Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wozu dieser Widerstand?


von Jakob (Gast)


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Hallo zusammen,

ich möchte einen TPS54202DDCR Schaltregler verwenden, um aus 24V eine 
12V Spannungsquelle für meine 3-Pin Lüfter zu erzeugen. Ich habe ins 
Datenblatt geschaut und einen 49,9R Widerstand am 
Ausgangsspannungsteiler gesehen. Welchen Sinn hat dieser eigentlich? 
könnte ich den auch nicht weglassen?

MfG

von Schaltlegler (Gast)


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Jakob schrieb:
> könnte ich den auch nicht weglassen?

Doch, kannst du. Spart ein oaar cent

von M.A. S. (mse2)


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Jakob schrieb:
> Welchen Sinn hat dieser eigentlich?
C6 (75pF) beschleunigt die Reaktion des Reglers auf schnelle Änderungen 
der Ausgangsspannung. R1 wird wohl dafür sorgen, dass dieser Durchgriff 
ein wenig begrenzt wird.
Was das genau im Einzelnen bedeutet steht entweder im Datenblatt 
(meistens nicht) oder man probiert es einfach aus.


Jakob schrieb:
> könnte ich den auch nicht weglassen?
Können kann man es sicher, welche Auswirkungen es hat: s.o.
Sicher könnte man auch C6 weglassen. Ich würde beide Bauteile setzten, 
wenn ich nicht den Aufwand treiben wollte, auszuprobieren, was wäre 
wenn...

von Dietrich L. (dietrichl)


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Jakob schrieb:
> Welchen Sinn hat dieser eigentlich?

Schau ins Datenblatt http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps54202.pdf unter 
8.2.3.3:
"The 49.9-Ω resistor, R1, is provided as a convenient location to break 
the control loop for stability testing."

von Harald (Gast)


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Kann ich bestätigen, geht auch ohne den 50Ohm ohne Probleme. Der 75pF 
kann auch ruhig ein 100pF (vielleicht etwas näher am Standardwert) sein.

von Harald (Gast)


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Für einen Lüfter eh wurscht

von Marek N. (Gast)


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Er begrenzt den Strom aus dem FB-Pin, wenn der Ausgang kurzgeschlossen 
wird.

von Wolfgang (Gast)


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Marek N. schrieb:
> Er begrenzt den Strom aus dem FB-Pin, wenn der Ausgang kurzgeschlossen
> wird.

Der FB-Pin ist ein Eingang. Warum und wie sollte da ein 
begrenzungswürdiger Strom raus kommen.

von Marek N. (Gast)


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Lesen bitte:

Marek N. schrieb:
> wenn der Ausgang kurzgeschlossen
> wird.

von A. S. (Gast)


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Scheint wohl Usus da zu sein, vor allem mit dem magischen Wert. Hatten 
hier vor kurzem 2 solche direkt vor einem Digitaleingang.

von Jürgen von der Müllkippe (Gast)


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Man will wohl mit 49,9R möglichst nahe an die 50R Technologie rankommen. 
47R, 100pF und 12R funktionieren genauso gut.

von Wolfgang (Gast)


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Marek N. schrieb:
> Lesen bitte:

Ein Kurzschluss am Ausgäng ändert nichts daran, dass der FB-Eingang 
nicht gewillst ist, einen Strom zu liefern, den man durch einen 49.9Ω 
Widerstand irgendwie beeindrucken kann.

von W.S. (Gast)


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Jakob schrieb:
> Welchen Sinn hat dieser eigentlich?

Laß dich nicht beirren. So ein Widerstand ist nötig, um einen passenden 
Frequenzgang in der Regelschleife zu erzielen. Aber die Erfinder solcher 
Schaltungen nehmen oftmals keinerlei Rücksicht auf die üblichen E-Werte. 
Also ein popliger 47 Ohm an dieser Stelle tut es genau so gut.

Ein ähnliches gilt für R2 und R3 mit 100k und 13.3k. Da hat ein 
Schlaumeier zuerst den 100k hingemalt, dann seinen Taschenrechner 
genommen und sich bei den herauskommenden 13.3k einfach nichts gedacht.

Ob R2 nun 47k oder 100k groß ist, ist der Schaltung herzlich egal. Aber 
in diesem Bereich für R2 finden sich weitaus eher passende Kombinationen 
für R2 und R3 aus der E12, als daß man ausgerechnet einen 13.3k besorgen 
muß.

