ein sehr seltener Fall.

Mir ist sowas ähnliches auch schon passiert: Bauteilpositionen 
vertauscht. Kekos haben keinen Aufdruck, das erkennst Du nicht durch 
Sichtkontrolle.

Daher oben auch mein Hinweis mit dem Oszi an jedem Pin zu messen und 
ermitteln wo die Messwerte von Theorie/Simulation abweichen.

von Roland .. (rowland)


Lesenswert?

Gerd E. schrieb:
> Kekos haben keinen Aufdruck, das erkennst Du nicht durch
> Sichtkontrolle.

Unter umständen schon. Je nach Hersteller haben hochkapazitive 
Kondensatoren eine andere Farbe (dunkler) als welche mit kleiner 
Kapazität. Klar, ob 100nF oder 220nF wird man nicht unterscheiden 
können, aber ob ein paar pF oder ein paar µF sollte möglich sein. Auch 
die Bauhöhe des Bauteils kann bei diesem Kapazitätsunterschied von 6 
Zehnerpotenzen durchaus als optisches Unterscheidungskriterium 
herangezogen werden.

: Bearbeitet durch User
von esrg43qz (Gast)


Lesenswert?

Electronics schrieb:
> So es war wirklich der Fehler. Jetzt ist die Platine gerettet danke noch
> mal an alle die mir Tipps gegeben haben.
>
> P.S.
>
> die einfachsten Fehler sind die schwersten.


Also soweit zufrieden oder noch Energie für die zweite Runde?

:-)

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.