Hallo zusammen, ich nutze in sehr vielen Projekten den Regler XL1509-ADJ. Das ging bis dato auch immer sehr gut. Allerdings seit neustem - ohne Layoutänderung - habe ich ein paar Probleme damit. Entweder sind die Chips nicht okay oder ich habe ein Designfehler und bis jetzt nur Glück gehabt. Ich vermute es. Der Verbrauch auf der Sekundärseite ist recht konstant 20mA Folgendes passiert. Es ist nicht immer und nicht bei jeder Baugruppe, aber es zeigt sich ein gewisses Muster. Wenn man die Spannung anlegt (oder man simuliert einen Wackelkontakt der Anschlussklemmen - also an/ab/an/ab sehr sehr schnell, dann stirbt die CPU - Überspannung. Jetzt die Frage warum das passiert. Die Regler arbeiten auf 5V. Eingangsspannung 5-24V. Bauteile: 68uH CD54, SS36 Shotky, Widerstände und der Chip selber. Eingangselko 47uF/35V, Ausgangselko 220uF/10V. Ich habe jetzt schon versucht mit div. Widerständen und sogar der im Datenblatt gezeigten CPP Elko zu arbeiten, es bringt nicht wirklich einen unterschied. Die Spule habe ich mal auf 100uH gesetzt das scheint etwas robuster zu sein. Woran kann das liegen? Anbei mal die Layouts.
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Markus M. schrieb: > Der Verbrauch auf der Sekundärseite ist recht konstant 20mA Was mir nur auffällt, ein Buck der 2 A liefern kann wird mit nur 20 mA belastet. Gut, Du hast am Ausgang 220µF. Der sollte schon so einige Pulse schlucken können bevor eine Überspannung erzeugt wird. Es wird wohl an der CPU Überspannung anliegen. Ich tippe da eigentlich nicht auf den Buck. Der dürfte bei erreichen der Sollspannung überhaupt nicht mehr weiter Strom liefern. >> oder man simuliert einen Wackelkontakt der Anschlussklemmen Du meinst da doch die Input - Klemmen. Na ja, Wackler können sehr hohe Spannungen erzeugen. Aber selbst die Eingangskapazitäten sollten dies schon entschärfen können. Mach mal Fotos vom Aufbau und Verdrahtung: mfg Klaus
Klaus R. schrieb: > Markus M. schrieb: >> Der Verbrauch auf der Sekundärseite ist recht konstant 20mA > Du meinst da doch die Input - Klemmen. Na ja, Wackler können sehr hohe > Spannungen erzeugen. Aber selbst die Eingangskapazitäten sollten dies > schon entschärfen können. > > Mach mal Fotos vom Aufbau und Verdrahtung: > mfg Klaus Ja, das ist irgendwie komisch. Ich habe einen 1000uF 6V Tantal im Sekundärkreis eingelötet und nun gibt es da keine Probleme mehr. Aber das ist nur Phänomenbekämpfung ich verstehe die ursache nicht wirklich. An dem Verbrauch kann es doch nicht liegen oder? Ob ich nun 1mA oder 2A ziehe, das sollte dem Regler doch egal sein, oder nicht? Heißt doch nur das er maximal 2A kann, heißt ja nicht das ich die ziehen muss?
impedanz vom sekundärelko zu hoch. nimm min. mal 10uF keramik sekundär
Markus M. schrieb: > Der Verbrauch auf der Sekundärseite ist recht konstant 20mA Das sind nur 1%, d.h. er ist im Unterlastbereich und wird in den lückenden Betrieb gehen. Wenn dann noch die Eingangsspannung springt, ist die Regelung wohl zu träge zum Nachregeln. Besser sind Regler mit 2. unterem FET statt Diode, der kann die Energie der Drossel schneller ausräumen. Ich würde am Ausgang noch ne 5V TVS-Diode vorsehen. Für 20mA würde ich allerdings nen klassischen Linearregler nehmen.