W.S.

von Heinz (Gast)


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Was hast Du gegen 13.3k - ganz normale E48 Reihe...

W.S. schrieb:
> Laß dich nicht beirren. So ein Widerstand ist nötig, um einen passenden
> Frequenzgang in der Regelschleife zu erzielen.

Dietrich L. schrieb:
> Schau ins Datenblatt http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps54202.pdf unter
> 8.2.3.3:
> "The 49.9-Ω resistor, R1, is provided as a convenient location to break
> the control loop for stability testing."

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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W.S. hat selbst dann keine Ahnung aber will mitreden wenn die aus dem 
Datenblatt zitierte Antwort schon im Thread steht.
Dieser Typ wird ja immer besser!

Ansonsten habe ich vor langen mal ein Feedbackrechner für 
Spannungsregler gehackt:
http://www.fritzler-avr.de/HP/onlinerechner/vref_feedback/vref_feedback.htm

von Heinz (Gast)


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Den gibt es übrigens bei LCSC.COM für 20 Cent. Selber da schon bestellt, 
einwandfrei. Darüber hinaus kann ich über den TPS54202 auch sonst nur 
Positives berichten. Die angegebenen 2A würde ich angesichts des RDSon 
nicht rausfordern wollen.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Heinz schrieb:
> Die angegebenen 2A würde ich angesichts des RDSon
> nicht rausfordern wollen.

Im DB stehen doch eh nurnoch die Marketingwerte.
Aber bei TI gibts ja einen Onlinerechner bei dem auch die 
UMgebungstemperatur angegeben werden kann.
Da weden dann realistische Werte ausgespuckt.
Rechts das Fenster: http://www.ti.com/product/TPS54202/toolssoftware

: Bearbeitet durch User
von Heinz (Gast)


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Das war auch mehr so als Warnung zu verstehen, falls da jemand auf die 
Idee kommen sollte. Es gibt ja durchaus Wandler in thermisch besseren 
Gehäusen, die die Wärme auch loswerden und dann auch recht nahe an Ihre 
Datenblatt-Angaben herankommen.
Das Tool anzuwenden und die Ergebnisse zu respektieren ist natürlich die 
beste Option!

von M.A. S. (mse2)


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Dietrich L. schrieb:
> Jakob schrieb:
>> Welchen Sinn hat dieser eigentlich?
>
> Schau ins Datenblatt http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps54202.pdf unter
> 8.2.3.3:
> "The 49.9-Ω resistor, R1, is provided as a convenient location to break
> the control loop for stability testing."

Um noch einmal auf die Ausgangsfrage zurückzukommen und es stört mich 
auch kein bisschen, wenn Ihr mich für blöd haltet, aber:
mir ist der Sinn dieses Widerstandes immer noch nicht klar.
"zum Öffnen der Rückkopplung" (durch Auslöten dieses Bauteils also?). 
Fein. Und warum dann gerade 50 Ohm (49,9 ist klar <= E96, da gibt's 
keine glatten 50)?
Warum nicht eine 0R-Brücke?

von Heinz (Gast)


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Wer hat dich wo für blöd gehalten? 50 Ohm dürfte aus Gründen der 
Impedanzanpassung für Messequipment gewählt worden sein.

von Teo D. (teoderix)


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M.A. S. schrieb:
> Um noch einmal auf die Ausgangsfrage zurückzukommen

Jakob schrieb:
> Ich habe ins
> Datenblatt geschaut und einen 49,9R Widerstand am
> Ausgangsspannungsteiler gesehen. Welchen Sinn hat dieser eigentlich?
> könnte ich den auch nicht weglassen?

Ist für Tests. Strebst du keine Serienfertigung an, ist 
Gewährleistung/Garantie kein Risiko-Kostenfaktor für dich, kann er dir 
gelinde gesagt am Anus vorbei gehen.
Siehe 10. Layout.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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W.S. schrieb:
> Aber die Erfinder solcher Schaltungen nehmen oftmals keinerlei Rücksicht
> auf die üblichen E-Werte.

