LM317 schwingt mit Elko am Ausgang....

[Peter Heitzer]

Am WE habe ich eine Platine für kleines Netzteil mit LM317 gebastelt. Die
Spannung wird nicht stufenlos, sondern über einen Stufenschalter auf
1.5 V und 2.0 V .. 12 V in 1 Volt-Schritten eingestellt. Am Eingang habe
ich 1 µF Tantal + 100 nF Keramik, am Ausgang 4.7 µF Tantal + 100 nF Keramik
genommen. Eingangsspannung war 15 V. Der Stufenschalter war mit 2 Krokodilleitungen
von je ca. 20 cm angeschlossen. Bis 10 V verhielt sich die Schaltung wie erwartet;
Bei der Schalterstellung für 11 V zeigte das Messgerät nur ca. 10.6 V an.
Eine Überprüfung der Spannung mit dem Oszilloskop zeigt eine überlagerte
Schwingung von etwa 1 V. Ein Erhöhen der Kapazität am Reglerausgang brachte
keine Änderung. Erst nach Entfernen des 4.7 µF Elkos war die Spannung wieder
sauber, auch in der 12 V Stellung.
Ist dieses Verhalten normal für einen LM317? Dem Regler sollten doch 3 V
Differenz zwischen Eingang und Ausgang ausreichen; in der 11 V Stellung waren
es sogar 4 V. Warum schwingt er dann mit Elko am Ausgang?


--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

 

[Michael S.]

Am 13.12.2021 um 09:14 schrieb Peter Heitzer:

Am WE habe ich eine Platine für kleines Netzteil mit LM317 gebastelt. Die
Spannung wird nicht stufenlos, sondern über einen Stufenschalter auf
1.5 V und 2.0 V .. 12 V in 1 Volt-Schritten eingestellt. Am Eingang habe
ich 1 µF Tantal + 100 nF Keramik, am Ausgang 4.7 µF Tantal + 100 nF Keramik
genommen. Eingangsspannung war 15 V. Der Stufenschalter war mit 2 Krokodilleitungen
von je ca. 20 cm angeschlossen. Bis 10 V verhielt sich die Schaltung wie erwartet;
Bei der Schalterstellung für 11 V zeigte das Messgerät nur ca. 10.6 V an.
Eine Überprüfung der Spannung mit dem Oszilloskop zeigt eine überlagerte
Schwingung von etwa 1 V. Ein Erhöhen der Kapazität am Reglerausgang brachte
keine Änderung. Erst nach Entfernen des 4.7 µF Elkos war die Spannung wieder
sauber, auch in der 12 V Stellung.
Ist dieses Verhalten normal für einen LM317? Dem Regler sollten doch 3 V
Differenz zwischen Eingang und Ausgang ausreichen; in der 11 V Stellung waren
es sogar 4 V. Warum schwingt er dann mit Elko am Ausgang?

Es fehlen da noch ein paar Infos:
- mit welcher Frequenz schwingt er?
- Wie sieht die Schwingung aus (Sinus, ...)?
- Wo kommt die Eingangsspannung her?
- Wie sieht die Eingangsspannung am Oszi aus?
- bei welchem Ausgangsstrom tritt die Schwingung auf?

Der LM317 benötigt 3V mehr Eingangsspannung als er am Ausgang liefern
soll. Im Fehlerfall bist Du da nah dran.

Probier mal ne Grundlast von ein paar Milliamperes.


