Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ? zu Schaltregler XL1509


von Thomas P. (topla)


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Moin,

auf dem Tisch habe ich eine ältere Baugruppe mit einem ATXMEGA und einem 
ESP-01, die aus einer 12 V-Quelle mit 3,3 V über einen Schaltregler 
XL1509 versorgt wird. Funktioniert soweit prima, allerdings kommt es 
beim Einschalten/Anstecken zu einer Kurzschlussmeldung der 12 
V-Versorgung. Ein 10 Ohm-Widerstand in der Zuleitung behebt das Problem 
mit dem zu hohen Strom im Anlaufmoment. Im Betrieb ist das problemlos, 
der Vorwiderstand kann überbrückt werden.

Für eine Neuauflage würde ich gerne einen Schaltregler einsetzen, der 
beim Start eine Art "Sanftanlauf" hat, stehe aber bei Suche dem 
überbordenden Angebot hilflos gegenüber. Wunsch wäre eben der 
Sanftanlauf und eine gute Verarbeitung (SOIC8 o.ä.) bei 3,3 V 
Ausgangsspannung. Hat da jemand eine gute Empfehlung, möglichst aus 
eigener Erfahrung?

Eine weitere Frage habe ich zur Beschaltung. Laut Datenblatt soll der 
XL1509 am Ausgang einen Elko von 180 µF haben. Für den ESP-01 werden in 
diversen Quellen 220 - 470 µF direkt am Eingang angegeben. Andererseits 
heißt es auch, dass hohe Kapazitäten am Ausgang von Schaltreglern die 
Regelung negativ beeinflussen. Wie macht man das nun richtig oder wo ist 
die Grenze?

Danke für alle Informationen
Thomas

Beitrag #7816671 wurde vom Autor gelöscht.
von Harald W. (wilhelms)


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Thomas P. schrieb:

> auf dem Tisch habe ich eine ältere Baugruppe mit einem ATXMEGA und einem
> ESP-01, die aus einer 12 V-Quelle mit 3,3 V über einen Schaltregler
> XL1509 versorgt wird. Funktioniert soweit prima, allerdings kommt es
> beim Einschalten/Anstecken zu einer Kurzschlussmeldung der 12
> V-Versorgung. Ein 10 Ohm-Widerstand in der Zuleitung behebt das Problem
> mit dem zu hohen Strom im Anlaufmoment.

Nimm doch einen passenden NTC als Vorwiderstand. Das löst Dein "Problem"
am einfachsten.

von Georg S. (randy)


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> XL1509 am Ausgang einen Elko von 180 µF haben. Für den ESP-01 werden in
> diversen Quellen 220 - 470 µF direkt am Eingang angegeben.

ob 180 oder 220uF, das geht in der Toleranz unter (Elkos haben gerne mal 
+10/-30%). Und so kritisch ist das mit der Regelschleife meist nicht als 
dass 470uF Probleme machen würden. Das ist ja gerade mal das doppelte.
Oft ist im Datenblatt eine Mindestkapazität angegeben, und die Regelung 
ist stabil egal wie hoch die Kapazität wird.

: Bearbeitet durch User
von Gerald B. (gerald_b)


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Ins Datenblatt gucken, ist wohl zu abwegig?
https://www.xlsemi.com/datasheet/XL1509-EN.pdf
Pin 4 ist ein Enable Pin, der mit low Pegel freigeschaltet wird, und 
offen low sieht. Beschalte den mit einem RC Glied. C nach plus und R auf 
Masse. Dann können deine 12V erstmal hochlaufen und sich die Elkos 
aufladen, ehe dann ein paar ms später der 3,3V Regler loslegt.

von Thomas P. (topla)


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Nö, abwegig ist das nicht, allerdings lese ich das Datenblatt mit den 
Bildern so, dass /EN ein digitaler Eingang zur Steuerung des Wandlers 
ist. Ich habe keine Ahnung, ob so eine Beschaltung zulässig ist und 
gleich gar nicht, ob das Anfangsladen des Elkos das Problem ist, oder 
der Anlauf des Wandlers.
Derzeit sind 100 µF zwischen 12 V-Eingang und dem Wandlereingang. Andere 
Geräte an der selben Versorgung haben 220 µF Elkos am Eingang (mit 
anschließendem Linearregler bzw. einem Schaltreglermodul 
(https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/dc_dc-wandler_rof-78xx_9-36_vin_single_5_0_vout_500_ma_mod-177275) 
und machen keine Probleme beim Einschalten/Anstecken. Für dieses Modul 
habe ich aber hier nicht ausreichend Platz.

