Aufwärtswandler erzeugt Sägezahn

[ikarus_177]

Hallo!

Der Tantal-ELKO hat 20V, die beiden Keramikkondensatoren zusammen 32V (Serienschaltung deswegen, weil ich keine Typen mit höherer Spannungsfestigkeit dahatte)...

Das Datenblatt sagt dazu

A single ceramic capacitor of value 4.7 μF to 10 μF will provide
sufficient output capacitance for most applications. If larger
amounts of capacitance are desired for improved line support
and transient response, tantalum capacitors can be used.

Was mich stutzig macht, ist, dass der "Ripple" erst bei höheren Eingangsspannungen auftritt, darunter ist alles "traumhaft"
Ich habe noch herausgefunden, dass während des Aufladens der Induktivität die Eingangsspannung etwas einbricht (wird wohl ordentlich Strom gezogen) - ein 1000uF Elko verbesserte die Eingangsspannungsschwankungen, am Ausgang ändert sich aber nichts...

EDIT: ich habe auf deine Anregung hin mal einen großen 6800uF-Elko am Ausgang angebracht. Damit ist die Amplitude des Sägezahns unter Last "nur noch" etwa 500mV. Dennoch: ist das "normal"? (das ist das erste Mal, dass ich einen solchen Aufwärtswandler einsetze)
Außerdem hört man einen leisen "Tick", wenn die Spule aufgeladen wird (unter Last einige Male pro Sekunde).

[Besserwessi]

Wie hoch ist die Rippelfrequenz ?

Wenn die Störungen mit der internen Frequenz gehen (also ca. 1 MHz), dann könnte der Fehler bei so etwas wie dem Layout liegen - Abhilfe könnten dann 1 oder 2 zusätzliche Drosseln bringen. Ein Problem ist da schon mal die gemeinsame Masseleitung für die Zuleitung und den Ausgang.

Wenn die Störungen deutlich langsamer sind (eher so 1 kHz) liegt das Problem in der Stabilität der Regelschleife. Mit der vergleichsweise großen Induktivität ist man schon ziemlich am Rand der üblichen Parameter - da muss dann ggf. C2 angepasst (eher vergrößert ?) werden und der Elko am Ausgang ist ggf. auch schon zu groß.

Der Regler ist vermutlich reichlich überdimensioniert vom Strom, dafür ist die Spannung schon an der oberen Grenze. Bei der Induktivität ist die Frage ob da ggf. schon die Eigenresonanz erreicht wird.

[ikarus_177]

Hallo Besserwessi,

danke für den Tipp mit C2! Die Ripplefrequenz war viel tiefer als die 1MHz, nämlich (eingangsspannungsabhängige) 400-800Hz (hörte man auch schön als Summen).
Ich hab' jetzt eine 100uH-Spule der ursprünglichen parallelgeschaltet (ergibt eine Gesamtinduktivität von ca. 80uH) und außerdem einen 200nF KerKo parallel zu C2 gehängt.
Das hat die Ripplefrequenz stark angehoben (ist jetzt ein unangenehmes Sirren), die Rippleamplitude stark verkleinert und die Ausgangsspannung leicht angehoben.

Soll ich den Tantal-Elko am Ausgang auch mal testweise entfernen?

Wofür ist eigentlich der Zweig R2/C2 gut? Ich hab die Erklärung im Datenblatt nicht so ganz verstanden...

Danke dir!

[ePyx]

Wofür ist eigentlich der Zweig R2/C2 gut? Ich hab die Erklärung im Datenblatt nicht so ganz verstanden...

Für die Feedback-Loop als Kompensation.

[Besserwessi]

ZU den Werten von R2/C2 habe ich beim Überfliegen nicht viel im Datenblatt gefunden. Da sollte schon etwa der Richtige Wert rein, mit 200 nF ist der Kondensator dann vermutlich schon zu groß. Ggf. mal noch Appl. Notes suchen, wo die passenden Werte erklärt sind, oder es ggf. mit einer Simulation (TINA ?) versuchen. So ganz einfach ist die richtige Wahl da nicht - der passende Wert hängt vom Elko am Ausgang, den Spannungen und der Induktivität und ggf. von der Last ab.

Wenn es nicht zu viel Aufwand macht könnte man es auch mal ohne den Elko probieren. Im Prinzip sollte es aber auch mit dem Elko gehen.

[ikarus_177]

Hmmm, nachdem ich den Tantal am Ausgang entfernt und die Spule durch eine mit 100uH ausgetauscht hatte, ging's fast - soll heißen, der Regler war stabil, bis ein Lastwechsel auftrat.
Außerdem habe ich versucht, andere Kerkos (Größenordnung pF) parallel zum bestückten 150pF-Kondensator zu schließen - führte (zumindest subjektiv) auf eine höhere Schwingneigung. Also habe ich den 150pF komplett durch einen 22pF ersetzt - ohne Erfolg (vielmehr ist irgendein Bauteil abgeraucht)...

Wie schwer kann es eigentlich sein, so einen Step-up zum Laufen zu bringen?

Nachtrag: Appnotes gibts nicht wirklich zu dem Typ, nur eines über ein Eval-Boad auf dem der Baustein verbaut ist.

[Besserwessi]

Der eigentlich schwierige Teil bei einem Spannungsregler ist es die Regelschleife Stabil zu bekommen. Der gewählte LMR62014 hat den größten Teil der Kompensation intern - da kann man also nicht so viel anpassen. Entsprechend problematisch kann es werden, wenn man den Regler mit deutlich anderen Werten für die Induktivität einsetzt. Das Datenblatt geht da mehr von 10 µH aus (für 5 V) . Da sind also auch die 100µH noch recht viel.
Ein kleine Hilfe wäre vielleicht die Appl. Note für einen ähnlichen Regler wo die Kompensation extern ist: http://www.tim/lit/an/slva319c/slva31.co9c.pdf