Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik AP63205 Buck-Konverter stirbt bei 25V Speisung


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von Zerlihetzer (Gast)


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Hallo liebe Gemeinde

Baustein: AP63205, Step-Down Dc-Dc Converter.
Eingangsspannung in meiner Applikation: 20-28VDC.
Ausgangsspannung: 5VDC.

Verwirklichung auf einem kleinen PCB, streng nach den vorgaben des 
Datenblatts.
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/AP63200-AP63201-AP63203-AP63205.pdf

Problem: Beim Anlegen einer Eingangsspannung von 25VDC geht das Teil 
kaputt. Zwei- bis dreimal kann man es erfolgreich einschalten, danach: 
Kurzschluss Eingangsseite. Bei niedrigeren Eingangsspannungen (10-12V) 
funktioniert das Ding einwandfrei. Wo genau die Schwelle liegt, wo der 
Baustein in den Halbleiterhimmel aufsteigt habe ich nicht 
herausgefunden. Gemäss Datenblatt sollte der AP63205 jedoch problemlos 
bis 32V ertragen.

Was ich versucht habe ist, per Kondensator von EN zu GND den Start 
hinauszuzögern (100nF bis 1uF = mehrere Sekunden). Es hat jedoch nichts 
bewirkt. Auch unterschiedliche Spulen gleicher Induktivität haben nichts 
genutzt.

Die Last ist ein uP mit LCD Display, also 30mA, mehr sicher nicht.

Es ist mein erster DCDC Konverter, den ich selbst gelayoutet habe, 
weshalb ich noch keine Erfahrung habe. Muss da noch irgendwo ein Filter 
hin, welches das Datenblatt unterschlägt? Generiere ich irgendwelche 
unschönen  Schwingungen? Kurz: Weiss jemand wie man das Problem behebt?

P.S: Man lasse sich nicht von meinem äusserst hässlich gezeichneten 
Schema irritieren, ich wollte das PCB für unterschiedliche varianten 
dieses Chips kompatibel machen, also auch denjenigen, der keine fixe 
Ausgangsspannung hat. Der Jumper J1 ist geschlossen und der 
Spannungsteiler R2, R3 sowie C9 nicht bestückt.

Ich freu mich auf eure kompetenten Antworten ;D

von Achim S. (Gast)


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Zerlihetzer schrieb:
> Gemäss Datenblatt sollte der AP63205 jedoch problemlos
> bis 32V ertragen.

welche Spannungsspezifikation haben die Kondensatoren am Eingang?

Zerlihetzer schrieb:
> Generiere ich irgendwelche
> unschönen  Schwingungen?

Möglich. Ich würde als erstes mal mit einem Oszi nachmessen, wie der 
Spannungsverlauf am Eingang beim Einschalten tatsächlich aussieht. Gibt 
es da evtl. Überschwinger (über 32V?) Dazu braucht es ein Oszi, aber 
ohne Oszi tut man sich auch generell schwer, wenn man DCDC designen 
will.

Zerlihetzer schrieb:
> Man lasse sich nicht von meinem äusserst hässlich gezeichneten
> Schema irritieren,

das Schematic ist imho ok. Aber zeig bitte mal ein echtes Layout-Bild. 
In deinem aktuell gezeigten gerenderten "Foto" von der Platine sieht man 
zwar die Bauteile mit Ihren Werten. Interessant wäre aber, aller 
Leiterbahnen und Anschlüsse erkennen zu können - auf top und bottom, und 
auch die, die von den Bauteilen ggf. verdeckt sind. Und im Layout bitte 
die Namen der Bauteile einblenden (die sind eindeutiger als die aktuell 
eingeblendeten Bauteilwerte)

von Zerlihetzer (Gast)



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Hallo

Die Eingangskondensatoren sind folgende:
10uF/50V X7R
https://www.digikey.ch/product-detail/de/samsung-electro-mechanics/CL31B106KBHNNNE/1276-6767-1-ND/5961626

Ausgangskondensatoren:
22uF 10V X7R
https://www.digikey.ch/product-detail/de/samsung-electro-mechanics/CL31B226MPHNNNE/1276-3148-1-ND/3891234

Die Induktivität:
4.7UH 2.6A 35 mOHM (Wahrscheinlich masslos überdimensioniert)
https://www.digikey.ch/product-detail/de/taiyo-yuden/NRS5030T4R7MMGJ/587-3461-1-ND/4157801

Leider habe ich im Schema mit Bauteilen aus der Standardbibliothek 
gearbeitet, es nutzt also nichts wenn ich Details einblende, die ohnehin 
nicht stimmen.