Flip B. schrieb: > impedanz vom sekundärelko zu hoch. nimm min. mal 10uF keramik sekundär Das hatte ich auch erst gedacht und dann 2x 20uF 6V ceramic genommen parallel. Keine Verbesserung.
Peter D. schrieb: > Markus M. schrieb: >> Der Verbrauch auf der Sekundärseite ist recht konstant 20mA > > Das sind nur 1%, d.h. er ist im Unterlastbereich und wird in den > lückenden Betrieb gehen. Wenn dann noch die Eingangsspannung springt, > ist die Regelung wohl zu träge zum Nachregeln. > Besser sind Regler mit 2. unterem FET statt Diode, der kann die Energie > der Drossel schneller ausräumen. > Ich würde am Ausgang noch ne 5V TVS-Diode vorsehen. > > Für 20mA würde ich allerdings nen klassischen Linearregler nehmen. Okay das ist hilfreich und ein wenig schockierend, ich hätte jetzt nicht gedacht das das möglich sei. Ich muss aber auch sagen mit Reglern die im Mhz Bereich liegen habe ich allg. bessere Erfahrungen gemacht als jetzt mit dem recht langsamem 150kHz. Im Datenblatt habe ich aber nichts gefunden (oder übersehen?) das es sowas gibt wie einen Mindestlastbereich?
Ganz tolles Datenblatt. :-D > Die Spule habe ich mal auf 100uH gesetzt das scheint > etwas robuster zu sein. Bei 20mA koennte die vermutlich sogar noch groesser sein. Waer halt schoen wenn das Datenblatt dazu was sagen wuerde. Vanye
Vanye R. schrieb: > Ganz tolles Datenblatt. :-D > >> Die Spule habe ich mal auf 100uH gesetzt das scheint >> etwas robuster zu sein. > > Bei 20mA koennte die vermutlich sogar noch groesser sein. > Waer halt schoen wenn das Datenblatt dazu was sagen wuerde. > > Vanye Das Problem ist nur wenn man eine Anwendung hat mit einer CPU die 20mA braucht und dann mal ein Servo dazugeschaltet wird der 0,5A braucht, der läuft ja nun nicht immer. Wie ist denn der Zusammenhang mit der größe der Spule?
Markus M. schrieb: > An dem Verbrauch kann es doch nicht liegen oder? Ob ich nun 1mA oder 2A > ziehe, das sollte dem Regler doch egal sein Nein. Viele Regler haben eine Mindestlast. Dein XL1509-ADJ arbeitet laut Datenblatt stabil ab 0.2A. Von light load pulse skipping oder sonst was steht da auch nichts. Warum liest eigentlich kein Schwein Datenblätter ?
Michael B. schrieb: > Warum liest eigentlich kein Schwein Datenblätter ? Weil Schweine nicht lesen können sondern nur grunzen. Fehler passieren halt und es darf auch gern mal was übersehen werden. Wenns dann nicht passt, dafür gibts doch dann Foren wie dieses hier, oder? Manchmal wird halt der Wald vor lauter Bäumen nicht gesehen.
> Dein XL1509-ADJ arbeitet laut Datenblatt stabil ab 0.2A.
Hab ich ganz uebersehen, aber dann ist klar das er ungeeignet ist.
Ueberrascht mich aber etwas. 200mA Mindestlast finde ich schon
echt heftig. Muss wohl Gruende geben wieso manche Schaltregler
teuer sind und manche nicht.
