Schaltregler summt

[Klaus Holtermann]

Hallo NG,

eine Frage an die Schaltregler-Experten:

Ich habe ein Netzteil mit dem MC34063 als Step-Down-Regler aufgebaut.
Berechnung exakt nach den Vorgaben in AN920 von Onsemi.
Die Daten:
- Eingang 18-20V
- Ausgang 5,6V, max. 1A
- MC34063 mit externem PNP-Schalttransistor (BD438)

Das Ergebnis:
Auf dem Steckbrett funktioniert das Teil hervorragend und bei einem
Wirkungsgrad von 74% dürfte auch fast das Optimum für diese Art Schaltung
erreicht sein.

Anschließend habe ich exakt die gleiche Schaltung auf einer Platine
aufgebaut. Funktioniert auch,
ABER:
das Netzteil macht jetzt Geräusche, es summt und pfeift :-(

Der Aufbau auf dem Steckbrett läuft aber völlig geräuschlos.

Die Schaltung ist vollkommen identisch. Ich habe lediglich den Schaltregler,
die Schottky-Diode und einige Widerstände durch SMD-Bauformen ersetzt.
Wenn ich die Speicherdrossel anfasse oder den Kollektor des
Schalttransistors mit dem Finger berühre, verändert sich die Frequenz des
Geräusches. Bei der Steckbrett-Variante kann ich überall dranfassen, ohne
dass Veränderungen erkennbar sind. Im Leerlauf ist auch die Platinenvariante
leise, erst ab einer Last von etwa 100-200mA beginnt's zu pfeifen.


Warum läuft's auf dem Steckbrett ganz leise und auf der Platine nur
pfeifend???

Kennt jemand ein solches Problem? Welches Bauteil verursacht das Geräusch?

Irgendwelche Ideen, wie ich die Ursache suchen kann?


Vielen Dank im Voraus
Klaus

--
Holtermann Elektronik
www.Holtermann-Modellbahntechnik.de
www.MoBaSchaZ.de

 

[MaWin]

Klaus Holtermann <K.Holtermann@Holtermann-Elektronik.de> schrieb im Beitrag <bhi1eb$udk$1@online.de>...

das Netzteil macht jetzt Geräusche, es summt und pfeift :-(

Miss mal mit dem Scope, und schau auf die Schaltfrequenz.

Vielleicht laesst der Regler jeden zweiten Takt aus, und
kommt daher in den hoerbaren Bereich. Ggf. Induktivitaet
verkleinern.

Dann kannst du die Drosselspule (so ein Ringkern ?) in
Lack tauchen, um die Draehte zu verkleben.

Und dann melde dich mal wieder.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Dieter Wiedmann]

Klaus Holtermann schrieb:

[pfeifender Schaltregler]

Kennt jemand ein solches Problem? Welches Bauteil verursacht das Geräusch?

Die Speicherdrossel natürlich.

Irgendwelche Ideen, wie ich die Ursache suchen kann?

Ungeeignetes Layout, meist bei GND.


Gruß Dieter

 

[Michael Rübig]

Hi,

Anschließend habe ich exakt die gleiche Schaltung auf einer Platine
aufgebaut. Funktioniert auch,
ABER:
das Netzteil macht jetzt Geräusche, es summt und pfeift :-(

Wahrscheinlich schwingt der Regler. Die Geräusche stammen von der
Speicherdrossel. Durch das Schwingen des Reglers ändert sich der Strom
in der Speicherdrossel im Gleichtakt mit der Schwingfrequenz und die
liegt im hörbaren Bereich. Die Windungen auf der Drossel üben durch den
sich ändernden Strom sich ändernde Kräfte aufeinander aus und bewegen
sich daher mit der Schwingungsfrequenz, das hört man.

Der Aufbau auf dem Steckbrett läuft aber völlig geräuschlos.

Dort ist das System vielleicht gerade noch stabil.

Die Schaltung ist vollkommen identisch. Ich habe lediglich den Schaltregler,
die Schottky-Diode und einige Widerstände durch SMD-Bauformen ersetzt.
Wenn ich die Speicherdrossel anfasse oder den Kollektor des
Schalttransistors mit dem Finger berühre, verändert sich die Frequenz des
Geräusches. Bei der Steckbrett-Variante kann ich überall dranfassen, ohne
dass Veränderungen erkennbar sind. Im Leerlauf ist auch die Platinenvariante
leise, erst ab einer Last von etwa 100-200mA beginnt's zu pfeifen.