49,9 Ω ist ein E-Reihen-Wert.

von Soul E. (Gast)


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M.A. S. schrieb:

> Um noch einmal auf die Ausgangsfrage zurückzukommen und es stört mich
> auch kein bisschen, wenn Ihr mich für blöd haltet, aber:
> mir ist der Sinn dieses Widerstandes immer noch nicht klar.

Die Bauteile am Feedback-Pin bestimmen nicht nur die statische 
Übertragungsfunktion ("wieviel Volt hinten rauskommt"), sondern auch das 
dynamische Verhalten des Reglers. Der soll so ausgelegt sein, dass er 
bei einem Lastsprung weder zu langsam auf die Nennspannung 
zurückkriecht, noch in wilde Schwingungen ausbricht. Optimal ist ein 
kleiner Überschwinger ohne weitere Oszillationen.

Um das Regelverhalten einzustellen muss man die Übertragungfunktion der 
Feedback-Schleife aufnehmen. Dazu verwendet man einen Network Analyzer, 
der ein NF-Signal generieren und gleichzeitig auf zwei Kanälen den 
Signalverlauf zurücklesen kann. In der Praxis ist das entweder eine 
teure Maschine von Agilent oder Bruel&Kjaer, oder ein PC mit Soundkarte.

Das Ausgangssignal des Network Analyzers wird über einen 
Impulsübertrager symmetriert und auf den 50 Ohm-Widerstand in der 
Feedback-Schleife gegeben. So addiert sich die eingespeiste Spannung zu 
der die vom Spannungsteiler kommt. Gemessen wird dann an beiden Enden 
des Widerstandes jeweils gegen Masse. Der Analyzer fährt nun den 
Frequenzbereich von kurz über Gleichstrom bis ca 200 kHz durch und nimmt 
dazu die Messwerte auf. Dividiert man das ausgangsseitige Signal durch 
das IC-seitige und zeichnet das Ergebnis mit logarithmischen Achsen auf, 
dann ergibt sich ein "Bode-Plot", der den Frequenzgang des Reglers 
zeigt.


Diese Auslegung macht man üblicherweise einmal während der Entwicklung 
des Schaltreglers, und danach nochmal wenn der Einkauf einen billigeren 
Lieferanten für die Elkos und die Spule gefunden hat. Der 50 
Ohm-Widerstand und die beiden Testpunkte müssen daher nicht unbedingt im 
Layout vorhanden sein, man kann auch für die Messung eine Seite des 
Spannungsteilers hochnehmen und den Shunt dort provisorisch reinlöten. 
Die Evalboards der Halbleiterhersteller haben den aber eigentlich immer 
drauf, so dass man ohne Umbau messen kann.

von Sebastian S. (amateur)


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Für mich ist das eine typische Schaltung, wie sie nur ein "Sesselpupser" 
ausscheiden kann.

Ich glaube zwar, dass der Widerstand gebraucht wird, aber irgendwas mit 
0,1 Ohm Genauigkeit erscheint mir doch ein wenig lächerlich.

Eine Spule (L1) deren Serienwiderstandsangabe bestenfalls als höflich 
angesehen werden kann, zwei Kondensatoren mit riesigen (normalerweise) 
Toleranzen und dann ein "Reihenwiderstand mit sehr geringer Toleranz...

Klar R1+R2 bilden zusammen mit R3 einen Spannungsteiler, mit dem 
eventuell die Ausgangsspannung festgelegt wird...

Zwecks Vermeidung irgendwelcher Rückkopplungen würde ich also einen 
Widerstand, in Reihe zu dem Kondensator verwenden, aber auf keinen Fall 
einen hochpräzisen.

Obwohl wahrscheinlich die Simulation in der 8 Stelle zappelt.

von M.A. S. (mse2)


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soul e. schrieb:
> Um das Regelverhalten einzustellen muss man die Übertragungfunktion der
> Feedback-Schleife aufnehmen. Dazu verwendet man einen Network Analyzer,

Ich danke Dir vielmals für Deine ausführliche, verständliche und 
fundierte Antwort, jetzt macht das auch für mich Sinn.
:)

von HildeK (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Ich glaube zwar, dass der Widerstand gebraucht wird, aber irgendwas mit
> 0,1 Ohm Genauigkeit erscheint mir doch ein wenig lächerlich.

Du hättest in der Viertelstunde ruhig den Artikel von soul e. (souleye) 
durchlesen können. Besser kann man kaum das Vorhandensein dieses 
Widerstandes erklären!

