Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Vorgehensweise wenn Schaltregler zu Warm wird


von Daniel (Gast)


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Hallo.
Ich habe mal eine Frage zu Schaltreglern, wenn diese zu Warm werden und 
welche Vorgehensweise in so einem Fall Sinnvoll ist.
Ich betreibe momentan einen MP8862 Step-Up/Step-Down Schaltregler, um 
mir verschiedene Ausgangsspannungen zu erzeugen.
Die Spannungswerte kann ich über I2C Digital vorgeben, klappt alles 
Super.
Nun hat der MP8862 einen extra Pin, "ALERT".
Dieser Pin wird Low, wenn ein Interrupt Ereignis wie z.B. Power Good 
Rising, Übertemperatur-Warnung, Übertemperatur-Abschaltung, usw. 
auftritt.
Das Register lese ich mir dann aus und kann darauf reagieren.
Nur was macht man Sinnvollerweise bei einer Übertemperatur-Warnung?
Ich würde mir Schrittweise die Ausgangsspannung um 0,25V oder so 
reduzieren,
damit sollte doch rein theoretisch die Ausgangsleistung sinken und der 
Schaltregler abkühlen können oder?
Ich meine dieser Fall der Übertemperatur sollte normal nie vorkommen, da 
ich nur knapp 150mA als Verbraucher habe, aber wenn sich die Möglichkeit 
bietet, darauf reagieren zu können, möchte ich dies zumindest in der 
Software implementiert haben :-)
Würde mich über Hilfreiche Denkanstöße freuen :-)
Lieben Gruß, Daniel

von Karl (Gast)


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Das kann so pauschal nicht beantwortet werden. Wie soll sich das System 
denn Verhalten? Wenn es mit 0.25 V weniger immer noch funktioniert und 
dadurch weniger Verluste entstehen, warum machst du das nicht gleich so? 
Abgesehen davon ist das manchmal ein Trugschluss, dass weniger Spannung 
die Leistung reduziert.

Unter normalen Umständen sollte der Regler nicht überhitzen. Wenn er es 
doch tut, sicheren Zustand herstellen und abschalten.

von MaWin (Gast)


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Daher sind solche Ausgänge eher nutzlos, man weiss eh nicht, was man 
machen muss.

Der übliche Spannungsregler reduziert die Ausgangsspannung bis die 
Wärme! nicht weiter ansteigt.

Bei einem guten Auto könnte beispielsweise der überwachende uC noch eine 
CAN Botschaft mit der Meldung des Schaltreglers an das OBD auslesbare 
Fehlerlog schicken, bevor er ihn abschaltet. Und nach einiger Zeit 
versuchen, ihn wieder einzuschalten, damit der Fahrer vielleicht doch 
noch die Möglichkeit hat, das Auto wieder abzuschliessen.

Interessant wird es, wenn man bei Ausfall eines Teils auch andere damit 
funktional zusammenhängende Teile mit abschalten sollte.

von Daniel (Gast)


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Ich betreibe damit einen Lüfter in einem RC-Helikopter, der von der 
Telemetrie des Helikopters Temperaturgeregelt den Brushless-Regler 
kühlt.
Ist eigentlich mehr Spielerei, wird nicht wirklich gebraucht, aber ich 
habe Interesse an der Elektronik.
Und weil es so schön funktioniert, solls auch rein.
Damit sollte deine Frage geklärt sein, warum ich nicht dauerhaft 0,25V 
weniger habe.
Ich gebe Spannungen vor, die bei Temperatur X erzeugt werden soll, auf 
und ab.
Und weil ich im Flug nicht selbst Prüfen kann, ob der MP8862 zu Warm 
wird, kann das ja mein ATXmega tun.
Übertemperaturabschaltung hat der MP8862 von sich aus schon drin. Er 
warnt einen vorher, wenn eine Temperatur überschritten wird, darauf 
könnte ich reagieren, um eine weiter steigende Temperatur zu verhindern.

Wird die Temperatur nach der Warnung höher, schaltet er ab, ebenso bei 
Kurzschluss oder Überstrom.

von Achim S. (Gast)


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Daniel schrieb:
> Ich betreibe damit einen Lüfter in einem RC-Helikopter, der von der
> Telemetrie des Helikopters Temperaturgeregelt den Brushless-Regler
> kühlt.

Die Last ist also ein Lüfter, der seinerseits auch wieder Teil eines 
Temperatur-Regelkreises ist (Kühlungsregelung des BLDC-Controllers)?