--
Michael

 

[Helmut Wabnig]

On 13 Dec 2021 08:14:19 GMT, \"Peter Heitzer\"
<peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> wrote:

Am WE habe ich eine Platine für kleines Netzteil mit LM317 gebastelt. Die
Spannung wird nicht stufenlos, sondern über einen Stufenschalter auf
1.5 V und 2.0 V .. 12 V in 1 Volt-Schritten eingestellt. Am Eingang habe
ich 1 µF Tantal + 100 nF Keramik, am Ausgang 4.7 µF Tantal + 100 nF Keramik
genommen. Eingangsspannung war 15 V. Der Stufenschalter war mit 2 Krokodilleitungen
von je ca. 20 cm angeschlossen. Bis 10 V verhielt sich die Schaltung wie erwartet;
Bei der Schalterstellung für 11 V zeigte das Messgerät nur ca. 10.6 V an.
Eine Überprüfung der Spannung mit dem Oszilloskop zeigt eine überlagerte
Schwingung von etwa 1 V. Ein Erhöhen der Kapazität am Reglerausgang brachte
keine Änderung. Erst nach Entfernen des 4.7 µF Elkos war die Spannung wieder
sauber, auch in der 12 V Stellung.
Ist dieses Verhalten normal für einen LM317? Dem Regler sollten doch 3 V
Differenz zwischen Eingang und Ausgang ausreichen; in der 11 V Stellung waren
es sogar 4 V. Warum schwingt er dann mit Elko am Ausgang?

Der 317 schwingt das ist bekannt und du mußt ein paar kleinere
Kondensatoren am Eingang und am Ausgang gegen Masse verbauen.
Google \"lm317 oscillations\" und schau die Bildersuche.

w.

 

[Peter Heitzer]

Michael S. <michaely@bigfoot.de> wrote:

Am 13.12.2021 um 09:14 schrieb Peter Heitzer:
Am WE habe ich eine Platine für kleines Netzteil mit LM317 gebastelt. Die
Spannung wird nicht stufenlos, sondern über einen Stufenschalter auf
1.5 V und 2.0 V .. 12 V in 1 Volt-Schritten eingestellt. Am Eingang habe
ich 1 µF Tantal + 100 nF Keramik, am Ausgang 4.7 µF Tantal + 100 nF Keramik
genommen. Eingangsspannung war 15 V. Der Stufenschalter war mit 2 Krokodilleitungen
von je ca. 20 cm angeschlossen. Bis 10 V verhielt sich die Schaltung wie erwartet;
Bei der Schalterstellung für 11 V zeigte das Messgerät nur ca. 10.6 V an.
Eine Überprüfung der Spannung mit dem Oszilloskop zeigt eine überlagerte
Schwingung von etwa 1 V. Ein Erhöhen der Kapazität am Reglerausgang brachte
keine Änderung. Erst nach Entfernen des 4.7 µF Elkos war die Spannung wieder
sauber, auch in der 12 V Stellung.
Ist dieses Verhalten normal für einen LM317? Dem Regler sollten doch 3 V
Differenz zwischen Eingang und Ausgang ausreichen; in der 11 V Stellung waren
es sogar 4 V. Warum schwingt er dann mit Elko am Ausgang?

Es fehlen da noch ein paar Infos:
- mit welcher Frequenz schwingt er?
- Wie sieht die Schwingung aus (Sinus, ...)?
Einige hundert Hz Sägezahn
- Wo kommt die Eingangsspannung her?
Von einem einstellbaren Netzgerät
- Wie sieht die Eingangsspannung am Oszi aus?
Sauber
- bei welchem Ausgangsstrom tritt die Schwingung auf?
Ich hatte 1 k am Ausgang.

Der LM317 benötigt 3V mehr Eingangsspannung als er am Ausgang liefern
soll. Im Fehlerfall bist Du da nah dran.

Probier mal ne Grundlast von ein paar Milliamperes.
Hatte ich.

--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

 

[olaf]

Peter Heitzer <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> wrote:

>es sogar 4 V. Warum schwingt er dann mit Elko am Ausgang?

Du hast mal im Datenblatt gesehen das die eine Mindestlast am Ausgang brauchen?

Olaf

 

[Axel Berger]

olaf wrote:
> Du hast mal im Datenblatt gesehen das die eine Mindestlast am Ausgang brauchen?