Thomas

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Thomas P. schrieb:
> Ich habe keine Ahnung, ob so eine Beschaltung zulässig ist

Da in den Charakteristika des Enable Pins eine Schwellenspannung 
(Threshold) beschrieben wird, ist die Beschaltung mit einem RC Glied 
offensichtlich zulässig. Das ist ein Schmitt-Trigger Eingang.

von Gerald B. (gerald_b)


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Ich habe eine derartige Beschaltung mit RC Glied an Enable bei einem 
sehr ähnlichen XL StepUp für LEDs gemacht, bei dem das 24V Netzteil ohne 
diese Beschaltung in den Hickup Modus gegeangen ist und zum Strobo 
mutierte, weil Überlast - Neustart usw.
Die Chinesen sind etwas sparsam mit Infos in Datenblättern. es steht 
z.B. auch nichts drin, wie hoch der Strombedarf für den Enable ist.
Entsprechend konservativ würde ich 10K und 10 oder 22µF ansetzen, womit 
man roundabout auf 0,1 bis 0,2 Sekunden kommen sollté.
Geh davon aus, was nicht verboten ist, ist erlaubt. In 
Counsumerelektronik werden noch viel abendteuerlichere Sachen gemacht 
;-)

von Rainer W. (rawi)


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Thomas P. schrieb:
> Funktioniert soweit prima, allerdings kommt es beim Einschalten/Anstecken
> zu einer Kurzschlussmeldung der 12 V-Versorgung.

Einfach nicht auf die Meldung gucken ;-)

Oder lass den 10 Ω Widerstand drin. Wenn der ESP auf Sendung geht, 
fließen auf den 3.3V nicht mehr als 400 mA. Vor dem Schaltregler kannst 
du also bei WLAN-Sendung mit einer mittleren Stromaufnahme von nicht 
mehr als 150 mA rechnen, so dass an deinen 10 Ω in dem Betriebszustand 
weniger als 1.5 V abfallen. Bei 12V bleiben also auch dann genug 
Reserve. Elko hinterm Widerstand nicht vergessen.
Die Stromaufnahme deines ATXmega müsstest du selber auf den 
Eingangsstrom umrechnen und noch dazu zählen.

Gerald B. schrieb:
> es steht z.B. auch nichts drin, wie hoch der Strombedarf
> für den Enable ist.

Nachmessen ist keine Option?

: Bearbeitet durch User
von Thomas P. (topla)


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Gerald B. schrieb:
> Ich habe eine derartige Beschaltung mit RC Glied an Enable bei einem
> sehr ähnlichen XL StepUp für LEDs gemacht, ...

Werde ich wohl doch einen Prototypen zum Experimentieren bauen müssen, 
so ganz traue ich dem Frieden noch nicht.

Gerald B. schrieb:
> Die Chinesen sind etwas sparsam mit Infos in Datenblättern.

Das ist aber nett umschrieben, oft steht da überhaupt nichts Brauchbares 
drin.

Gerald B. schrieb:
> In Counsumerelektronik werden noch viel abendteuerlichere Sachen gemacht
> ;-)

Man muss ja nicht jeden Blödsinn nachmachen ;-)

Rainer W. schrieb:
> Thomas P. schrieb:
>> zu einer Kurzschlussmeldung der 12 V-Versorgung.
>
> Einfach nicht auf die Meldung gucken ;-)

Wäre die einfachste Lösung, wenn diese Meldung nicht mit einem 
kurzzeitigem Abschalten der Spannungsversorgung mit Absturz aller davon 
gespeisten Geräte verbunden wäre.

Rainer W. schrieb:
> Oder lass den 10 Ω Widerstand drin.

Eigentlich möchte ich keine Heizung in dem kleinen Kistchen (pactec 
cns-000) haben. Das war bisher ein Workaround in der Zuleitung.

> Gerald B. schrieb:
>> es steht z.B. auch nichts drin, wie hoch der Strombedarf
>> für den Enable ist.
>
> Nachmessen ist keine Option?