Mit dem Oszi habe ich mich mal ganz vorsichtig herangetastet.
Generell:
Kanal2, Grün: Eingangsspannung Dc-Dc Wandler
Kanal1, Gelb: Ausgangsspannung Dc-Dc Wandler

Vorab Bild: ap63205_5
Es Zeigt den "Einschaltmoment" wenn der Stecker die Buchse des 
Netzgeräts (DPS5005) berührt. Ich denke nicht, dass dies von Bedeutung 
ist, aber ich kann mich ja irren, deshalb ist er hier einmal vergrössert 
dargestellt.

Bild: ap63205_6
Die Eingangsspannung ist auf 10V gestellt, alles funktioniert soweit. 
Eigenartig ist, dass die Speisung kurz vor dem ende der Rampe einbricht. 
Strombegrenzung ist auf 300mA. Dieses Phänomen habe ich zweimal 
registriert, bei zahlreichen weiteren Messungen wurde es nicht 
beobachtet.

Bild: ap63205_8
Einschaltprozedur bei 15V Vin.

Bild: ap63205_12
Da hatte sich wohl der Grosse Augenblick abgespielt, ehe ich die 
Möglichkeit hatte, die Spannungsskala anzupassen. Ich weiss, dass man 
jetzt darauf schwören kann, dass durch das prellen wie im ersten Bild 
hervorgehoben eine zu hohe Spannung entsteht. Ich möchte aber einwenden, 
dass der AP63205 auch stirbt, wenn ich das Netzteil (DPS5005) per 
Software einschalte. (Ich meine hiermit, der Stecker ist eingesteckt und 
ich drücke den "Ausgang einschalten"-Knopf. In diesem fall steigt die 
Spannung vom Netzteil in Form einer Rampe, wie es auf Bild ap63205_1 zu 
sehen ist. Leider habe ich den Screenshot bei 10V gemacht, aber bei 25V 
dürfte es ähnlich aussehen.

Ich möchte die Messung jetzt nicht verifizieren, da ich nur noch 1IC 
übrig habe....

von Achim S. (Gast)


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Zerlihetzer schrieb:
> Leider habe ich im Schema mit Bauteilen aus der Standardbibliothek
> gearbeitet, es nutzt also nichts wenn ich Details einblende, die ohnehin
> nicht stimmen.

es geht mir nicht um "mehr Details". Es geht mir darum, dass man auf den 
ersten Blick erkennen kann, es sich bei einem 10kOhm-Widerstand nun um 
R1, R2 oder R3 handelt. Damit man die kritischen Strompfade in deinem 
Layout einfach nachvollziehen kann. Und dazu wäre es auch günstig, wenn 
du ein Layout zeigst (nicht ein "Foto" der Platine). Denn im Layout kann 
man die Leiterbahnen auf der Top-Seite durch die Farbe von den 
Leiterbahnen auf der Bottom-Seite unterscheiden, sieht top und bottom 
aus der selben Perspektive (botton nicht gespiegelt) und kann damit 
leicht die Strompfade verfolgen.

Aber auch wenn man nur die Fotos sieht: beim Buck-Regler ist vor allem 
die Positionierung des Eingangskondensators entscheidend im Bezug auf 
unerwünschte Spannungsspitzen beim Umkommuitieren. Und die Platzierung 
ist bei dir ganz ok.

Was nicht richtig gut ist ist der Verlauf des Feedback-Pfads. Aber Wenn 
du wirklich mal eine einstellbare Variante der Schaltung machen willst 
must du darauf achten, dass der Massebezug am Teiler R2/R3 zu der Masse 
des Ausgangssignals passt (ist bei R3 nicht gegeben - der hat eine 
miserable GND-Anbindung mit einer Riesenschleife über den 
Eingangsstecker).  Außerdem müsstest du dann auch C9 korrigieren: der 
gehört parallel zu R2 (nicht zu R3). Und er sollte im Bereich 100pF sein 
(nicht 100nF). Aber da du aktuell eine Festspannungsvariante des ICs 
einsetzt und R2, R3 und C9 nicht bestückt sind, ist das wohl nicht der 
Grund für den Ausfall.