Die ist bei richtiger Auslegung durch den Teiler für die
Spanungseinstellung gegeben. Aber es sollte ein kleiner Kondensator über
dem umschaltbaren Widerstand am Fußpunkt liegen. Ist der vorhanden?


--
/¯\\ No | Dipl.-Ing. F. Axel Berger Tel: +49/ 221/ 7771 8067
\\ / HTML | Roald-Amundsen-Straße 2a Fax: +49/ 221/ 7771 8069
 X in | D-50829 Köln-Ossendorf http://berger-odenthal.de
/ \\ Mail | -- No unannounced, large, binary attachments, please! --

 

[Peter Heitzer]

olaf <olaf@criseis.ruhr.de> wrote:

Peter Heitzer <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> wrote:

es sogar 4 V. Warum schwingt er dann mit Elko am Ausgang?

Du hast mal im Datenblatt gesehen das die eine Mindestlast am Ausgang brauchen?

Olaf

Ich habe 1 k genommen, was zusammen mit dem Spannungsteiler über 10 mA
ausmacht. Der typische Wert für die Mindestlast wäre bereits mit dem
Spannungsteiler erfüllt.

--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

 

[Peter Heitzer]

Axel Berger <Spam@berger-odenthal.de> wrote:

olaf wrote:
Du hast mal im Datenblatt gesehen das die eine Mindestlast am Ausgang brauchen?

Die ist bei richtiger Auslegung durch den Teiler für die
Spanungseinstellung gegeben. Aber es sollte ein kleiner Kondensator über
dem umschaltbaren Widerstand am Fußpunkt liegen. Ist der vorhanden?

Nein, werde ich aber mal testen. Die Diode in Abschnitt 9.2 von
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf
brauche ich vmtl. nur bei grösseren Kapazitäten; ich würde für Cadj
1 µF verwenden.

--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

 

[olaf]

Peter Heitzer <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> wrote:

Ich habe 1 k genommen, was zusammen mit dem Spannungsteiler über 10 mA
ausmacht.

Okay, das ist auf jedenfall genug. Ich wuerde ja sagen probier mal am
Ausgang einen anderen Kondensator, heute nimmt man ja kaum noch Tantal,
aber der 317 ist da eigentlich relativ gutmuetig.

Der typische Wert für die Mindestlast wäre bereits mit dem
Spannungsteiler erfüllt.

Kommt hat drauf an. Wenn ich weiss was da immer eine Mindestlast dran
ist die gross genug ist dann dimensionier ich den auch schonmal
kleiner. Das ist kein Problem.

Vielleicht ist der 317 ja auch schon gefaelscht und da ist ein 1117
drin. :-D

Olaf

 

[Peter Heitzer]

olaf <olaf@criseis.ruhr.de> wrote:

Peter Heitzer <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> wrote:

Ich habe 1 k genommen, was zusammen mit dem Spannungsteiler über 10 mA
ausmacht.

Okay, das ist auf jedenfall genug. Ich wuerde ja sagen probier mal am
Ausgang einen anderen Kondensator, heute nimmt man ja kaum noch Tantal,
aber der 317 ist da eigentlich relativ gutmuetig.

Tantal hatte ich genommen, da ich da viele in SMD habe. Die Platine habe
ich von Hand gefräst und die einzigen Löcher waren die für die
Buchse zur Spannungsversorgung und die für den LM317. Hier habe ich
einen im TO220 genommen, da ich den besser an einen Kühlkörper montieren
kann. Ich will ja auch manchmal etwas mehr Strom als die Mindestlast
entnehmen.

Der typische Wert für die Mindestlast wäre bereits mit dem
Spannungsteiler erfüllt.

Kommt hat drauf an. Wenn ich weiss was da immer eine Mindestlast dran
ist die gross genug ist dann dimensionier ich den auch schonmal
kleiner. Das ist kein Problem.

