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Forum: Platinen Schaltregler Layout Check


Autor: Marco L. (lehmi)
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Hallo Forum,

ich benötige mal Hilfe beim Layout von mehreren Schaltreglern auf einer 
Platine. Es handelt sich einerseits um einen Mc34063a für die Versorgung 
des uC und 4 ZXLD 1360, die 4 LED-Reihen ansteuern werden. Das Layout 
des MC34063a ist unproblematisch, das hab ich schon oft ausprobiert.

1. Das Layout der 4 ZXDL Bucks gefällt mir nicht so, ich hab für die 
Versorgungsleitung aber keinen anderen Weg gefunden. Direkt unter dem 
ISense R wollte ich nicht lang aber unter der Induktivität, laut Layout 
Vorschlägen, sollte auch nichts sein.

2. Ist die Massefläche unter den Reglern ok ?

3. Bekomme ich Probleme mit den ADJ Leitungen? Die sollen über PWM 
geschaltet werden. Da die Frequenz noch nicht feststeht, ist da auch 
noch ein C vorgesehen.

Grüße

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Etwas geringe Auflösung die Bilder. An deiner Stelle würde ich aber die 
Thermals an den Pads entweder dicker machen oder weglassen (wenn du nen 
geeigneten starken Lötkolben und ne geeignet große Lötspitze hast).
Die erhöhen nämlich die Leitungsinduktivität, soweit ich das weiß.

Autor: Gast (Gast)
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Was mir auffällt: Lass die vielen Thermals weg, die erhöhen nur die 
Leitungsinduktivität. Wenn du nicht gerade einen Baumarktlötkolben hast, 
bekommst du die Bauteile auch ohne Thermals gut gelötet.

Autor: Gast (Gast)
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lol, zdeg...

Autor: Marco L. (lehmi)
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Simon K. schrieb:
> Etwas geringe Auflösung die Bilder. An deiner Stelle würde ich aber die
> Thermals an den Pads entweder dicker machen oder weglassen (wenn du nen
> geeigneten starken Lötkolben und ne geeignet große Lötspitze hast).
> Die erhöhen nämlich die Leitungsinduktivität, soweit ich das weiß.

Die Thermals sind jetzt weg, war einfach beim dem Adler voreingestellt. 
Danke

Autor: Gast (Gast)
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ich würde die ZX um 180 drehen, so dass der LX-Pin zur Spule zeigt und 
die Dioden neben die Spulen.

Autor: Marco L. (lehmi)
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Gast schrieb:
> ich würde die ZX um 180 drehen, so dass der LX-Pin zur Spule zeigt und
> die Dioden neben die Spulen.

Ich hab mal nur einen gezeichnet, so würde das bei mir dann aussehen.

Autor: Gast (Gast)
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R6 noch drehen, so dass er nach unten zeigt. Direkt von Pin5 zum 
Ausgang. Eine dünne Leitung von R6 zum Pin4 ziehen. C4 direkt an Pin5 
nach links zeigend und zwischen Pin4 und Pin5 mit Pin2 verbinden.

Autor: Marco L. (lehmi)
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Gast schrieb:
> R6 noch drehen, so dass er nach unten zeigt. Direkt von Pin5 zum

da geht mir der Platz aus, wenn ich

> Ausgang. Eine dünne Leitung von R6 zum Pin4 ziehen. C4 direkt an Pin5
> nach links zeigend und zwischen Pin4 und Pin5 mit Pin2 verbinden.

das so umbaue. Aber gefällt mir jetzt erst einmal besser. Bin aber 
natürlich weiterhin für Vorschläge offen.

Danke

Autor: Gast (Gast)
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so geht es aber auch.
Wieso geht dir der Platz aus? Dreh R7 im Uhrzeigersinn und plaziere ihn 
neben dem Transistor, dann kannst du alles noch nach links schieben. 
Unter IC3 würde ich noch eine Durchkontaktierung zur Masseplane setzen.

Autor: Gast (Gast)
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achso, noch was: die Spule etwas hoch schieben, damit du nicht diesen 
komischen Überhang vom Pad hast. Dann kannst du auch die Leitung 
darunter in einer einheitlichen Stärke ziehen.

Autor: Marco L. (lehmi)
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Gast schrieb:
> so geht es aber auch.
> Wieso geht dir der Platz aus? Dreh R7 im Uhrzeigersinn und plaziere ihn
> neben dem Transistor, dann kannst du alles noch nach links schieben.
> Unter IC3 würde ich noch eine Durchkontaktierung zur Masseplane setzen.