Zu den Messungen:

Zerlihetzer schrieb:
> Vorab Bild: ap63205_5
> Es Zeigt den "Einschaltmoment" wenn der Stecker die Buchse des
> Netzgeräts (DPS5005) berührt. Ich denke nicht, dass dies von Bedeutung
> ist,

Man sieht zumindest, dass im Einschaltmoment die Spannung einen 
Überschwinger von 80% hat. Wenn du das mit 25V machst, dann ist 
vorprogrammiert, dass dein AP63205 durchbrennt. Wenn du die Spannung 
"immer" per Softwarebefehl einschaltest, kann man zwar darauf hoffen, 
dass die Flanke immer ungefährlich ist. Aber wissen tun wir es jetzt 
leider nicht.

Zerlihetzer schrieb:
> Bild: ap63205_6
> Die Eingangsspannung ist auf 10V gestellt, alles funktioniert soweit.

Auch hier wieder: im Einschaltmoment Überschwinger im Bereich 80%.

Zerlihetzer schrieb:
> Ich weiss, dass man
> jetzt darauf schwören kann, dass durch das prellen wie im ersten Bild
> hervorgehoben eine zu hohe Spannung entsteht. Ich möchte aber einwenden,
> dass der AP63205 auch stirbt, wenn ich das Netzteil (DPS5005) per
> Software einschalte. (Ich meine hiermit, der Stecker ist eingesteckt und
> ich drücke den "Ausgang einschalten"-Knopf. In diesem fall steigt die
> Spannung vom Netzteil in Form einer Rampe, wie es auf Bild ap63205_1 zu
> sehen ist. Leider habe ich den Screenshot bei 10V gemacht, aber bei 25V
> dürfte es ähnlich aussehen.

Na ja: du zeigst eine Messung, bei der das IC gestorben ist und bei der 
der Überschwinger da war. Und dann vermutest du, dass beim 
Software-Einschalten kein Überschwinger da ist und das IC trotzdem 
sterben würde. Das kann man schon vermuten, aber um zu wissen was 
Sache ist, dazu ist genau die Messung da.

von Achim S. (Gast)


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zur Ergänzung: im Anhang habe ich mal dein Layoutfotos so 
"zurechtgespiegelt", dass man sie sich übereinandergelegt vorstellen 
kann (das wäre es, was im Layout direkt sichtbar wäre).

In rot und blau eingezeichnet sind die Strompfade beim Umkommutieren des 
Buck - wie oben schon geschrieben passen die rote Schleife und die blaue 
Schleife ganz gut übereinander, da entsteht nicht zuviel parasitäre 
Induktivität, die unerwünschte Spannungsspitzen machen würde.

In gelb habe ich mal eingezeichnet, welchen Weg dein Feedbackpfad nimmt 
und wie die Masseverbindung zwischen Masse des AP63205 und Masse des 
Feedback-Spannungsteilers stattfindet - für die einstellbare Variante, 
bei der der Feedback-Teiler bestückt wird, würde ich das klar ändern. 
Schau dir zum Vergleich den Feedback-Teiler in Fig. 25 des Datenblatts 
an
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/AP63200-AP63201-AP63203-AP63205.pdf
und wie eng dort die Masse von R2 mit der Masse des AP63205 
zusammenhängen.

Aber wie auch schon erwähnt: da du derzeit die Fix-Spannung Variante 
bestückt hast, dürfte das mit deinem aktuellen Problem nichts zu tun 
haben.

von Gerd E. (robberknight)


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Zerlihetzer schrieb:
> Die Eingangskondensatoren sind folgende:
> 10uF/50V X7R
> 
https://www.digikey.ch/product-detail/de/samsung-electro-mechanics/CL31B106KBHNNNE/1276-6767-1-ND/5961626

10µF als MLCC in 1206. Das bedeutet daß bei 25V da von den 10µF so gut 
wie gar nichts mehr übrig ist. Schau bei Samsung nach wieviel genau. 
Vermutlich haben die ein Tool dafür irgendwo auf deren Webseite. Wenn 
nicht, dann schau bei Kemet, Murata etc. nach ähnlichen Teilen und wie 
die Werte dort sind.