Vielleicht ist der 317 ja auch schon gefaelscht und da ist ein 1117
drin. :-D

Der LM317 ist von mir von einer älteren Platine heruntergelötet. Damals
waren das noch echte 317er. Ein 1117 hätte auch einen geringeren Dropout.

--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

 

[Joerg]

On 12/13/21 8:38 AM, Peter Heitzer wrote:

olaf <olaf@criseis.ruhr.de> wrote:
Peter Heitzer <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> wrote:

Ich habe 1 k genommen, was zusammen mit dem Spannungsteiler über 10 mA
ausmacht.

Okay, das ist auf jedenfall genug. Ich wuerde ja sagen probier mal am
Ausgang einen anderen Kondensator, heute nimmt man ja kaum noch Tantal,
aber der 317 ist da eigentlich relativ gutmuetig.
Tantal hatte ich genommen, da ich da viele in SMD habe.

Setze mal zusaetzlich 0.1uF keramisch an den Eingang und einen weiteren
an den Ausgang. Nicht mehr als 1cm von den Pins entfernt und auf eine
flaechige Masse, keinen Sternpunkt oder sowas.

... Die Platine habe
ich von Hand gefräst und die einzigen Löcher waren die für die
Buchse zur Spannungsversorgung und die für den LM317. Hier habe ich
einen im TO220 genommen, da ich den besser an einen Kühlkörper montieren
kann. Ich will ja auch manchmal etwas mehr Strom als die Mindestlast
entnehmen.

Jawoll, das ist noch so wie wir das frueher gemacht haben, spanabhebende
Konstruktionsweise

[...]

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

 

[Rainer Knaepper]

peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de (Peter Heitzer) am 13.12.21 um 08:14:

Der Stufenschalter war mit 2 Krokodilleitungen von je ca.
20 cm angeschlossen.

Nun.

Mal in die AN zu Linearreglern geschaut? Ich kenne keine, die nicht
\"kurze Verbindungen\" am ADJ verlangt.

Rainer

--
Oben: Gier, Unten:Geiz, wir werden\'s schon (hin)richten. (N.N.)

 

[Michael S.]

Am 13.12.2021 um 21:48 schrieb Joerg:

On 12/13/21 8:38 AM, Peter Heitzer wrote:
olaf <olaf@criseis.ruhr.de> wrote:
Peter Heitzer <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> wrote:

Ich habe 1 k genommen, was zusammen mit dem Spannungsteiler über 10 mA
ausmacht.

Okay, das ist auf jedenfall genug. Ich wuerde ja sagen probier mal am
Ausgang einen anderen Kondensator, heute nimmt man ja kaum noch Tantal,
aber der 317 ist da eigentlich relativ gutmuetig.
Tantal hatte ich genommen, da ich da viele in SMD habe.


Setze mal zusaetzlich 0.1uF keramisch an den Eingang und einen weiteren
an den Ausgang. Nicht mehr als 1cm von den Pins entfernt und auf eine
flaechige Masse, keinen Sternpunkt oder sowas.

Wenn der nur mit ein paar hundert Hertz schwingt, dann wird das nichts
bringen.

Ich vermute, das tritt deshalb auf, weil er nahe am Dropout arbeitet und
der Regler den Ausgangstransistor sättigt, um möglichst schnell mit der
Spannung hochzukommen. Wird die dann erreicht, braucht der Transistor
ewig, um aus der Sättigung rauszukommen, während der Ausgang
überschwingt und der Regler schon lange dagegen regelt.
Wenn der Transistor dann endlich wieder reagiert, macht ihn der Regler
gleich ganz zu, was zu einem Unterschwingen führt. Dann wiederholt sich
das ganze.

Wäre mal interessant zu wissen, ob das Schwingen verschwindet, wenn man
die Eingangsspannung hochdreht.

Auch würde ich vermute, dass der Regler sowohl bei deutlich größeren als
auch deutlich kleineren Ausgangskapazitäten stabiler wird.

