LM3478 spinnt

Jan 25, 2008 194 Replies

Hi Leute, ich habe hier einen Sepic-Converter, der mich sehr irritiert. Wir haben



11 Leiterplatten aufgebaut, von denen 4 seltsame Eigenschaften haben:

Schaltplan:

formatting link



Das Zeug unten im Feedback spielt bei dem Problem keine Rolle und ist nur für Unterspannungsabschaltung und Ausgangsspannungs-Einstellung zuständig.



Eingangsspannung: 14V Ausgangsspannung: 10V Ausgangsstrom : 10-20mA



Bei geringer Last läuft das Teil im Burst-Mode, was an sich ja nichts Schlimmes es. Jedoch laufen die "guten" Teile so:

formatting link
und die schlechten so:
formatting link



gelb: Ausgangsspannung (10V nominell) blau: Compensation-Pin rosa: Gate



Gleiches mit 10µs Timebase:

formatting link
formatting link



Der schlechte steuert das Gate sehr lange an (vermutlich bis zur Überstromabschaltung), was zu einem sehr schnellen Ansteigen der Ausgangsspannung führt. Man kann das der Schaltung anhören. Der gute macht das ganze viel sanfter, ihn hört man nicht. Bei höherer Last (mehrere 100mA) liefert der gute ne glatte Ausgangsspannung, der schlechte spinnt immer noch.



Das Austauschen der Bauteile um den LM3478 brachte keinen Erfolg. Auch die Änderung des Kompensationsnetzwerkes brachte nichts. Tauscht man den LM3478 jedoch gegen einen anderen LM3478 aus, ist der Fehler weg.



Ich habe da auch mal bei National direkt angefragt und bin auf die Antwort gespannt: Habt Ihr eine Idee, was das sein könnte?



Michael


"Michael Rübig" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.individual.net...

Hmm, merkwuerdig, ich kann mir manche Bauteilauswahl nicht erklaeren, hab aber mit dem Chip noch nichts gemacht und entsprechend nicht gemessen. Was bringt dich zu Csn zwischen Gate und Rs, 4u7 bei 333kHz und nur 20mA ?

Und hoffentlich entspricht die Leitungsfuehrung auf der Platine nicht der des Schaltplans.

Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net 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.

Hallo Mawin,

Jetzt wo Du es sagst, fällt mir das auch auf, der Kerko gehört vom Gate an Masse, damit der Current-Sense-Komparator nicht durch den Gate-Strom gestört wird. Da habe ich gepennt.

Der Wandler ist für 600mA ausgelegt und muss kurzzeitig eine entsprechende Last versorgen können. Die Messung bei 20mA verdeutlicht das Problem aber sehr gut, es tritt aber auch bei höheren Strömen auf.

Natürlich nicht. Du willst den Schaltplan ja lesen können, oder schon mal einen vierlagigen Schaltplan mit Vias gesehen?

Michael

Michael Rübig schrieb:

Hab C35 jetzt mal ausgelötet, bringt überhaupt nichts, Fehler immer noch da. Daran lags wohl nicht, der LM3478 muss damit aber klar kommen, schließlich hat jeder FET ja eh ne Gate-Source-Kapazität, die ich aus EMV-Gründen einfach vergrößert habe.

Michael

"Michael Rübig" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.individual.net...

Hallo Michael, anstatt C35 hättest du besser den Gate-Widerstand erhöht. Auf jeden fall darf C35 nicht an den Stromsense-Eingang wie du ja selber schon geschrieben hast.

Löte mal 10pF parallel zu R11 zur Kompensation der Kapazität deiner Spannungsumschalt-Fets.

Gruß Helmut

Helmut Sennewald schrieb:

Der Gate-Puls wird ja so oder so schon durch die Gate-Source-Kapazität in den Strom-Sense-gepumpt. Da bin ich mit C35 nichtmal Faktor 10 größer und der LM3478 sollte auch noch deutlich größere FETs treiben können. Außerdem stellt sich der Current-Sense-Comparator bis 150ns nach der Schaltflanke taub, um genau diese Probleme zu verhindern (Datenblatt LM3478 Seite 9 rechts).

Das Problem tritt auch auf, wenn alle FETs durchgeschaltet sind. Das kanns also nicht sein.

Michael

hare/LM3478/good10ms.gif

Ich hatte sehr =C4hnliches Problem (LM3478 SEPIC 5-10V in, 8-9V out,

1A). Alles versucht bis zu nahezu Irrelevanten Details, ohne Erfolg. National's Support war keine Hilfe, zuletzt erlaubte ich diesem meinen L=F6sungsweg weiterzugeben: Den LM3478 durch LT1619EM ersetzen (was recht einfach ist), alles gut. Trotzdem =E4rgerlich um die verschwendete Zeit zur Fehlersuche. Der LM3478 hat eine Macke.

