Frage:
Der Spannungsregler verhält sich unter bestimmten Bedingungen schlecht
cemulate
2012-11-21 18:54:19 UTC
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Okay Leute, dieser hat mich verblüfft. Nehmen Sie diese beiden Schaltkreise:

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Typisches Zeug; Die Stromversorgung erfolgt über die + Schiene, GND über die - Schiene. Dies ist eine 19-V-Stromversorgung, die eingeht. Sie geht durch den Spannungsregler (für bis zu 35 V, 1 A ausgelegt), der Ausgangspin geht durch die Last und zurück zur Erde.

Nun, in der Schaltung an Die linke Seite, die ein Multimeter nimmt und die Spannung zwischen der positiven und der negativen Schiene misst (Gesamtspannung), ergibt 19V. Die Messung von A nach B (Ausgangspin des Spannungsreglers zum Minuspol) ergibt 5 V.

Ersetzen Sie nun diesen Widerstand durch eine andere Last: den Raspberry Pi. Es ist korrekt verdrahtet (d. H. Richtig auf USB konvertiert, es soll mit 5 V betrieben werden).

In der Schaltung rechts ergibt die Spannungsmessung zwischen der positiven und der negativen Schiene 19 V. Das Messen von A nach B, Ausgangspin bis zum Ende, ergibt 2,5 V.

Es funktioniert einfach. Der Raspberry Pi lässt sich nicht einmal einschalten. Nehmen Sie es wieder heraus und setzen Sie einen Widerstand wieder ein. Sie messen 5 V am Ausgangspin.

Ist dies ein funktionsgestörter Regler? Oder verstehe ich etwas nicht?

P = (Vin - Vout) * Iload = (19 - 5) * 0,5 = 7 W (zumindest unter der Annahme, dass der Pi 2,5 W zieht)
Zwei antworten:
Anindo Ghosh
2012-11-21 19:41:06 UTC
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Erste Beobachtung : Entkopplungskondensatoren sollten sowohl am Eingangs- als auch am Ausgangszweig des Reglers so nah wie möglich an den Stiften angeschlossen werden, die mit der Erdungsschiene verbunden sind. Ohne diese schwingt der Regler höchstwahrscheinlich am Ausgang.

Beachten Sie, dass Ihre beobachtete Ausgangsspannung genau die Hälfte des erwarteten Ausgangs beträgt - ein Hinweis darauf, dass der Ausgang zwischen 5 und 0 Volt schwingt. Ein Gleichspannungsmessgerät erfasst nicht die Schwingung, sondern nur die resultierende durchschnittliche Spannung. Eine Oszilloskopspur zeigt dies an.

Zweite Beobachtung : Obwohl der Regler für 1 Ampere ausgelegt ist und die Last wahrscheinlich für viel niedriger ausgelegt ist, wird dies nicht berücksichtigt Der Stoßstrom, den die Raspberry Pi-Karte beim Start benötigt. Dieser Anstieg zwingt den Regler höchstwahrscheinlich zum Überstromschutz, und dies wäre eine der wahrscheinlichen Ursachen für die Schwingung.

Der Widerstand ist andererseits eine passive Last, die im Wesentlichen trägt ein konstanter Strom sowohl beim Start als auch später. Daher ist es kein überraschender Stromstoß, um die Regelung zu destabilisieren.

Das Hinzufügen eines entsprechend großen Entkopplungskondensators am Ausgangszweig des Reglers trägt ebenfalls zur Dämpfung der Stoßbelastung des Reglers bei. Daher ist es durchaus möglich, dass der Regler und Ihr Regler Pi wird sich stabilisieren. Wenn nicht, müssen Sie möglicherweise einen Regler mit höherer Nennleistung verwenden, um den Anstieg und den Betriebsstrombedarf Ihrer Anordnung zu bewältigen.

Schlussbemerkung: Einige Linearregler benötigen ein grundlegendes Minimum Laststrom für stabile Regelung. Dies kann durch einen Lastwiderstand neben (parallel zum) Ausgangsentkopplungskondensator erreicht werden - der zu verwendende Widerstand würde so berechnet, dass nur knapp der erforderliche Mindestlaststrom gezogen wird. Obwohl dies wahrscheinlich nicht das Problem in Ihrer Schaltung ist, ist es nützlich, anhand der Informationen im Datenblatt des Reglers zu wissen und zu adressieren.