Ich hatte noch keinen schwingenden LM317. Ich mag den zwar als
unkomplizierten Zeitgenossen, kann ihn aufgrund meiner Branche
(automotive) aber praktisch nicht einsetzen.

Michael

 

[Rainer Knaepper]

olaf@criseis.ruhr.de (olaf) am 13.12.21 um 13:46:

Peter Heitzer <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> wrote:

es sogar 4 V. Warum schwingt er dann mit Elko am Ausgang?

Du hast mal im Datenblatt gesehen das die eine Mindestlast am
Ausgang brauchen?

In der gängigen Konfiguration mit dem berüchtigten 240-Ohm-Widerstand
ist der Spannungsteiler bereits Last genug. Außerdem würde man in der
beschriebenen Anwendung das Schwingen bei den /kleinen/
Ausgangsspannungen erwarten, nicht bei 11V und drüber, wenn es an zu
geringer Last liegen soll.

Rainer

--
Wenn mein Text fade aussehen sollte, ist das reine Absicht,
man schreibt \"hier\" standardmaessig kein HTML.
(Gabriele Neukam in dchc+mm)

 

[olaf]

Rainer Knaepper <rainerk@smial.prima.de> wrote:

In der gängigen Konfiguration mit dem berüchtigten 240-Ohm-Widerstand
ist der Spannungsteiler bereits Last genug. Außerdem würde man in der

Das ist nicht gaengig. Es ist nur das was im Bild im Datenblatt steht.
Hab ich noch NIE so gemacht. Schon allein deshalb weil ich nur E12
da habe. .-)

Olaf

 

[Peter Heitzer]

Michael S. <michaely@bigfoot.de> wrote:

Am 13.12.2021 um 21:48 schrieb Joerg:
On 12/13/21 8:38 AM, Peter Heitzer wrote:
olaf <olaf@criseis.ruhr.de> wrote:
Peter Heitzer <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> wrote:

Ich habe 1 k genommen, was zusammen mit dem Spannungsteiler über 10 mA
ausmacht.

Okay, das ist auf jedenfall genug. Ich wuerde ja sagen probier mal am
Ausgang einen anderen Kondensator, heute nimmt man ja kaum noch Tantal,
aber der 317 ist da eigentlich relativ gutmuetig.
Tantal hatte ich genommen, da ich da viele in SMD habe.


Setze mal zusaetzlich 0.1uF keramisch an den Eingang und einen weiteren
an den Ausgang. Nicht mehr als 1cm von den Pins entfernt und auf eine
flaechige Masse, keinen Sternpunkt oder sowas.

Wenn der nur mit ein paar hundert Hertz schwingt, dann wird das nichts
bringen.

Ich vermute, das tritt deshalb auf, weil er nahe am Dropout arbeitet und
der Regler den Ausgangstransistor sättigt, um möglichst schnell mit der
Spannung hochzukommen. Wird die dann erreicht, braucht der Transistor
ewig, um aus der Sättigung rauszukommen, während der Ausgang
überschwingt und der Regler schon lange dagegen regelt.
Wenn der Transistor dann endlich wieder reagiert, macht ihn der Regler
gleich ganz zu, was zu einem Unterschwingen führt. Dann wiederholt sich
das ganze.

Wäre mal interessant zu wissen, ob das Schwingen verschwindet, wenn man
die Eingangsspannung hochdreht.
Das war in der Tat der Fall. Bei ca. 5 V Differenz hörte es auf.
Auch würde ich vermute, dass der Regler sowohl bei deutlich größeren als
auch deutlich kleineren Ausgangskapazitäten stabiler wird.
Mit 100 nF Keramik hatte ich keine Probleme.