Du betreibst das Ding bei 25V fast ohne Eingangskondensator. Das kann 
nicht gut gehen.

Entweder nimmst Du eine ganze Batterie von denen parallel oder einen 
kleinen Polymer-Elko mit z.B. 100µF. Zusätzlich dann einen kleineren 
MLCC, z.B. 1µF in 0805 oder so.

: Bearbeitet durch User
von Zerlihetzer (Gast)


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Hallo

@Achim - Da habe ich mal wieder von einem meiner ausgeprägtesten 
Talenten gebrauch gemacht - nämlich Dinge falsch zu interpretieren. 
Danke, dass Sie sich trotzdem die Arbeit gemacht haben meine dürftigen 
Daten aufzubereiten. Ich schätze alle Ihre Informationen sehr. Natürlich 
verlangt der Tatbestand nach weiteren Messungen um das notwendige Wissen 
zu erlangen. Nur dachte ich, man könne vielleicht schon eine Lösung 
absehen.

@Gerd E. - Ich wusste dass X7R Kondensatoren sehr Temperaturabhängig 
sind, aber dass ihre Kapazität auch Spannungsabhängig ist war mir neu - 
Danke für den Input. Ich habe mich gleich einmal durchs Degenblatt 
gewühlt und dem entsprechenden Diagramm etwas Aufmerksamkeit geschenkt.
Datenblatt: 
https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Samsung%20PDFs/CL_Series_MLCC_ds.pdf

Am angehängten Bild ist zu erkennen dass der Kondensator bei 25V <10% 
seiner Kapazität einbüsst. Wenn ich jetzt nicht total falsch 
interpretiere oder im falschen Diagramm bin ist das weit weg von "quasi 
ohne Kapazität". Im übrigen rät mir das Datenblatt zu (nur) einem 
Keramikkondensator- ist den MLCC davon ausgenommen? Es ist doch auch ein 
Keramikkondensator.

Nun gehe ich mal davon aus, dass es doch Schwingungen im Einschaltmoment 
sind, die den Regler zerstören. Und ich versuche sie mittels höherer 
Eingangskapazität zu verringern. Wünscht meinem letzten AP63205 viel 
Glück...
Gibt es noch weitere Vorschläge, wie dieses Problem angegangen werden 
soll?

von Achim S. (Gast)


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Zerlihetzer schrieb:
> Am angehängten Bild ist zu erkennen dass der Kondensator bei 25V <10%
> seiner Kapazität einbüsst. Wenn ich jetzt nicht total falsch
> interpretiere oder im falschen Diagramm bin ist das weit weg von "quasi
> ohne Kapazität". Im übrigen rät mir das Datenblatt zu (nur) einem
> Keramikkondensator- ist den MLCC davon ausgenommen? Es ist doch auch ein
> Keramikkondensator.

Die Kapazitätsabnahme bei steigender Spannung kann ein Schaltungsproblem 
sein - das war auch der Grund, warum ich zuvor noch dem 
Eingangskondensator gefragt hatte. Aber in dieser Schaltung sind die 
zwei gewählten Kondensatoren noch sicher ausreichend (zumal es nur um 
einen Strom von 30mA geht).

Zerlihetzer schrieb:
> Nun gehe ich mal davon aus, dass es doch Schwingungen im Einschaltmoment
> sind, die den Regler zerstören.

Jedenfalls würde ich zuerst sicherstellen, dass diese Überschwinger 
nicht so drastisch auftreten. Wenn das sicher ist, kann man ggf. weiter 
nach eventuellen anderen Ursachen suchen. (Wenn dann noch Ausfälle 
auftreten).

Zerlihetzer schrieb:
> Und ich versuche sie mittels höherer
> Eingangskapazität zu verringern.

das ist nicht unbedingt der richtige Ansatz. Der Überschwinger kommt 
ggf. aus der Induktivität der Zuleitung und der hohen Güte der 
Keramikkondensatoren am Eingang, die zusammen einen Schwingkreis bilden. 
Noch mehr Keramikkondensatoren am Eingang verbessern das nicht unbedingt 
sondern können es verschlechtern.

