Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Problem mit DCDC Schaltregler


von Bob E. (embedded_bob)


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Hi zusammen, ich habe folgenden Schaltregler: ADP2303ARDZ-5.0-R7 (5V - 
nicht einstellbar) (im Anhang die Schaltung) auf einer Platine. Diese 
funktioniert auch eigentlich, also die 5V am Ausgang sind da.
Komischerweise geht der Regler manchmal aber in Luft auf. Ich habe 
teilweise Platinen über Tage hinweg getestet und alles funktioniert, 
dann schalte ich es am nächsten Morgen wieder ein, und der Regler gibt 
auf.
Ich verstehe nicht wieso und kann auch kein Muster erkennen, warum er 
kaputt geht.
Kann mir jemand helfen? Danke vorab

: Verschoben durch Moderator
von Bob E. (embedded_bob)


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Datenblatt: 
https://www.mouser.de/datasheet/2/609/ADP2302_2303-1503424.pdf

Nach dem Schaltregler kommt ein LDO, der 3.3V macht und zwei 
Komponenten: Buffer und CAN

Das Layout ist nach Beschreibung im Datenblatt gemacht worden.

: Bearbeitet durch User
von Εrnst B. (ernst)


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Bob E. schrieb:
> Ich verstehe nicht wieso und kann auch kein Muster erkennen, warum er
> kaputt geht

Extrem schlechtes Layout?
Hast du dich an die "CIRCUIT BOARD LAYOUT RECOMMENDATIONS" im Datenblatt 
gehalten?

Edit: Ah, hast du ja ergänzt.
Sorry, dann hab ich keine Idee.

: Bearbeitet durch User
von Frickel (Gast)


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Spannungsfestigkeit C200?

Gruß

von Bob E. (embedded_bob)


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Εrnst B. schrieb:
> Bob E. schrieb:
>> Ich verstehe nicht wieso und kann auch kein Muster erkennen, warum er
>> kaputt geht
>
> Extrem schlechtes Layout?
> Hast du dich an die "CIRCUIT BOARD LAYOUT RECOMMENDATIONS" im Datenblatt
> gehalten?
>
> Edit: Ah, hast du ja ergänzt.
> Sorry, dann hab ich keine Idee.

Ja so geht es mir leider auch, es ist aber wirklich wie im Datenblatt 
gemacht und hat ja auch so bereits funktioniert. Es ist als wäre es 
sporadisch wann er in Rauch aufgeht

von Bob E. (embedded_bob)


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Frickel schrieb:
> Spannungsfestigkeit C200?

16V, X7R

von Εrnst B. (ernst)


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Hast du bei so einem abgerauchten mal die Rest-Bauteile durchgemessen? 
Also ob Diode, Kondensatoren, Spule noch OK sind?

Wenn da was auffällt sagt das natürlich nichts über die Reihenfolge aus, 
in der die kaputtgegangen sind, ist aber vielleicht ein Hinweis.

: Bearbeitet durch User
von Frickel (Gast)


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Bob E. schrieb:
> Frickel schrieb:
>> Spannungsfestigkeit C200?
>
> 16V, X7R

Dann dürfte die Sache doch klar sein oder?

"The ADP2302/ADP2303 generate a typical 5.0 V bootstrap voltage
for the gate drive circuit..."

von Nico (nico123)


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Wie hoch ist denn deine Last nach dem Schaltregler?
Thermal-Pad ist gelötet und an GND dran?

Was genau passiert wenn der Regler aufgibt, geht er einfach nicht mehr?

: Bearbeitet durch User
von Nico (nico123)


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Frickel schrieb:
> Bob E. schrieb:
>> Frickel schrieb:
>>> Spannungsfestigkeit C200?
>>
>> 16V, X7R
>
> Dann dürfte die Sache doch klar sein oder?
>
> "The ADP2302/ADP2303 generate a typical 5.0 V bootstrap voltage
> for the gate drive circuit..."

Nö!? 16V ist größer als 5V, also wo sollte das Problem sein?

von Bob E. (embedded_bob)


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Εrnst B. schrieb:
> Hast du bei so einem abgerauchten mal die Rest-Bauteile durchgemessen?
> Also ob Diode, Kondensatoren, Spule noch OK sind?
>
> Wenn da was auffällt sagt das natürlich nichts über die Reihenfolge aus,
> in der die kaputtgegangen sind, ist aber vielleicht ein Hinweis.