Dann nützt es dir kaum etwas, die Versorgungsspannung um 0,25V zu 
reduzieren. Wenn du das machst, wird der Temperaturregler im Gegenzug 
die Ansteuerung des Lüfters anpassen, weil er ja weiter den 
BLDC-Controller kühl halten will. Erst wenn du die Versorgungsspannung 
so weit reduzierst, dass der Lüftercontroller seinen Job nicht mehr 
machen kann, reduziert sich die Leistung für deinen MP8662 sicher - aber 
dann raucht dir dafür halt ggf. die nicht mehr ausreichend gekühlte 
BLDC-Endstufe ab.

von GeGe (Gast)


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Daniel schrieb:
> ich nur knapp 150mA als Verbraucher habe,

Der MP8862 kann laut Datenblatt bis zu 2A Ausgangsstrom.
Deine Kühlung ist wohl nicht ausreichend. Ist denn das Thermal-Pad 
angelötet und hat eine ausreichende Fläche?

von MaWin (Gast)


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Daniel schrieb:
> Ich betreibe damit einen Lüfter in einem RC-Helikopter, der von der
> Telemetrie des Helikopters Temperaturgeregelt den Brushless-Regler
> kühlt.

Sprich: wenn der Lüfter wegen Überhitzung des Spannungsreglers ausfällt, 
stirbt gleich der BLDC und der Kopter fällt runter.
Das Übertemperatursignal des IC sollte also zur sofortigen Landung 
auffordern.

von Harald W. (wilhelms)


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Daniel schrieb:

> Ich habe mal eine Frage zu Schaltreglern, wenn diese zu Warm werden und
> welche Vorgehensweise in so einem Fall Sinnvoll ist.

Man korrigiert die falsche Dimensionierung der Bauelemente.

von Daniel (Gast)


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Ja, so ist das :-) Darüber hab ich noch nicht nachgedacht, stimmt...
Der Brushless-Regler ist aber nicht zwingend auf Aktive Kühlung 
angewiesen,
im Verein fliegen wenige mit Aktiver Kühlung des Reglers.
Das ich davon so einen Aufwand betreibe, mit µC und so ist reines 
Selbstinteresse und ehrlich gesagt auch Ehrgeiz mal nen ATXmega 
einzusetzen, der eigentlich auch zu groß dafür ist.
Die eigentliche damalige Planung sah einen PID-Regler im ATXmega vor, 
wollte also einen Schaltregler in Software bauen, weil der ATXmega-E 
dafür sehr gute Vorraussetzungen hat (H-Brücke, 128MHz PWM usw.).
PID gibts jetzt nicht mehr, dafür MP8862. ATXmega blieb aber.

Also kann ich jetzt folgendes festhalten:
- wenn ich feststelle, das dem MP8862 zu warm wird, kann es hilfreich 
sein, die Ausgangspannung zu senken, muss aber nicht zwingend der Fall 
sein.
- ich muss schauen, das ich mir keine Endlos-Regelschleife "BL-Regler 
zum warm -> mehr Kühlung, also mehr Ausgangsspannung -> MP8862 ist 
bereits evtl. zu warm, usw.
- könnte mir ein Flag setzen, das der Schaltregler zu warm ist und die 
Spannungsanpassung aussetzen. Wenn die Temperatur vom MP8862 wieder 
sinkt, meldet sich dieser ja dann auch wieder.
Das könnte evtl. ein Sinnvoller weg sein.

@Harald: dann dürfte mein Schaltregler nie zu Heiß werden. Der ist auf 
1A ausgelegt, Spule auf 2A. Intern wird nochmal auf 500mA begrenzt (man 
kann den Strom im MP8862 Digital begrenzen)

von Günni (Gast)


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Zuerst einmal würde ich vermuten, dass der Baustein nicht genug gekühlt 
wird. Auch ein Schaltregler benötigt eine Abfuhr der Wärmeverluste. 
Deshalb steht im Datenblatt auch der Hinweis:
"Power ground.GND  is  the reference  ground  of  the  regulated  output 
voltage.  GND requires extra care during PCB layout. Connect GND with 
copper traces and vias."
Das IC wird also über die GND-Verbindungen gekühlt und diese müssen 
möglichst breit ausgeführt werden und in kurzem Abstand über mehrere 
Durchkontaktierungen mit genügend großen Masseflächen verbunden sein.

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