Der eigentliche Ansatz wäre, Güte aus dem ungewollten Schwingkreis 
herauszunehmen. Als einfachste Maßname mit einem kleinen 
Längswidderstand zwischen Zuleitung und Platine, der den Einschalt-Puls 
dämpft. Vielleicht zum Ausprobieren mal 10 Ohm - die fallen bei dem 
geringen Strom, der auf der Eingangsseite benötigt wird, kaum ins 
Gewicht.

von Harald A. (embedded)


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Das Phänomen habe ich jetzt auch schon mehrfach beobachtet. Typisch ist, 
dass z.B. 20cm lange Zuleitungen vom Labornetzteil kein Problem sind und 
ab ca. 50cm geht es dann los mit dem plötzlichen Netzteiltod. Wie Achim 
schon sagte, in den Fällen, die ich kenne, war es die Induktivität der 
Zuleitung in Verbindung mit den MLCCs —> Ringing. Abhilfe ist ganz 
einfach ein (kleiner) Elko parallel zu den MLCCS.

Siehe auch hier:
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an88f.pdf

Ansonsten stimme ich auch zu, von den 10uF bleibt bei 25V nichts mehr 
übrig.

: Bearbeitet durch User
von Gerd E. (robberknight)


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Zerlihetzer schrieb:
> @Gerd E. - Ich wusste dass X7R Kondensatoren sehr Temperaturabhängig
> sind, aber dass ihre Kapazität auch Spannungsabhängig ist war mir neu -
> Danke für den Input. Ich habe mich gleich einmal durchs Degenblatt
> gewühlt und dem entsprechenden Diagramm etwas Aufmerksamkeit geschenkt.
> Datenblatt:
> https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Samsung%20PDFs/CL_Series_MLCC_ds.pdf

Vergiss das generische Serien-Datenblatt dafür. Die Werte die Du 
brauchst sind viel zu spezifisch für jeden einzelnen Kondensator. Daher 
schrieb ich ja explizit daß Du auf die Webseite von Samsung gehen sollst 
und dort nach dem entsprechenden Tool suchen.

Hab ich jetzt mal für Dich gemacht. Nennt sich bei denen "Simulation":
http://weblib.samsungsem.com/mlcc/mlcc-ec.do?partNumber=CL31B106KBHNNN

Klick den Kondensator an, dann DC-Bias. Dann bekommst Du ne schöne 
Grafik für genau diesen Kondensator.

Bei 25V bleiben 2,09µF übrig. Dann noch die 10% Toleranz dieses Modells 
abziehen, dann bist Du bei 1,88µF. Die Grafik ist jetzt nur für 1 kHz, 
bei den 1.1 MHz Deines Schaltreglers geht das noch weiter runter.

von Zerlihetzer (Gast)



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Guten Abend

Habt besten Dank für eure Antworten. Ich durfte einiges neues Lernen und 
mein letzter AP63205 ist nicht verstorben. Vielen dank für die Geduld 
und den Aufwand!

Ich habe etwas experimentiert und die Einschalt-Schwingungen bei 
unterschiedlichen Eingangsspannungen und zusätzlichen Kapazitäten 
(Elkos) aufgezeichnet. Perfekt ist es noch nicht, aber wesentlich 
akzeptabler.

Freundlich Grüsst
Zerlihetzer

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Ich finde das toll, wie man mit 10 MB die Speichermedien belasten kann 
für die paar Fotos, wenn man das gleiche im PNG-Format mit ca 20 kB / 
Foto auch sehen könnte... Ich dachte, es gäbe da gewisse Hinweise vor 
dem Posten. Aber: Wer kann, der kann.


mfg

von Zerlihetzer (Gast)


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Hallo Christian

Jep, das ist mein Fehler. Habe den Hinweis gelesen, war mir allerdings 
nicht mehr bewusst, dass das Oszi andere Formate abspeichert (irgend so 
ein Trottel ((ich)) hat das wohl mal geändert, resp. vergessen die 
Standardeinstellungen zu ändern). Und es ist mir bedauerlicherweise 
nicht aufgefallen. Nun kann man sich nur noch daran trösten, dass der 
Speicher mit schönen Oszibildern vermüllt ist...