Kennt jemand ein solches Problem? Welches Bauteil verursacht das Geräusch?
Die Drossel
Irgendwelche Ideen, wie ich die Ursache suchen kann?

Ein kleines C (pf- wenige nF) über dem Feedback-Widerstand, ein kleines
C (fast beliebig groß, Regler wird halt langsamer) zwischen
Feedback(Minus)-Eingang des OPs im IC und dessen Feedback-Ausgang.
Alle Eingänge des OPs mit wenigen pF abblocken, 10-100pF.

Michael

 

[Klaus Holtermann]

Hallo Dieter,

Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> schrieb in im Newsbeitrag:
3F3CA443.876046FB@t-online.de...

Klaus Holtermann schrieb:

[pfeifender Schaltregler]

Die Speicherdrossel natürlich.
die habe ich nun nach MaWins Empfehlung in Lack getaucht und das hat den

Effekt etwas gemindert, aber nicht beseitigt. Zeigt aber, dass das Geräusch
wohl aus dieser Gegend kommt. Warum aber nicht bei meinem Steckbrettaufbau.
Es handelt sich um dieselbe Drossel (ja, dieselbe, nicht nur die gleiche).

Ungeeignetes Layout, meist bei GND.
Alle stromführenden Leitungen sind möglichst breit ausgeführt. GND führt von

allen Bauteilen sternförmig zum Eingangselko. Ct sowie der Feedback-R sind
über eigene Leitungen zum GND geführt.
Ich glaube, damit habe ich die Designrules weitgehend erfüllt.

Viele Grüße
Klaus

--
Holtermann Elektronik
www.Holtermann-Modellbahntechnik.de
www.MoBaSchaZ.de

 

[Klaus Holtermann]

Hallo Michael,

Michael Rübig <michaely@bigfoot.de> schrieb in im Newsbeitrag:
bhicbd$vsbi$1@ID-25310.news.uni-berlin.de...

[Schaltregler mit Geräuschen]

Kennt jemand ein solches Problem? Welches Bauteil verursacht das
Geräusch?
Die Drossel
okay, da habe ich schon was geändert, siehe auch MaWins Vorschlag.

Ein kleines C (pf- wenige nF) über dem Feedback-Widerstand, ein kleines
C (fast beliebig groß, Regler wird halt langsamer) zwischen
Feedback(Minus)-Eingang des OPs im IC und dessen Feedback-Ausgang.
Alle Eingänge des OPs mit wenigen pF abblocken, 10-100pF.

Das werde ich morgen mal ausprobieren - ich melde mich dann wieder.


Viele Grüße
Klaus

--
Holtermann Elektronik
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[Klaus Holtermann]

Hallo MaWin,

MaWin <me@privacy.net> schrieb in im Newsbeitrag:
01c3630d$366f62e0$0100007f@amdk6-300...

[Schaltregler mit Geräuschen]

Ggf. Induktivitaet verkleinern.
nach AN920 von OnSemi brauche ich ein Lmin von 41ľH. Eingesetzt hatte ich

220ľH, und die läuft auf dem Steckbrett ja auch problemlos. Ich habe nun auf
100ľH verkleinert, bringt aber bei der Geräuschentwicklung gar nix.

Verstehe ich das richtig: Lmin ist die _minimale_ Induktivität - größer darf
es doch sein?

Dann kannst du die Drosselspule (so ein Ringkern ?)
genau, Talema-Speicherdrossel 220ľH/3A (von Schukat)

in Lack tauchen, um die Draehte zu verkleben.
Hab' ich gemacht und es bringt eine gewisse Dämpfung, aber es beseitigt den

Effekt nicht.

Und dann melde dich mal wieder.
Ist hiermit geschehen - morgen messe ich nochmal mit dem Scope und wenn's

neue
Erkenntnisse gibt, melde ich mich.

Viele Grüße
Klaus

--
Holtermann Elektronik
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[MaWin]

Klaus Holtermann <K.Holtermann@Holtermann-Elektronik.de> schrieb im Beitrag <bhjc8e$846$3@online.de>...

Verstehe ich das richtig: Lmin ist die _minimale_ Induktivität - größer darf
es doch sein?

Im Prinzip jein.