Hallo,

Du baust mich aber nicht auf. Wir waren vor einiger Zeit kurz davor, das Ding aus anderen Gründen rauszuwerfen, blieben dann aber bei "never touch a running system". Und jetzt soll ich ihn doch tauschen, wo das Produkt eigentlich fertig entwickelt ist, grmpf. Der LT1619 passt wegen der Eingangsspannung nicht.

Michael

Da ist allemal ein Vorregler nur f=FCr den LT mit ZDiode + Transistor n=F6tig, auch wegen Gatespannung. Mir erging es schlimmer, es kamen R=FCckl=E4ufer wegen der "akustischen Bel=E4stigung", wohl weil die Macke im LM3478 stark streut erst sp=E4ter auff=E4llig wurde. Dann Redesign + neuauflage. Da sollte der Elektroingenieur pragmatisch handeln, er mu=DF ja nicht immer mit so faulen Bausteinen arbeiten obwohl es sich evtl. etwas geh=E4uft hat.

Da gehoert noch ein Kondensator von 1nF oder einigen nF parallel zum Strommesswiderstand R28. Hier ist eine astreine Masseflaeche wichtig.

Die Kompensation sieht auch etwas aggressiv aus, sollte aber nicht die Ursache fuer diese Probleme sein.

C35 muss raus, das kostet nur Wirkungsgrad und der Chip ist auch nicht fuer >3nF ausgelegt. Immerhin versucht er, den FET in 20-30nsec herumzureissen. Mit C35 ist es so wie mit angezogener Handbremse zu fahren. Ohne C parallel zum R28 gibt das dann nur noch mehr Aerger. Nimm auch R10 raus, bringt nur Wirkungsgrad-Poenale (aber nicht viel).

Ich bin mit dem Chip ganz zufrieden, habe damit vor langer Zeit ein Design gemacht und der Kunde ist immer noch zufrieden. Digikey hat nicht umsonst ueber 10000 davon auf Lager :-)

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com/

Hallo Michael,

Mit 0,04R als Sense-R und typischer USense=170mV aus dem Datenblatt komme ich auf einen Abschaltstrom von maximal 4.25A. Die Sepic-Drossel hat aber einen Sättigungsstrom von 2,4A. Theoretisch fängt das die Regelung ab, so daß der maximale Strom bei wenig Last nie fließt, aber beim Einschalten kommt man evtl. in so eine Situation und dann schwingt sich die Schaltung hoch. Kann es sein, daß die ganze Sache in Sättigung geht? Ich würd mal RSense=0,1R versuchen.

Wichtig ist hier auch das Layout, vor allem um R28. Wenn man die GND-Leitung von R28 zu U10 irgendwo "anzapft" um z.B. das Feedback- oder Kompensationsnetzwerk anzuschließen, gibt das schnell Ärger.

Servus Tom

Werde ich mal ausprobieren. Da der Chip die ersten 150ns nach der Schaltflanke eh nicht auf den Current-Sense schaut, sollte das aber kein Problem sein.

der größere Teil der Leiterplatten funktioniert ja. An den Leiterplatten und deren Bestückung liegts nicht, schließlich löst der Tausch des Chips das Problem.

Das ist wegen EMV so, aber da kann ich noch probieren. C35 hatte ich aber schon raus, ohne Erfolg.

Der Treiber selbst hat auch schon einen Widerstand in der Größenordnung. Und irgendwo muss man drehen, um die EMV in den Griff zu bekommen, meistens am Wirkungsgrad.

Es ist schon seltsam, dass verschiedene Chips auf der gleichen Leiterplatte unterschiedlich funktionieren, bei gleichen Rahmenbedingungen.

Michael

Thomas Langhammer schrieb:

Die meisten ICs schwingen normal an, mit normalem Tastverhältnis, also mit wenig Strom. Die schlechten ICs lassen das Gate offen, bis die Strombegrenzung kommt und fangen dann erst an zu regeln (siehe Oszi-Plots) Dazwischen scheint es nichts zu geben, "halb schlechte" habe ich noch nicht gehabt. Ich hatte das damals ausgerechnet, muss bei 8V Eingang 16V Ausgang mit

600mA liefern können. Muss ich Montag nochmal nachrechnen.

Die sättigt bei den schlechten Teilen bestimmt. Die Sättigungskurve war aber relativ flach abfallend, wenn ich mich richtig erinnere. Sollte also kein riesen Problem sein, bei einem einzigen Takt.

Muss ich Montag nochmal richtig ins Layout schauen.