Wenn wir aber schon bei Speicherplatz optimieren wären, dann wäre es 
auch eine Anregung wert, dass man hochgeladene Bilder entladen könnte. 
Das ist mir am Anfang nämlich passiert, habe das erste Bild doppelt 
hochgeladen, weil ich nicht gleich gecheckt habe, wie die beiden Buttons 
funktionieren.

von Achim S. (Gast)


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Zerlihetzer schrieb:
> mein letzter AP63205 ist nicht verstorben.
.....
> Perfekt ist es noch nicht, aber wesentlich
> akzeptabler.

das ist erfreulich zu hören.

Hast du deine Verbesserungen bisher allein durch das Spielen mit 
zusätzlichen Kondensatoren (Elkos) erreicht?

Schon ein "ganz klein bisschen" Längswiderstand in der Zuleitung dürfte 
den Dämpfungseffekt sehr deutlich erhöhen. Oben hatte ich etwas von 10 
Ohm geschrieben, aber auch schon 1 Ohm gibt z.B. mit deinen 100µF eine 
Zeitkonstante von 100µs - da bleibt vom jetzt noch rudimentär 
vorhandenen Überschwinger gar nichts mehr übrig.

In einer Anwendung mit hohen Strömen hätte man natürlich nicht gerne 1 
Ohm in der Zuleitung. Aber in deiner aktuellen Anwendung fließen auf der 
Eingangsseite nur einstellige mA. Ein paar mV Spannungsverlust bei einer 
25V Versorgung fallen nicht wirklich ins Gewicht.

von Zerlihetzer (Gast)


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Hallo Achim

Genau, so ist es. Die versuche mit dem Längswiderstand stehen noch an - 
wobei ich natürlich ebenfalls gerne ohne einen solchen auskommen möchte. 
Schliesslich möchte ich den Konverter auch in anderen Geräten einsetzen, 
die einen höheren Strom benötigen. Wäre ja schade um die hochwertigen 
Komponenten wenn er nicht wenigstens auch mal 1 Ampere liefern dürfte :)

Ich werde jedenfalls bei Gelegenheit noch etwas weiter 
herumexperimentieren.

Gestern bin ich auf der suche nach etwas mehr Auswahl meiner Elko-Kiste 
auf Aluminium-Polymer Kondensatoren gestolpert. Habe mich ein wenig 
schlau darüber gemacht. Es scheint mir eine alternative für die MLCCs zu 
sein. Die 1206 MLCCs hab ich draufgepackt, im glauben die Dimensionen so 
klein wie möglich zu halten. Da die Gegebenheiten nun sowieso nach einem 
Elko schreien, kann ich auch einen solchen platzieren. SMD Elkos mag ich 
nicht, ich nehme THT um es etwas "handlötfreundlicher" zu machen.
Kennst du dich zufälligerweise auch mit diesen Polymer-Elkos aus? Gibts 
da auch so fiese Fallen?

von geb (Gast)


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Gerd E. schrieb:
> Bei 25V bleiben 2,09µF übrig.

Das erscheint jetzt nicht sehr glaubwürdig. Bei halber Nennspannung 80% 
Kapazitätsverlust ???  - geht's noch? Da kann man die Dinger gleich in 
die Tonne klopfen. Vertraue eher dem generischen Datenblatt.

Grüsse

von Achim S. (Gast)


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Zerlihetzer schrieb:
> Die 1206 MLCCs hab ich draufgepackt, im glauben die Dimensionen so
> klein wie möglich zu halten.

Das ist ein Aspekt: weil die MLCC sehr "klein" sind kann man sie nahe an 
den Verbraucher ranrücken. Dadurch kann die Verbindung mit einer sehr 
kleinen parasitären Induktivität durchgeführt werden. Und deswegen 
erreicht man mit den kleinen Keramikkondensatoren eine Stützkapazität, 
die auch bei sehr hohen Frequenzen noch sehr gut wirkt.