Nicht so richtig, derzeit habe ich keine XL1509 mehr hier und da alle 
Geräte im Betrieb sind, ist das Strippen auch keine Lösung. Ganz 
geschickt wurde der /EN-Pin auch unter dem IC angefahren.

Thomas

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Gerald B. schrieb:
> es steht
> z.B. auch nichts drin, wie hoch der Strombedarf für den Enable ist.

Doch, auch das steht drin. Input Leakage Current bei High ist typ. 5µA, 
bei Low typ. 0,2µA. Man muss es nur lesen.

von Rainer W. (rawi)


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Thomas P. schrieb:
> Eigentlich möchte ich keine Heizung in dem kleinen Kistchen (pactec
> cns-000) haben.

Der ESP zieht, wenn er nicht gerade über WLAN sendet, etwas 80 mA, d.h. 
auf der 12V-Schiene weniger als 30 mA. Die Leistung am 10 Ohm Widerstand 
liegt dann bei 9 mW (NEUN Milliwatt).
Mit deinen Messmitteln wirst du die dadurch im Gehäuse verursachte 
Temperaturerhöhung kaum nachweisen können.

: Bearbeitet durch User
von Thomas P. (topla)


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Moin,

der Normalzustand ist aber der häufige Sendebetrieb, da dort über Kabel 
eine Steuerung dran hängt, die Reaktionen auf Eingaben des Funksenders 
an diesen zurückschickt.
Letzten Endes hast Du recht, wahrscheinlich funktioniert das auch mit 
dem Widerstand im Gehäuse, den man durch Versuche vielleicht auch noch 
weiter reduzieren kann.
Aber irgendwie möchte man doch auch eine elegante Lösung haben - geht 
mir zumindest so.

Thomas

von Jens G. (jensig)


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Thomas P. schrieb:
> auf dem Tisch habe ich eine ältere Baugruppe mit einem ATXMEGA und einem
> ESP-01, die aus einer 12 V-Quelle mit 3,3 V über einen Schaltregler
> XL1509 versorgt wird. Funktioniert soweit prima, allerdings kommt es
> beim Einschalten/Anstecken zu einer Kurzschlussmeldung der 12
> V-Versorgung.

Thomas P. schrieb:
> Aber irgendwie möchte man doch auch eine elegante Lösung haben - geht
> mir zumindest so.

Eleganter wäre es, ein Netzteil zu benutzen, welches kurzzeitige 
"Kurzschlüsse" eher ignoriert. Offensichtlich ist das NT nur für ohmsche 
Lasten gedacht ...

Thomas P. schrieb:
> Für eine Neuauflage würde ich gerne einen Schaltregler einsetzen, der
> beim Start eine Art "Sanftanlauf" hat, stehe aber bei Suche dem
> überbordenden Angebot hilflos gegenüber.

Selbst mit den deutschen Wörtern "Sanftanlauf" und "Schaltregler" 
bekomme ich einige Vorschläge, welche passend für Deine "Anforderungen" 
wären.
Wenn es nur darum geht, 3,3V aus 12V bei ein paar 100mA zu machen, gibt 
es doch genug Vorschläge. Klar, wenn die Anforderungen am Ende doch 
etwas differenzierter sind, dann muss man eben Datenblätter "wälzen" ...

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Thomas P. schrieb:
> der Normalzustand ist aber der häufige Sendebetrieb,

Für die erzeugte Wärme kommt es auf die MITTLERE Verlustleistung an.
Wie ist der Duty-Cycle?
Normalerweise dauert eine WLAN-Aussendung nur wenige Millisekunden.

von Thomas P. (topla)


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Jens G. schrieb:
> Eleganter wäre es, ein Netzteil zu benutzen, welches kurzzeitige
> "Kurzschlüsse" eher ignoriert. Offensichtlich ist das NT nur für ohmsche
> Lasten gedacht ...

Nö, ist nicht eleganter. Das Gerät wird an einen von einer Zentrale 
(also kein extra Netzteil) gespeisten Bus mit mitgeführter 
Spannungsversorgung 12 V angeschlossen und erweitert diesen Bus um eine 
Funkstrecke. Da es verschiedene Zentralen gibt, soll es mit allen 
zurechtkommen, ohne erst eine Trennung der Spannungsversorgung und 
Neueinspeisung einbauen zu müssen. Tut es auch, nur eben mit einer 
Zentrale nicht und das auch nur im Einschalt-/Ansteckmoment.