Gute Antwort. Der höchste Stromverbrauch des RPi wird definitiv während des Startvorgangs erzielt, wenn das eingebettete Betriebssystem hochfährt. Wenn Sie das RPi-Modell B verwenden, kann der * konstante * Strom 750 mA erreichen, der Spitzenwert ist jedoch erheblich höher. Es gibt einen schönen [Wiki-Eintrag] (http://elinux.org/RPi_5V_PSU_construction) für hausgemachte RPi-Netzteile, wenn Sie einen Blick darauf werfen möchten. Die meisten der erfolgreichen sind mit bis zu 1,5 A oder 2 A bewertet.
Ich glaube nicht, dass es beim Start einen so großen Anstieg gibt, da viele Telefonadapter, die nur für 750 mA ausgelegt sind, mit dem Pi recht gut funktionieren. Höchstwahrscheinlich hat dies eher damit zu tun, dass der Pi wie eine Last mit konstanter Leistung wirkt (bei niedrigerer Spannung mehr Strom zieht) als wie eine Last mit konstantem Widerstand (wie ein Widerstand).
@Madmanguruman-Telefonadapter verwenden eine Schaltmodusregelung, häufig mit zyklischer Strombegrenzung bei Schaltfrequenz. Es würde auch eine Entkopplung des Ausgangsschenkels geben. Das Schema des OP ist ein 3-poliger (vermutlich) Linearregler, dem die Kondensatoren fehlen.
@AnindoGhosh Schau dir mein Profil an. Ich weiß, was ein Schaltregler ist. Einschaltstrom wird im Allgemeinen durch Kondensatorladung in der Last oder durch Lasten mit konstanter Leistung erzeugt, die bei niedriger Eingangsspannung einen hohen Strom ziehen. Ich bezweifle, dass der Pi deutlich mehr zieht als sein maximaler stationärer Strom, was die Definition von "Stoß" ist.
@Madmanguruman Schönes Profil.
Vielen Dank! Ich werde definitiv die Kondensatoren gemäß dem Datenblatt hinzufügen.
@Madmanguruman Ich habe es endlich geschafft, ein RPi auszuleihen und den Einschaltstrom zu überprüfen. Es erreicht momentan ** 1,21 Ampere **, bevor es sich auf einen viel vernünftigeren Wert von 280 mA einstellt, auf dem nichts läuft und keine Peripheriegeräte.
Wie lange dauert es momentan aus Neugier? Ich frage mich, ob es sich um den tatsächlichen CPU-Verbrauch handelt (> Hunderte von Millisekunden) oder ob sich Kondensatoren aufladen.
@Madmanguruman Fast definitiv Kondensatoren. Es liegt unter meiner minimalen Cursormessung, also unter 1 Millisekunde.
jippie
2012-11-21 21:03:35 UTC
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Beachten Sie neben den in einer anderen Antwort erwähnten Entkopplungskappen, dass sich der Regler auflösen muss:

\ $ P = U × I = (19 V - 5 V) × 0,75 A = \ boldsymbol {18 W} \ $

Ein Standard-TO-220 7805 ohne großen Kühlkörper wird thermisch abgeschaltet.

Sollte das Datenblatt auf max. Verlustleistung, aber ich muss rennen.
Ja. Das Poster möchte ** nicht ** einen wesentlichen Teil eines Verstärkers mit 5 V betreiben, der mit einem * linearen * Regler von 19 V herunterfällt. Dies ist eine Aufgabe für einen Schaltregler.
Ich denke, das war das Problem. Wenn Sie dies mit einer 9-V-Versorgung anstelle von 19 V versuchen, tritt das Problem nicht auf. Vielen Dank für Ihre Informationen; Ich habe einige Nachforschungen über Schaltregler angestellt und sehe jetzt, warum sie für diese Situation nützlich sind.


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