Dein größerer Elko hat dagegen automatisch längere Anschlussdrähtchen. 
Dadurch wird er schon wesentlich früher induktiv als die 1206 MLCCs. Und 
außerdem hat der Elko einen viel höheren "Equivalen Series Resistor" 
(ESR). Deswegen dominiert bei ihm schon ein Widerstandsverhalten, wo die 
MLCCs noch perfekt kapazitiv sind. In der augenblicklichen Schaltung ist 
dieses Widerstandsverhalten erwünscht (weil es die Überschwinger 
dämpft). Aber der Elko gehört nicht anstelle der MLCCs rein, sondern 
zusätzlich zu den MLCCs.

geb schrieb:
> Das erscheint jetzt nicht sehr glaubwürdig.

Ist aber trotzdem so. Willkommen bei der Realität von Klasse 2 
Keramikkondensatoren (wie X7R). Bei manchen Herstellern ist die 
Kapazität um einen Faktor 2 reduziert, bei anderen um einen Faktor 5, du 
musst wirklich genau die Kurve zu genau deinem Baustein anschauen.

Aber: 2*2,09µF parallel sind für deine Anwendung mit 30mA noch völlig 
ausreichend.

von Peter D. (peda)


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Wie kommst Du auf C9 = 100nF am FB nach GND?
Damit schließt Du die Regelung kurz, d.h. die wird überschwingen wie 
Sau. Daher geht der IC kaputt.
Im Datenblatt gibt es einen C4 = 100pF gegen die Drosssel.

von Achim S. (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Wie kommst Du auf C9 = 100nF am FB nach GND?

Das ist in der aktuellen Schaltung klar falsch. Siehe auch...

Achim S. schrieb:
> Außerdem müsstest du dann auch C9 korrigieren: der
> gehört parallel zu R2 (nicht zu R3). Und er sollte im Bereich 100pF sein
> (nicht 100nF). Aber da du aktuell eine Festspannungsvariante des ICs
> einsetzt und R2, R3 und C9 nicht bestückt sind, ist das wohl nicht der
> Grund für den Ausfall.

von mark space (Gast)


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Harald A. schrieb:
> Das Phänomen habe ich jetzt auch schon mehrfach beobachtet.
> Typisch ist,
> dass z.B. 20cm lange Zuleitungen vom Labornetzteil kein Problem sind und
> ab ca. 50cm geht es dann los mit dem plötzlichen Netzteiltod. Wie Achim
> schon sagte, in den Fällen, die ich kenne, war es die Induktivität der
> Zuleitung in Verbindung mit den MLCCs —> Ringing. Abhilfe ist ganz
> einfach ein (kleiner) Elko parallel zu den MLCCS.
>
> Siehe auch hier:
> 
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an88f.pdf
>
> Ansonsten stimme ich auch zu, von den 10uF bleibt bei 25V nichts mehr
> übrig.

Dies war der entscheidende Hinweis! MLCCs bilden mit den 
Zuleitungsstrippen einen Resonanzkreis hoher Güte und dabei entstehen 
Überspannungsspitzen. Die MLCCs sollten wohl drin bleiben - aber einen 
normalen Elko von z.B. 100uF parallel schalten - das verschiebt die 
Eigenresonanz dieses Kreise bei gleichzeitig verringertem Gütefaktor.

von mark space (Gast)


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Harald A. schrieb:
> Das Phänomen habe ich jetzt auch schon mehrfach beobachtet.
> Typisch ist,
> dass z.B. 20cm lange Zuleitungen vom Labornetzteil kein Problem sind und
> ab ca. 50cm geht es dann los mit dem plötzlichen Netzteiltod. Wie Achim
> schon sagte, in den Fällen, die ich kenne, war es die Induktivität der
> Zuleitung in Verbindung mit den MLCCs —> Ringing. Abhilfe ist ganz
> einfach ein (kleiner) Elko parallel zu den MLCCS.
>
> Siehe auch hier:
> 
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an88f.pdf
>
> Ansonsten stimme ich auch zu, von den 10uF bleibt bei 25V nichts mehr
> übrig.

Dies war der entscheidende Hinweis! MLCCs bilden mit den 
Zuleitungsstrippen einen Resonanzkreis hoher Güte und dabei entstehen 
Überspannungsspitzen. Die MLCCs sollten wohl drin bleiben - aber einen 
normalen Elko von z.B. 100uF parallel schalten - das verschiebt die 
Eigenresonanz dieses Kreise bei gleichzeitig verringertem Gütefaktor. 
Habe ich in der Praxis genau so erlebt.

von Zerlihetzer (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Wie kommst Du auf C9 = 100nF am FB nach GND?