Du machst Step-Down.
Da dient die Spule nur dazu, zwischen dem Punkt (dem Eingang ,
der abwechselnd an voller Spannung und an keiner Spannung liegt,
und dem Punkt, an dem immer die gewuenschte Spannung liegt (dem Ausgang ,
ohne Verluste zu vermitteln.

Die Induktivitaet der Spule bestimmt nur, wie sehr es mit dem
Strom in jedem Impuls rauf- und runter geht.

Bei grossen Induktivitaetswerten eben nur langsam,
bei kleinen Induktivitaetswerten schnell.

Bei zu kleinen Induktivitaetswerten steigt der Strom waehrend der
ON-Zeit zu sehr an, so das der Schalttransistor kaputt geht
(wenn nicht eine Ueberstrom-Notabschaltung drin ist. Wenn die drin
ist, darf es aber immer noch nicht zu schnell fuer diese sein,
die braucht ja auch ne Mikrosekunde oder so).

ABER: Wenn die Induktivitaet zu weit vom berechneten Wert weg ist,
stellt sich die Frage, ob die Reglung des Schaltreglers damit zurecht
kommt.
So gibt es z.B. deutliche Unterschiede zwischen kontinuierlichem
Betrieb (Strom faellt in einem Impuls nie auf 0) und diskontinuierlichem
Betrieb (Strom faellt in jedem Impuls auf 0).
Die Frage ist also, was der Regler-IC macht, wenn der Induktivitaetswert
sehr hoch ist. Er kann z.B. die Frequenz aendern, dein Pfeifen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Dieter Wiedmann]

Klaus Holtermann schrieb:

Alle stromführenden Leitungen sind möglichst breit ausgeführt. GND führt von
allen Bauteilen sternförmig zum Eingangselko. Ct sowie der Feedback-R sind
über eigene Leitungen zum GND geführt.
Ich glaube, damit habe ich die Designrules weitgehend erfüllt.

Pin2 und Pin4 des MC34063A getrennt zum Sternpunkt?


Gruß Dieter

 

[Klaus Holtermann]

Hallo Dieter,

Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> schrieb in im Newsbeitrag:
3F3D4A84.BE6BE942@t-online.de...

Pin2 und Pin4 des MC34063A getrennt zum Sternpunkt?

ouups, jetzt hast Du mich erwischt - an der Stelle ist das Layout wohl doch
eher suboptimal.

Werd' ich ändern. Danke


Gruß
Klaus

--
Holtermann Elektronik
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www.MoBaSchaZ.de

 

[Klaus Holtermann]

Hallo MaWin,

MaWin <me@privacy.net> schrieb in im Newsbeitrag:
01c3636e$12889840$0100007f@amdk6-300...

[Funktion der Speicherdrossel bei Step-Down-Regler]

das hast Du super erklärt, vielen Dank!

Messung mit dem Scope ergab tatsächlich, dass der Regler Impulse auslässt
und somit auf wesentlich niedrigerer Frequenz arbeitet. Ich habe jetzt die
Spule verkleinert, außerdem lackiert und zusätzlich 47pF an den Feedback-R
gelegt (nach Vorschlag von Michael).

Jetzt läuft das Netzteil schon wesentlich besser und auch deutlich leiser.
Noch ein bisschen Finetuning, dann wird's optimal.


Herzlichen Dank, auch an die anderen, die an diesem Thread beteiligt waren.

Viele Grüße
Klaus


--
Holtermann Elektronik
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[Dieter Wiedmann]

MaWin schrieb:

Layoutvorlagen fuer 34063 im Datenblatt von onsemi.

Die nützen ihm nur eingeschränkt, er verwendet ja einen externen
PNP-Switch, also nach Bild-11b im Datenblatt. Wo man den Sternpunkt
sinnvollerweise setzt hängt ja auch noch vom Gesamtdesign ab. Aber an
anderer Stelle schrieb Klaus, dass er die Speicherdrossel deutlich
überdimensioniert hat, das ist gerade beim MC34063A nicht
empfehlenswert. Auch beim Glättungselko sollte man sich an die
Empfehlung aus der App-Note halten.


Gruß Dieter

 

[MaWin]

Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> schrieb im Beitrag <3F3E1CB4.DB329F68@t-online.de>...

Die nützen ihm nur eingeschränkt, er verwendet ja einen externen
PNP-Switch

Stimmt. Na ja, Pech.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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