Jens G. schrieb:
> Wenn es nur darum geht, 3,3V aus 12V bei ein paar 100mA zu machen, gibt
> es doch genug Vorschläge. Klar, wenn die Anforderungen am Ende doch
> etwas differenzierter sind, dann muss man eben Datenblätter "wälzen" ...

Genau, und mangels Kenntnissen der Fallstricke im Detail habe ich halt 
versucht, das Schwarmwissen anzuzapfen. Ideal wäre es gewesen, einen 
Hinweis der Art "nimm XY, habe ich verbaut oder verwende ich immer, ist 
unkritisch im Aufbau und im Einschaltmoment" zu bekommen. Ich bin kein 
erfahrener Entwickler von Schaltreglern und deren Auslegung. Wenn es 
dann nach dem Wälzen von Datenblättern und einem Testaufbau hier zu 
Nachfragen kommen sollte, dann höre ich schon die Antwort "Warum hast Du 
denn ausgerechnet das Ding verwendet?"
Wenn ich es besser gewusst hätte, wäre das Problem mit dem XL1509 ja 
auch gar nicht aufgetreten...
Ich wäre auch nicht auf die Idee gekommen, /EN als Problemlöser in 
Betracht zu ziehen, weil ich das Einschalten des Reglers selber als 
Ursache angesehen habe, egal ob der sofort beim Anstecken oder später 
über den /EN-Eingang gestartet wird.

Thomas

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Thomas P. schrieb:
> Ideal wäre es gewesen, einen
> Hinweis der Art "nimm XY, habe ich verbaut oder verwende ich immer

Das musst du dann aber auch formulieren. Du fragst zwar im ersten 
Posting nach Sanftanlauf, aber das löst ja nicht das grundsätzliche 
Problem.
Also, nimm z.B. den hier:
https://www.amazon.de/Converter-LAOMAO-Einstellbar-Spannungwandler-Netzteil-gr%C3%BCn/dp/B0B932CTQJ/
Bisher haben die bei mir in jeder Lebenslage funktioniert. Hinweis in 
den Rezensionen beachten.

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Thomas P. schrieb:
> Nö, ist nicht eleganter. Das Gerät wird an einen von einer Zentrale
> (also kein extra Netzteil) gespeisten Bus mit mitgeführter
> Spannungsversorgung 12 V angeschlossen und erweitert diesen Bus um eine
> Funkstrecke. Da es verschiedene Zentralen gibt, soll es mit allen
> zurechtkommen,

Dann baust Du eben eine Einschaltstrombegrenzung. Einschalten mit 20 Ohm 
in Reihe und den nach kurzer Zeit überbrücken.

von Thomas P. (topla)


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Matthias S. schrieb:
> Das musst du dann aber auch formulieren. Du fragst zwar im ersten
> Posting nach Sanftanlauf, aber das löst ja nicht das grundsätzliche
> Problem.

Wie hätte ich das
Thomas P. schrieb:
> Hat da jemand eine gute Empfehlung, möglichst aus eigener Erfahrung?
denn verständlicher formulieren können?

> Also, nimm z.B. den hier:
> 
https://www.amazon.de/Converter-LAOMAO-Einstellbar-Spannungwandler-Netzteil-gr%C3%BCn/dp/B0B932CTQJ/
> Bisher haben die bei mir in jeder Lebenslage funktioniert. Hinweis in
> den Rezensionen beachten.

Kannst Du da bitte mal draufschauen, welcher Schaltwandler-IC da verbaut 
ist? Das Modul ist schon etwas zu groß, vieles darauf brauche ich nicht 
und den Rest würde ich gerne direkt auf der neuen Platine unterbringen.

Thomas

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Thomas P. schrieb:
> Kannst Du da bitte mal draufschauen, welcher Schaltwandler-IC da verbaut
> ist?

Das könnte der MP2307 oder der MP2315 sein, aber nicht drauf festnageln. 
Ich benutze die Module nur und seziere sie nicht.

: Bearbeitet durch User
von Thomas P. (topla)


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