Michael

Michael Rübig schrieb:

Bei den schlechten sind enorme Spikes in der Ausgangsspannung zu sehen. Wie erklärt sich das? C69 kein Kontakt?

mfg Rolf Bombach

Die 8msec bis 25msec langen Periodendauern sehen irgendwie maechtig nach Regelschwingungen aus. Sowohl bei den guten wie bei den schlechten. Wenn sie denn mal schlecht sind ;-)

Solche langen Pumpzyklen hinzulegen hat sich hier noch kein LM4378 getraut. Michael, nimm doch probeweise mal dieses Feedback vom Eingang weg, z.B. Q35 Drain nach Source ueberbruecken. UVLO sollte man vielleicht doch besser ueber den SD Pin machen.

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com/

Rolf_Bombach schrieb:

Das liegt an dem hohen Strom durch den zu lange eingeschalteten FET, ist also Folge des Fehlers und nicht der eigentlich Fehler.

Außerdem fängt man sich mit einem normalen Tastkopf immer Dinge ein, die so gar nicht vorhanden sind, da das Massebändel ne Schleife aufzieht und ne Drossel in der Nähe ist, die da gut auskoppelt.

Michael

Massekabel um den Tastkopf drehen und 77er Amidon Ferritkern drueberschieben hilft ein wenig.

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com/

Hi, Michael Rübig schrieb:

Also dass er nach der Pause für ca 7µs on geht, darf ja nicht sein. Da am Ausgang bei dem hohem Strom aber 0,5V ripple entstehen, solltest du vielleicht andere Kondensatoren nehmen, auch am Eingang. Bzw ein R-C vor Vin (20 Ohm, 0.1-1µ), wie es im Datenblatt steht: "...than problems with impedance interactions or switching noise can affect the LM3478." (Bei ripple an Vin, evtll mal nachmessen.)

Den 1nF bei Isen würde ich nicht weglassen, evtll kann da ein zu großer Impuls auch irgendwas weglaufen lassen?

Gruß Jens

Hallo Jörg,

Dass das Regelschwingungen sind, kann ja gut sein (bei den guten siehts halt wie Burst Mode aus). Nur, warum fängt der eine mit einem normalen Zyklus an, der andere mit einem Ultralangen? Dass er sich selbst irgendwie stört, kann ich mir nicht vorstellen, da ja die ganze Zeit vorher Ruhe war. Er schaltet sich ein und hat sofort danach ein Problem, eventuell mit dem Current-Sense.

Was auffällt ist, dass der Comp Pin bei den guten und schlechten gleichspannungsmäßig doch einiges auseinander liegt.

Über den SD habe ich das versucht und bin zu keiner zufriedenstellenden Lösung gekommen, weil:
  1. Der SD-Pin sollte nie auf Zwischenzuständen hängen, da sonst krumme Schaltfrequenzen entstehen, die ich gar nicht brauchen kann.
  2. Also musss man den SD-Pin über einen Schmitt-Trigger ansteuern, um ne Unterspannungsabschaltung zu machen. Das sind schonmal mindestens 2 Transistoren und ne Referenz (Z-Diode, ...) usw. Das mag ja noch machbar sein, aber: Da das Ding keinen ordentlichen Softstart hat sondern bei mir immer gleich volle Power loslegt, bricht dadurch die Eingangsspannung bei hochohmigen Netzen oder strombegrenzten Netzteilen etwas ein und führt zum wiederholten An- und Abschalten bzw. zum Festhängen des Systems. Das Ding war nie richtig an einem
1A-Netzteil zu betreiben, obwohl es eigentlich nur 50mA gebraucht hat.

Mit meiner Lösung steigt die Ausgangsspannung bei erreichen der Einschaltschwelle langsam an der Regler hat in dem Bereich eben keinen negativen Eingangswiderstand, der an strombegrenzten Netzteilen oder hochohmigen Netzen solche Probleme bereitet.

Den Chipinternen UVLO kann ich nicht brauchen, bei 3V Eingangsspannung darf das Ding keinesfalls loslegen.

Ich sehe auch nicht, wie dieser Schaltungsteil hier Probleme machen soll, da der FET bei 14 Eingangsspannung sicher durchgeschaltet ist. Aber ich kann ihn nächste Woche ja trotzdem mal brücken und schauen, ob sich was ändert.

Was meintest Du eigentlich mit aggressiver Kompensation? P und I _Anteil zu groß oder zu klein, R und zu also größer oder kleiner machen?

Michael

(Bin jetzt bis Sonntag abend Skifahren und werde wohl bis dahin nicht mehr antworten können.)

Jens Dierks schrieb:

Der Hinweis ist gut, da werde ich mal messen bzw. den LM 3478 mit ner wirklich stabilen Spannung versorgen.

Wie schon geschrieben, sollte der Chip die ersten 150ns nach der Schaltflanke eh durch nichts zu irritieren sein. Aber auch da werde ich nochmal nachschauen.

Michael

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required