Das ist klar falsch, ich habe vergessen im Schema anzupassen, Copy-Paste 
Fehler. Aber wie bereits erwähnt ist es zurzeit ohnehin noch irrelevant. 
Trotzdem danke =D

Für ein zukünftiges Layout werde ich noch ein bis zwei Elkos einplanen, 
zusätzlich zu den bestehenden MLCCs, sowie die Feedbackschlaufe 
optimieren. Aber vorab will ich noch etwas messen, aus Neugierde wie 
sich die unterschiedlichen Varianten (Werte C+R"längs") bei 
unterschiedlichen Spannungen verhalten.

So macht es richtig Spass, etwas zu entwickeln. Ich möchte mich bei der 
Gelegenheit nochmals für die zahleichen kompetenten Antworten bedanken. 
Alleine wäre ich wahrscheinlich dagesessen und verzweifelt, weil ich das 
Schwingen für einen "Einschalt-Prell-Messfeher" gehalten hätte und an 
einem gänzlich falschen Ort nach dem Problem gesucht hätte.

von LRC (Gast)


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mark space schrieb:
> MLCCs bilden mit den
> Zuleitungsstrippen einen Resonanzkreis hoher Güte

Weil MLCCs als SMD = fast ideale C sind (verschwindend geringe
Parasiten), die Zuleitung das aber (bzgl. ihrer L) nicht ist.

Abhilfe 1: Zuleitung sehr viel hochohmiger (verringerte Güte
durch R "parasit. (unsichtb.) Bauteil") oder Zusatz-R seriell
(beides ergibt ein "Tiefpaß-" RC-Glied vor dem Eingang)

Abhilfe 2: Elko als weit "nichtidealeren" C parallel zum MLCC
(genaue Kapazität, ESR, ESL nicht unwichtig - evtl. empirisch
ermittelbar, welcher der bei_Dir_in_der_Kiste_vorhandenen am
besten wirkt... offenbar zeigt ganz ohne "1" der größere der 3
das beste Ergebnis)

Abhilfe 3: (falls die höhere C des Elkos unerwünscht ist - aus
Platzgründen, wg. des "Einschalt-" (also Auflade-) Stromes etc.)
wäre ein... RC-Glied (hier als R+C seriell, gesamt dann parallel
zum Eingangs-C) = Snubber.

("3" ist je nach Bedingungen entweder die letzte ("nur ungern"
in Betracht gezogene), oder -selten- einzig mögliche Variante.
Weil sie nicht immer "völlig abwegig" ist, mal mitgenannt...)


Die MLCCs (oder zuallermindest Folienkondensator(en)) wird man
bei den höherfrequenten Switchern (IN/OUT) definitiv brauchen
zur Entkopplung, also "Ersatz durch Elko" geht da nicht vollst.,
sondern wenn, dann so (zwecks Bekräftigung/Verdeutlichung):

Gerd E. schrieb:
> parallel einen kleinen Polymer-Elko mit z.B. 100µF.
> Zusätzlich dann einen kleineren MLCC, z.B. 1µF in 0805

Denn genau das, was mitsamt der Zuleitung Probleme machen kann,
(MLCCs kaum/nicht ESL u. ESR) ist bei z.B. 1-2MHz unverzichtbar.

Und ich (=kleiner Angsthase) würde zu > 2µF tendieren hierbei,
um sicherzugehen, und den 1µF MLCC evtl. etwas zu entlasten. ;)

von Peter D. (peda)


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Ne Transzorb 28V sollte auch helfen.

von Dieter (Gast)


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Zerlihetzer schrieb:
> Problem: Beim Anlegen einer Eingangsspannung von 25VDC geht das Teil
> kaputt.   ... 32V ertragen.

Nach der Physik, inklusive parasitaerer L u. C, ist das auch so richtig, 
dass das Teil dabei kaputt geht. Der Aufbau entspricht dem Schaltplan.
Peter D., dessen Heinweis sollte man beachten.

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