Ja durchgemessen alle. Die Teile danach gehen (meistens aber nicht 
immer, und nicht immer alle) auch kaputt. Also danach zwischen 3.3V und 
GND oder 5V und GND 0 Ohm

von Frickel (Gast)


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Nico .. schrieb:
> Frickel schrieb:
>> Bob E. schrieb:
>>> Frickel schrieb:
>>>> Spannungsfestigkeit C200?
>>>
>>> 16V, X7R
>>
>> Dann dürfte die Sache doch klar sein oder?
>>
>> "The ADP2302/ADP2303 generate a typical 5.0 V bootstrap voltage
>> for the gate drive circuit..."
>
> Nö!? 16V ist größer als 5V, also wo sollte das Problem sein?

Vin 12V + 5V Bootstrap (mindestens). Betrachte das als kaltes ende, das 
heiße ende von C200 hängt wo dran... am SW und da erwarten wir welche 
Spannungen im betrieb?

von Bob E. (embedded_bob)


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Nico .. schrieb:
> Wie hoch ist denn deine Last nach dem Schaltregler?

Nie höher als 500mA

> Thermal-Pad ist gelötet und an GND dran?

Ist an GND Pad welches über Vias an das GND Polygon in der Lage darunter 
geht

> Was genau passiert wenn der Regler aufgibt, geht er einfach nicht mehr?

Er raucht ab, und funktioniert dann nicht mehr

von Bob E. (embedded_bob)


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Frickel schrieb:
> Vin 12V + 5V Bootstrap (mindestens). Betrachte das als kaltes ende, das
> heiße ende von C200 hängt wo dran... am SW und da erwarten wir welche
> Spannungen im betrieb?

Du meinst also am SW Pin liegen die 12V an und am BST die "BST5V", und 
die Differenz, also 7V tötet den Kondensator?

von Bob E. (embedded_bob)


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Frickel schrieb:
> Vin 12V + 5V Bootstrap (mindestens). Betrachte das als kaltes ende, das
> heiße ende von C200 hängt wo dran... am SW und da erwarten wir welche
> Spannungen im betrieb?

Habe an besagter kaputten Platine gemessen und da scheint der 
Kondensator noch in Ordnung zu sein, also 100nF. Der müsste ja kaputt 
sein wenn diese 6V überschritten werden.

von Εrnst B. (ernst)


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Bob E. schrieb:
> 5V und GND 0 Ohm

d.H. entweder die Diode oder der Ausgangskondensator C202 haben nachher 
Kurzschluss?

Oder hast du das gemessen, als die rauchende Ruine des Schaltregler-ICs 
noch aufgelötet war?

von Frickel (Gast)


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Bob E. schrieb:
> Frickel schrieb:
>> Vin 12V + 5V Bootstrap (mindestens). Betrachte das als kaltes ende, das
>> heiße ende von C200 hängt wo dran... am SW und da erwarten wir welche
>> Spannungen im betrieb?
>
> Du meinst also am SW Pin liegen die 12V an und am BST die "BST5V", und
> die Differenz, also 7V tötet den Kondensator?

Nicht 12V - 7V!!!!

Der N-Fet im Regler bekommt am Gate ca. +5V mehr als Vin, also 12V + 5V. 
Die kann man auch messen auf dem Scope. ;)

von Frickel (Gast)


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Sorry, nicht 12-7 sondern 12-5V.

von Bob E. (embedded_bob)


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Frickel schrieb:
> Bob E. schrieb:
>> Frickel schrieb:
>>> Vin 12V + 5V Bootstrap (mindestens). Betrachte das als kaltes ende, das
>>> heiße ende von C200 hängt wo dran... am SW und da erwarten wir welche
>>> Spannungen im betrieb?
>>
>> Du meinst also am SW Pin liegen die 12V an und am BST die "BST5V", und
>> die Differenz, also 7V tötet den Kondensator?
>
> Nicht 12V - 7V!!!!
>
> Der N-Fet im Regler bekommt am Gate ca. +5V mehr als Vin, also 12V + 5V.
> Die kann man auch messen auf dem Scope. ;)

Ich habe den Kondensator aber gemessen und er hat immernoch die 100nF

von Andras H. (kyrk)


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Bob E. schrieb:
> Ich habe den Kondensator aber gemessen und er hat immernoch die 100nF

Kannst du mal trotzdem versuchen den Kondi auf ein festeres zu tauschen?