Aber man kann ja einfach einen 27R Widerstand an den Ausgang
machen und alles wird gut. :-D
Vanye
Markus M. schrieb: > Woran kann das liegen? Anbei mal die Layouts. Naja, heute noch einen 150kHz Schaltregler für 20mA? Die Freilaufdiode ist jedenfalls schon mal sehr ungünstig platziert. Die gehört so nah wie's geht an Ausgangselko und Spule. Das Datenblatt schweigt sich leider über den Regelalgorithmus aus. Vielleicht bleibt der Ausgangstransistor ab Komparatormatch ja bis zum Ende des Zyklus "an". Oder Regler ist zu träge. Dazu steht ja leider auch nichts im Datenblatt. Variationen der Betriebspannung würden sich dann jedenfalls direkt in der Ausgangsspannung wiederspiegeln. Ich würde nen anderen Regler nehmen. Irgendwas modernes im SOT23-5, da werden auch gleich die ganzen Bauteile viel kleiner
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Markus M. schrieb: > Wie ist denn der Zusammenhang mit der größe der Spule? Anbei mal ein Beispiel für einen TI Schaltregler, ähnlicher Klasse. Da gibt es im Datenblatt, welches ungefähr 50 Seiten mehr hat als dein Regler, entsprechende Formeln (siehe Bild) Gibt man die in einen Grafikrechner seiner Wahl ein, dann kommt recht schnell eine Kurve raus. Auf der X-Achse ist der Strom in A, auf der Y-Achse die Induktivität in µH eingetragen. Und der ist "nur" für 350mA ausgelegt mit einer Grundlast von 80mA. Bei dir ins das ganze noch mal eine Potenz weiter oben angesiedelt (2A von denen du nur 1% Nutzen willst). Das Interpretieren überlasse ich dir. Über den Part im Datenblatt würde ich noch mal nachdenken: Ground Pin. Care must be taken in layout. This pin should be placed outside of the Schottky Diode to output capacitor ground path to prevent switching current spikes from inducing voltage noise into XL1509. Ich persönlich habe keine Ahnung was genau damit gemeint ist, aber die würden nicht drauf hinweisen wenn es nicht erforderlich wäre. Oder den FAE kontaktieren, der kann es eventuell näher erklären. Mein Rat: Such dir einen passenden, gut dokumentierten Schaltregler von TI, MAXIM oder AD. Dazu gibt Layout-Empfehlungen, mehr Infos und EVAL Boards an denen du dich orientieren kannst. Beispiel: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/MAX17552-MAX17552B.pdf
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Ist irgendwie uncool das ein Schaltregler 0,2A Grundlast braucht. Das habe ich echt übersehen. Ich habe eigentlich nur Anwendungen wo die Last auf der Sekundärseite 20-50mA konstant ist, aber dann auch bis 2A dynamisch steigt je nachdem was zugeschaltet wird. Ich werde da auf einen anderen Regler gehen oder das System trennen (Regler belassen und dann Linearregler für die CPU). Danke für die gesamte Hilfe.
> Ist irgendwie uncool das ein Schaltregler 0,2A Grundlast braucht.
Entweder bin ich blind oder es steht da auch gar nicht. Ich finde
nur das sie den Regler nur von 0.2 bis 2A spezifizieren.
Was natuerlich indirekt auch kacke ist. Vor allem wenn
man irgendwo 2mA Iq heraushebt.
Und es ist schon bei dieser Art von Regler sehr ungewoehnlich.
Bei einem Flyback mit 20A Ausgangstrom, okay, wuerde mich nicht
wundern, aber bei so einem Buckteil?
Vanye
Vanye R. schrieb: >> Ist irgendwie uncool das ein Schaltregler 0,2A Grundlast braucht. > > Entweder bin ich blind oder es steht da auch gar nicht. Ich finde > nur das sie den Regler nur von 0.2 bis 2A spezifizieren. > Was natuerlich indirekt auch kacke ist. Vor allem wenn > man irgendwo 2mA Iq heraushebt. > Und es ist schon bei dieser Art von Regler sehr ungewoehnlich. > > Bei einem Flyback mit 20A Ausgangstrom, okay, wuerde mich nicht > wundern, aber bei so einem Buckteil? > > Vanye Was ich noch seltsamer finde ist das mit einem 1000uF am Ausgang es keine Probleme mehr gibt ?! Schluckt der alles ?!
Niemand behauptet, dass er unter 0.2A gar nichts mehr tut. Aber der Hersteller möchte nicht dafür haften, wenn er nicht mehr funktioniert wie gewünscht. Und da dem Chip Mikroleistungs-Funktionalität fehlt, ist auch nicht zu erwarten dass er bei 1% Last keine Probleme macht.