An der Stelle ist für die optimale Anpassung an das Messequipment ein 
50Ω absolut sinnvoll. Einfach zu kaufen gibt es den 49R9 mit 1% 
Toleranz, der wird praktisch überall in 50Ω-Systemen eingesetzt.
Praktisch jede Firma verwendet Widerstände aus der E96-Reihe, wenn auch 
meist  nur die E24-Werte im System eingepflegt sind und verwendet werden 
- eben mit einigen Ausnahmen.

von W.S. (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> 49,9 Ω ist ein E-Reihen-Wert.

Ja und?

Wozu bittesehr einen E48 oder noch höher anziehen, wenn es einer aus der 
E6 auch tut?

Hier geht es nicht darum, nachzuweisen, ob ein Widerstand in irgend 
einer E-Reihe tatsächlich vorkommt, sondern um eine zweckmäßige Lösung - 
und da reicht an dieser Stelle E6 vollkommen aus.

Eine andere Sache sind R2 und R3, da man mit denen die Ausgangsspannung 
einstellt.


Jetzt hab ich mir ja doch das DB geladen und mal reingeschaut:

HildeK schrieb:
> An der Stelle ist für die optimale Anpassung an das Messequipment ein
> 50Ω absolut sinnvoll. Einfach zu kaufen gibt es den 49R9 mit 1%
> Toleranz, der wird praktisch überall in 50Ω-Systemen eingesetzt.

Du bist auf nem verkehrten Dampfer, da du wohl auf den Unsinn 
hereingefallen bist, der hirnloserweise von TI's Literaten ins 
Datenblatt geschrieben wurde, ohne zuvor die Ingenieure zu fragen. ("The 
49.9-Ω resistor, R1, is provided as a convenient location to break the 
control loop for stability testing.") - Nein, zu diesem Zweck ist R1 
eben NICHT "provided".

Also: diese Passage im DB ist Mumpitz. Hier haben wir es nicht mit 
"break the control loop" oder 50 Ohm HF-Systemen zu tun - und schon 
garnicht mit zugehörigem Messequipment, da R1 beidseitig in der Luft 
hängt.

Stattdessen dient R1 dazu, die Impedanz des C6, die ja für höhere 
Frequenzen gegen Null geht, auf einem deutlich von Null verschiedenen 
Wert zu halten wegen des erforderlichen Phasenganges. Stichwort: 
Bode-Diagramm und Stabilität der Regelschleife.

Abgesehen davon kann man mit R1 notfalls auch noch einen Feinabgleich 
der Ausgangsspannung erledigen (sofern nötig).

W.S.

von Teo D. (teoderix)


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W.S. schrieb:
> Jörg W. schrieb:
>> 49,9 Ω ist ein E-Reihen-Wert.
>
> Ja und?
>
> Wozu bittesehr einen E48 oder noch höher anziehen, wenn es einer aus der
> E6 auch tut?
>
> Hier geht es nicht darum, nachzuweisen, ob ein Widerstand in irgend
> einer E-Reihe tatsächlich vorkommt, sondern um eine zweckmäßige Lösung -
> und da reicht an dieser Stelle E6 vollkommen aus.

Kaum einer braucht/will 50,0. 49,9 dagegen hat Jeder im Regal... sogar 
die Händler!

von Jürgen von der Müllkippe (Gast)


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W.S. schrieb:
> wenn es einer aus der E6 auch tut?

Es genügt sogar schon ein 47R Widerstand aus der E3 Reihe. Für den 12R 
Widerstand (statt 13,3R) muss man dann eben die E12 Reihe bemühen.

von Jürgen von der Müllkippe (Gast)


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Nachtrag. Ich meinte natürlich 13,3k.

von Egon D. (Gast)


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Teo D. schrieb:

> Kaum einer braucht/will 50,0.

Doch: HF-Leute.


> 49,9 dagegen hat Jeder im Regal...

Nö.
Ich habe mich vor 20 Jahren mal entschlossen, im Labor
mit der E6 auszukommen. Klappt auch sehr oft.