--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

 

[Peter Heitzer]

olaf <olaf@criseis.ruhr.de> wrote:

Rainer Knaepper <rainerk@smial.prima.de> wrote:

In der gängigen Konfiguration mit dem berüchtigten 240-Ohm-Widerstand
ist der Spannungsteiler bereits Last genug. Außerdem würde man in der

Das ist nicht gaengig. Es ist nur das was im Bild im Datenblatt steht.
Hab ich noch NIE so gemacht. Schon allein deshalb weil ich nur E12
da habe. .-)

Olaf

Ich habe mir 280 Ohm aus 2 Widerständen gebaut, damit ich mit 220 Ohm
auf eine 1 V Schrittweite am Stufenschalter komme.


--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

 

[Michael S.]

Am 14.12.2021 um 08:48 schrieb Peter Heitzer:

Ich vermute, das tritt deshalb auf, weil er nahe am Dropout arbeitet und
der Regler den Ausgangstransistor sättigt, um möglichst schnell mit der
Spannung hochzukommen. Wird die dann erreicht, braucht der Transistor
ewig, um aus der Sättigung rauszukommen, während der Ausgang
überschwingt und der Regler schon lange dagegen regelt.
Wenn der Transistor dann endlich wieder reagiert, macht ihn der Regler
gleich ganz zu, was zu einem Unterschwingen führt. Dann wiederholt sich
das ganze.

Wäre mal interessant zu wissen, ob das Schwingen verschwindet, wenn man
die Eingangsspannung hochdreht.
Das war in der Tat der Fall. Bei ca. 5 V Differenz hörte es auf.

Dann sieht es in der Tat so aus, dass durch den fehlenden Headroom die
Regelstrecke langsamer wird und dadurch der Regler nicht mehr zur
Strecke passt.

Spannend.


--
Michael

 

[Rolf Bombach]

Peter Heitzer schrieb:

Axel Berger <Spam@berger-odenthal.de> wrote:
olaf wrote:
Du hast mal im Datenblatt gesehen das die eine Mindestlast am Ausgang brauchen?

Die ist bei richtiger Auslegung durch den Teiler für die
Spanungseinstellung gegeben. Aber es sollte ein kleiner Kondensator über
dem umschaltbaren Widerstand am Fußpunkt liegen. Ist der vorhanden?
Nein, werde ich aber mal testen. Die Diode in Abschnitt 9.2 von
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf
brauche ich vmtl. nur bei grösseren Kapazitäten; ich würde für Cadj
1 µF verwenden.

Bei Verwendung von Cadj unbedingt D2 einbauen, insbesondere wenn man
Stufenschalter verwendet. Der Kondensator verbessert die dynamischen
Regeleigenschaften, aber ich möchte nicht wetten ob der jetzt eher für
oder gegen Oszillationen ist.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Peter Heitzer]

Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> wrote:

Peter Heitzer schrieb:
Axel Berger <Spam@berger-odenthal.de> wrote:
olaf wrote:
Du hast mal im Datenblatt gesehen das die eine Mindestlast am Ausgang brauchen?

Die ist bei richtiger Auslegung durch den Teiler für die
Spanungseinstellung gegeben. Aber es sollte ein kleiner Kondensator über
dem umschaltbaren Widerstand am Fußpunkt liegen. Ist der vorhanden?
Nein, werde ich aber mal testen. Die Diode in Abschnitt 9.2 von
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf
brauche ich vmtl. nur bei grösseren Kapazitäten; ich würde für Cadj
1 µF verwenden.

Bei Verwendung von Cadj unbedingt D2 einbauen, insbesondere wenn man
Stufenschalter verwendet. Der Kondensator verbessert die dynamischen
Regeleigenschaften, aber ich möchte nicht wetten ob der jetzt eher für
oder gegen Oszillationen ist.

In meinem Fall war es letzteres. Ich habe mal versuchsweise einen
3.3 µF Elko angelötet und nun kann ich keine Schwingung mehr auslösen.
Die Leitungen zum Stufenschalter sind auch nur noch jeweils 7 cm lang, was
aber keinen direkt bemerkbaren Effekt hatte.

--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de