Michael B. schrieb: > Niemand behauptet, dass er unter 0.2A gar nichts mehr tut. > Aber der Hersteller möchte nicht dafür haften, wenn er nicht mehr > funktioniert wie gewünscht. > Und da dem Chip Mikroleistungs-Funktionalität fehlt, ist auch nicht zu > erwarten dass er bei 1% Last keine Probleme macht. Wie ist das bei dem TP6841S6 ? hat der irgendwelche solche Probleme? Bevor ich wieder was übersehe...
Markus M. schrieb: > Wie ist das bei dem TP6841S6 ? > hat der irgendwelche solche Probleme? Muss es denn unbedingt ein China Ü-Ei sein? Welche Stückzahlen strebst du denn an das jeder Cent zählt? Gibt es dir nicht zu denken das in den Diagrammen nicht mal die Achsen beschriftet sind? Willst du bei deinem Mangel an Verständnis wirklich dein Glück mit solch einem Bauteil versuchen? Welche Möglichkeiten hast du zum Messen, ob der Fehler jetzt an dir liegt oder doch am Bauteil? Fairerweise sei gesagt das dein Layout weit entfernt von gut ist, willst du nicht erstmal einen Regler mit "Spickzettel" aufbauen, auch wenn der eventuell 2€ pro IC kostet?
Paul B. schrieb: > Markus M. schrieb: >> Wie ist das bei dem TP6841S6 ? >> hat der irgendwelche solche Probleme? > > Muss es denn unbedingt ein China Ü-Ei sein? Welche Stückzahlen strebst > du denn an das jeder Cent zählt? Gibt es dir nicht zu denken das in den > Diagrammen nicht mal die Achsen beschriftet sind? Willst du bei deinem > Mangel an Verständnis wirklich dein Glück mit solch einem Bauteil > versuchen? Welche Möglichkeiten hast du zum Messen, ob der Fehler jetzt > an dir liegt oder doch am Bauteil? > > Fairerweise sei gesagt das dein Layout weit entfernt von gut ist, willst > du nicht erstmal einen Regler mit "Spickzettel" aufbauen, auch wenn der > eventuell 2€ pro IC kostet? Ich hatte gedacht TP6841S6 war TI, habe ich mich vertan. Jeder Cent kommt es nicht drauf an, aber es kommt schon drauf an, ob der Regler 0,2 oder 0,8€ kostet oder noch mehr. Die die ich sonst gefunden habe lagen teilweise bei > 1€/stk. Das ist zu teuer. Stückzahlen 1000er. Zum Layout: Ja, das ist nicht 100% optimal das stimmt, ich dachte auch erst es liegt am Layout und habe es komprimierter. Diode gedreht und alles mehr zusammen, aber das ist nicht die Ursache. So läuft der XL stabil und robust, in anderen Projekten habe ich den so drin da ist aber mehr Last - ich vermute es liegt daran. Welchen Regler kannst du empfehlen? Gerne auch ein SO8 als Replacement für den XL ?
20mA auf 2A ist natürlich schon ein ordentlicher Sprung, das ist für Stepper immer etwas suboptimal, aber ich würde es mit einem der folgenden versuchen: Diodes AP63205 (Fixed Output Voltage 5.0V, gibts aber auch als AP23000 in konfigurierbar) Der hat auch viel weniger Eigenverbauch als der XL1509. Diodes hat aber noch mehr, was passen könnte: https://www.diodes.com/products/power-management/dc-dc-converters/integrated-power-stage/buck-converter/??#collection-9673=~(Compliance~'Standard~PartNumber~'ap63) Microchip gibts auch noch, die sind aber in dem Spannungs/Strombereich nicht so gut aufgestellt, da müsste man dann größere Broken nehmen, die gehen dann aber bis 6A: MIC26901, ist allerdings vom Gehäuse her was ganz anderes.