Wenn ich einen Abschlusswiderstand brauche, schalte
ich übrigens zwei 100-Ohm-Widerstände parallel... ;)

von Soul E. (Gast)


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W.S. schrieb:

> Hier geht es nicht darum, nachzuweisen, ob ein Widerstand in irgend
> einer E-Reihe tatsächlich vorkommt, sondern um eine zweckmäßige Lösung -
> und da reicht an dieser Stelle E6 vollkommen aus.

In der Tat ist der absolute Wert des Widerstandes gar nicht so kritisch, 
da es sich um eine relative Messung handelt. Der Absolutwert der 
Messpannung kürzt sich raus.


> Stattdessen dient R1 dazu, die Impedanz des C6, die ja für höhere
> Frequenzen gegen Null geht, auf einem deutlich von Null verschiedenen
> Wert zu halten wegen des erforderlichen Phasenganges. Stichwort:
> Bode-Diagramm und Stabilität der Regelschleife.

Das wiederum ist vollständiger Bullshit...

von Sebastian S. (amateur)


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@HildeK
Du solltest nicht so selektiv lesen!

Schon der nächste - natürlich von Dir nicht zitierte - Absatz sagt warum 
das Unsinn ist.

Im Grunde genommen liegt der Widerstand in Reihe zu L1, mit riesigen 
Toleranzen im Widerstand, und dem Kondensator C6, dem er das Leben 
erschweren soll. Nicht zu reden von den Eigenarten der zwei 
Kondensatoren in Richtung Masse.

von Soul E. (Gast)


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Sebastian S. schrieb:

> Im Grunde genommen liegt der Widerstand in Reihe zu L1, mit riesigen
> Toleranzen im Widerstand, und dem Kondensator C6, dem er das Leben
> erschweren soll. Nicht zu reden von den Eigenarten der zwei
> Kondensatoren in Richtung Masse.

Der Widerstand dient dazu, während der Entwicklung eine Messung zu 
ermöglichen. In der Serie ersetzt man ihn meist durch eine 0 Ohm-Brücke. 
Da er aber nur einen kleinen Fehler im Spannungsteiler verursacht und 
genauso teuer ist wie die Brücke kann man ihn auch drinlassen.

https://www.all-electronics.de/stabilitaet-von-regelkreisen-messen/

https://www.omicron-lab.com/fileadmin/assets/Bode_100/ApplicationNotes/DC_DC_Stability/App_Note_DC_DC_Stability_V3_3.pdf
https://www.schukat.com/schukat/pdf.nsf/718687E86CD13143C1257E62003941D7/$file/Recom_Book_of_Knowledge_Deutsch.pdf 
S.78ff, insbesondere Abb. 2.11: "Konfiguration für experimentelle 
Ermittlung des Bodediagramms"
Da sieht man das die 50 Ohm nicht wirklich kritisch sind. Der Generator 
hat meist 600 Ohm und der Übertrager selten ein für Leistungsanpassung 
passendes Übersetzungsverhältnis. Es geht halt nur darum, eine im 
Vergleich zum Feedback-Querstrom kleine Anregung einzuprägen.

Und für die Kiddies das Ganze nochmal als Film: 
https://www.youtube.com/watch?v=YHCQ0GDlw6Q

von Wolfgang (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Ich glaube zwar, dass der Widerstand gebraucht wird, aber irgendwas mit
> 0,1 Ohm Genauigkeit erscheint mir doch ein wenig lächerlich.

Wer sagt, dass der auf 0,1Ω genau sein muss. Die Widerstände der 
E96-Reihe werden gewöhnlich mit 1% Toleranz hergestellt und das 
entspräche dann einer maximalen Abweichung von 0,5Ω.

von A. S. (Gast)


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49.9 ist halt bei TI der Standardwert dafür, quasi ein special value zum 
wiedererkennen.

Ob Du nun ein Messgerät oder einen Frequenzgenerator da dransetzt, ob 
eine Lange Anschlussleitung mit serienterminierung oder was auch immer: 
die 49.9 sagen rot und fett: hier!

Natürlich gingen auch 47 oder 51. Und wenn TI immer 51 nehmen würde, 
wäre es ja auch gut. So nehmen sie halt immer 49,9 und jeder mit TI 
vertraute weiss Bescheid.

Es macht dann keinen Sinn, zu fragen, ob 0 Ohm genauso gehen würden. 
Denn auch wenn ja, ... dann spräche dennoch nichts gegen 49,9.

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