Wie sieht es mit der Innenwiederstand aus? Kann der irgendwie größer 
sein? Dadurch würde dann der Gate Kapazität langsamer geladen und der 
FET auch langsamer schalten. Daher mehr Verluste beim schalten und das 
Teil geht in Rauch auf.

von Bob E. (embedded_bob)


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Andras H. schrieb:
> Bob E. schrieb:
>> Ich habe den Kondensator aber gemessen und er hat immernoch die 100nF
> Kannst du mal trotzdem versuchen den Kondi auf ein festeres zu tauschen?

Ja werde ich definitiv machen, leider ist es aber nicht so leicht zu 
testen ob es jetzt den Fehler behoben hat oder nicht weil das ja sehr 
willkürlich aufgetreten ist.

> Wie sieht es mit der Innenwiederstand aus? Kann der irgendwie größer
> sein? Dadurch würde dann der Gate Kapazität langsamer geladen und der
> FET auch langsamer schalten. Daher mehr Verluste beim schalten und das
> Teil geht in Rauch auf.

Innenwiderstand von? Der Regler selber oder meinst du die Platine 5V auf 
Masse Widerstand?

von Frickel (Gast)


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Bob E. schrieb:

> Ich habe den Kondensator aber gemessen und er hat immernoch die 100nF

Ohne da jetzt eine Wissenschaft daraus zu machen, 16V C bei 12V im 
schaltenden Bereich ist sehr knapp, deshalb würde ich einen 25V 100n 
einsetzten.

Was mir noch eingefallen ist bei dem Thema beim "einschalten, peng 
Tot"... schaltest Du über ein Netzteil Ein/Aus, oder gehst Du da mit 
unter Spannung stehenden Strippen an V-in? Du wärst nicht der erste der 
deshalb Magischen Rauch freisetzt. (Willkommen im Club!) :)

von Carsten W. (eagle38106)



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Habe ich das richtig verstanden, dass der Regler immer nach dem 
Einschalten abraucht? Wenn ja, dann liegt das wahrscheinlich daran, dass 
beim Anlegen der Versorgung ein Überschwinger die 20V maximal zulässige 
Eingangsspannung überschreitet und das IC himmelt. Hatte mal das Problem 
mit Simple-Switchern von TI. Die hatten eine ähnlich hohe maximale 
Eingangsspannung und beim Einschalten immer ein längeres Rauchzeichen 
abgegeben. Dagegen helfen mehr Kapazitäten im Eingangskreis. Siehe auch 
angehängte App-Note.

von Bob E. (embedded_bob)


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Frickel schrieb:

> Ohne da jetzt eine Wissenschaft daraus zu machen, 16V C bei 12V im
> schaltenden Bereich ist sehr knapp, deshalb würde ich einen 25V 100n
> einsetzten.

Ja, das wird definitiv gemacht

> Was mir noch eingefallen ist bei dem Thema beim "einschalten, peng
> Tot"... schaltest Du über ein Netzteil Ein/Aus, oder gehst Du da mit
> unter Spannung stehenden Strippen an V-in? Du wärst nicht der erste der
> deshalb Magischen Rauch freisetzt. (Willkommen im Club!) :)

Nein ich habe immer die Leitungen an unter Spannung stehender Versorgung 
gehängt. Das dachte ich nämlich auch erstmal

von Frickel (Gast)


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Bob E. schrieb:
> Nein ich habe immer die Leitungen an unter Spannung stehender Versorgung
> gehängt. Das dachte ich nämlich auch erstmal

Damit keine Missverständnisse aufkommen... Das Problem beim Strippen 
unter Spannung anlegen besteht genau darin das die Strippen + C (mit 
sehr kleinen ESR) sehr schöne Schwingkreise bilden können, die dann 
wiederum die Ursache sein können von Spannungsspitzen. Auch gut 
dargestellt im verlinkten PDF von Carsten.

So ein Netzteil dagegen kommt langsam hoch und verursacht im allgemeinen 
keine Überspannung.

Ich habe mich wohl bei der frage etwas unglücklich ausgedrückt, Sorry.

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