Markus M. schrieb: > Das ist zu teuer. Stückzahlen 1000er. Machst du das privat oder gewerblich? 1000er Stückzahlen klingen ja eher nach Gewerbe. Dann würde ich das Ding hier als A-Muster verbuchen und dir fehlen noch B, C und D Muster bis zur Serie...bist du dir sicher das es eine gute Idee ist, mit dem aktuellen Wissenstand 1000 oder mehr Platinen in die Fertigung zu geben? Wie siehts mit dem in Verkehr bringen aus? Bei der Stiftung ear registriert? (die sind da recht unentspannt wenn man sie übergeht, darauf stehen auch Strafen im mittleren fünfstelligen Bereich und seit 1.7.23 ist es die Pflicht der Marktplätze das auch zu überprüfen (ebay, amazon und Co)) Selbst wenn du nur DEN Schaltregler für deine Kumpels im "Arduino-Freunde Forum" entwickeln willst um das Ding dann über das Forum zu verticken, dass Ding ist ne Nummer zu groß für dich. Du hast ja jetzt schon Probleme auf der kleinsten Ebene, fahr damit mal zum EMV Test und das Ding fliegt dir um die Ohren und/oder strahlt wie ein Reaktor.... Zurück zum fachlichen: Ich würde mir hier was rausuchen, was meinen Umgebungsbedingungen entspricht: https://www.ti.com/de-de/power-management/non-isolated-dc-dc-switching-regulators/step-down-buck/buck-converter-integrated-switch/products.html#2954=SOIC&238max=3.8%3B28&; Kommt aber eben drauf an, welche Features du noch so willst. Da bist du bei 1000 Stück irgendwo zwischen 0,4€ und 0,8€, je nachdem was du (deine Firma) für Konditionen hat. PS: Wer etwas auf Kosten optimiert, der klimpert nicht bei 150KHz und riesigen SO-8 Gehäusen rum, sondern der sucht sich was in viel kleiner mit 1,5MHz aufwärts, damit die Spulen und die PCB Fläche klein bleiben....
Wie schon gesagt, nimm einen Regler mit Push/Pull-Ausgangsstufe. Die sind schneller und benötigen keine Mindestlast, da der Strom durch die Drossel in beide Richtungen fließen kann. Man sieht das auch gut auf dem Oszi, ein einfacher Regler hat diese typische Ausschwingwelle, die Push/Pull-Stufe hat eine schönes Rechteck, wie aus dem Bilderbuch. Das Verhalten bei Wackelkontakt am Eingang habe ich noch nie getestet. Schalte einen Elko (>=1000µF) mit Vorwiderstand oder Drossel davor, dadurch werden steile Einschaltflanken vermieden. Typisch haben Schaltregler aber einen Sanftanlauf eingebaut. Eine 5V TVS-Diode am Ausgang begrenzt auf etwa 7..8V, das halten MCs kurzzeitig noch aus.
> Typisch haben Schaltregler aber einen Sanftanlauf eingebaut.
Ich glaube das ist auch so ein Unterschied zwischen preiswerten
und guten Schaltregler. Letzere haben dafuer dann gerne noch
einen Pin. Damit kann man dann auch einstellen bei welcher Spannung
er anlaeuft oder ausgeht.
Vanye
Andreas M. schrieb: > Diodes hat aber noch mehr, was passen könnte: > > https://www.diodes.com/products/power-management/dc-dc-converters/integrated-power-stage/buck-converter/??#collection-9673=~(Compliance~'Standard~PartNumber~'ap63) > > Microchip gibts auch noch, die sind aber in dem Spannungs/Strombereich > nicht so gut aufgestellt, da müsste man dann größere Broken nehmen, die > gehen dann aber bis 6A: MIC26901, ist allerdings vom Gehäuse her was > ganz anderes. Danke für die INfos. Ich brauche aber mind. 35, besser 40V. Ich hatte mal mit dem MCP16301 gearbeitet. Der hat auch die Diode aber da gab es keine Probleme. Man musste nur drauf achten das der eine Massefläche unter dem Chip hatte und die Loop sehr klein, sonst hat der nicht gearbeitet. Aber der war durch Corona dann nicht mehr verfügbar lange Zeit und daher habe ich auf den XL umgestellt da das so mein Stammregler in anderen projekten war.
Peter D. schrieb: > Wie schon gesagt, nimm einen Regler mit Push/Pull-Ausgangsstufe. Die > sind schneller und benötigen keine Mindestlast, da der Strom durch die > Drossel in beide Richtungen fließen kann. > Man sieht das auch gut auf dem Oszi, ein einfacher Regler hat diese > typische Ausschwingwelle, die Push/Pull-Stufe hat eine schönes Rechteck, > wie aus dem Bilderbuch. > > Das Verhalten bei Wackelkontakt am Eingang habe ich noch nie getestet. > Schalte einen Elko (>=1000µF) mit Vorwiderstand oder Drossel davor, > dadurch werden steile Einschaltflanken vermieden. Typisch haben > Schaltregler aber einen Sanftanlauf eingebaut. > > Eine 5V TVS-Diode am Ausgang begrenzt auf etwa 7..8V, das halten MCs > kurzzeitig noch aus. Ich habe den MCP16301 genutzt, der hat auch kein Push-Pull und machte keine Probleme. AIC2857 war der erste Regler, der hat Push-Pull aber nur 20V. MAX5035ADJ habe ich auch mal genutzt, auch kein Push-Pull lief auch problemlos aber sehr sehr teuer. Ich denke ich werde es mal mit dem TP6841S6 probieren, der hat Push-Pull, ist klein und günstig.
Markus M. schrieb: > Danke für die INfos. Ich brauche aber mind. 35, besser 40V. Ich hatte > mal mit dem MCP16301 gearbeitet. Der schafft aber keine 2A. Oben hattest Du noch geschrieben, du hast bis 24V Eingangsspannung, Dein Eingangselko hat auch nur 35V. Dann werfe ich mal den AP64202 in den Ring. Bei Microchip wirds in den Regionen dann teurer als 80ct. Von Texas evtl ein LMR38020FDDAR, der kommt noch preislich in deine Region.
Markus M. schrieb: > Ich denke ich werde es mal mit dem > TP6841S6 probieren, der hat Push-Pull, ist klein und günstig. Ich verstehe Dich nicht. Oben schreibst du was von 2A. Der TP641S6 bringt aber maximal 800mA. Was willst Du jetzt eigentlich?
Andreas M. schrieb: > Markus M. schrieb: >> Ich denke ich werde es mal mit dem >> TP6841S6 probieren, der hat Push-Pull, ist klein und günstig. > > Ich verstehe Dich nicht. Oben schreibst du was von 2A. Der TP641S6 > bringt aber maximal 800mA. Was willst Du jetzt eigentlich? Den 2A Regler habe ich als Standardbauteil genommen. Für die 5V Anwendungen reichen 0,8A. Ich habe andere Anwedungen mit bspw. 12V Output da brauche ich die 2A da nehme ich weiterhin den XL. Problem ist aber eher aktuell das Verhalten bei geringer Last - und in vielen Schaltkreisen liegt die auch dauerhaft < 50mA oder wenn schaltet mal Servo oder Schrittmotor mit 0,5A dazu dann liegt man max. bei 0,6A.
Ich nehme nur noch die fertigen Traco TSR1 in meinen Projekten. Überspannungen habe ich bisher keine festgestellt. https://www.tracopower.com/de/deu/series/tsr-1
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Peter D. schrieb: > Ich nehme nur noch die fertigen Traco TSR1 in meinen Projekten. > Überspannungen habe ich bisher keine festgestellt. > > https://www.tracopower.com/de/deu/series/tsr-1 Die sind aber nicht gerade billig. mfg Klaus
Klaus R. schrieb: > Die sind aber nicht gerade billig Beim ersten EMV Test durch den du fällst, hast du das Geld wieder rein. Zumindest für Stückzahlen unter 250 Stück. Darüber kann man mal über einen preiswerteren Aufbau aus Einzelkomponenten nachdenken.
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