Umgesetzt und noch ein paar Vias dazu gesetzt. Ich werd mal noch ein 
paar Thermalvias einplanen, Rückmeldung gibts dann morgen.

Grüße und Danke

Autor: Marco L. (lehmi)
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So, noch ein paar Vias eingefügt und das Layout wieder vervierfacht.

Autor: Gast (Gast)
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du hättest auch noch den Transistor 90 im Uhrzeigersinn drehen können = 
kürzere Leiterbahnen und noch mehr Platz.
Die Leiterbahn unterhalb der Spule kannst du doch sicher noch breiter 
machen.

Autor: Gast (Gast)
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Die Thermals bei dem MC34....-Bereich und der Eingangsbuchse kannst du 
auch noch weg machen.

Autor: Marco L. (lehmi)
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Gast schrieb:
> du hättest auch noch den Transistor 90 im Uhrzeigersinn drehen können =
> kürzere Leiterbahnen und noch mehr Platz.
> Die Leiterbahn unterhalb der Spule kannst du doch sicher noch breiter
> machen.

Hab die Transistoren so gelassen, da ich da genug Platz habe. 
Leiterbahnen unterhalb noch ein wenig dicker gemacht.

Autor: Gast (Gast)
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sieht doch schon gut aus.
Jetzt noch die Ground-Plane unterhalb und oberhalb des Quarzes 
aussparen, evtl. den Quarz drehen und näher zum µC setzen.

Autor: Marco L. (lehmi)
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Ich wollte mich beim Quarz jetzt mal an 
www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8128.pdf halten, das geht 
aber auf Grund der Design Rules bei mir nicht. Daher sieht das Ergebnis 
jetzt so aus:

Autor: Gast (Gast)
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die Verwenden auch Bauform 1206 für die Bürdekondensatoren.
Dann würde es auch bei dir passen.
Lass noch die Thermals an den Blockkondensatoren links weg und auch an 
den Bürdekondensatoren.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Marco Lehmann schrieb:
> Ich wollte mich beim Quarz jetzt mal an
> www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8128.pdf halten, das geht
> aber auf Grund der Design Rules bei mir nicht. Daher sieht das Ergebnis
> jetzt so aus:

So wie du es machst ist es nicht sinnvoll. Die Massefläche soll unter 
dem Quarz entweder weg oder separiert werden (in der AppNote als Local 
Plane bezeichnet) und nicht in der Gesamtmassefläche liegen.

Autor: Marco L. (lehmi)
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Ich hab die AppNote da anders verstanden, unter dem Quarz die Masse auf 
dem Top Layer hab ich jetzt mal ausgespart.

Autor: Gast (Gast)
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und auch unter dem Quarz auf dem Bottom-Layer!

Autor: Gast (Gast)
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ich würde es so lösen.

Autor: Marco L. (lehmi)
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Ich hab das ganze gerade nochmal umgebaut und erst jetzt die Antwort 
gesehen. Meine Version sieht aber ähnlich aus.

Danke

Autor: Gast (Gast)
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ja, sieht doch gut aus. Das kannst du so lassen.

So kleine Massefragmente wie links, oberhalb von Pin20,21 würde ich weg 
machen, das lohnt die DKs nicht. Dafür lieber die +Leitung links aus dem 
Blockkondensator rausziehen und die gesamte Leitung so weit wie möglich 
kinks verlegen. Damit vergrößert sich die Masseplane um den Qurz und die 
Zuführung zum µC.

Autor: Marco L. (lehmi)
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War schnell gemacht, Danke für vielen Tips.

Autor: Steffen (Gast)
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Hallo Marco,

ich habe den ZXLD1350 auch schon benutzt, aber sehr schlechte Erfahrung 
gemacht, wenn man direkt die PWM ( max. 500Hz ) auf das ADJ Pin gibt. 
Erzeuge eine PWM ( z.B. 10KHz ) über ein RC Filter eine DC-Spannung und 
steuere damit. Im Anhang ist ein Bsp. dafür.
Damit konnte ich recht gut von 0,3V bis 2,5V regeln.

Autor: Gast (Gast)
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Da ist noch was: nach deinem Stromlaufplan willst du als Rs 0,1 Ohm 
benutzen. Wenn du das in die Formel des Datenblatts eingibst erhälst du 
einen Ausgangsstrom Iout,dc von 1A. Der Strom darf aber max. 0,37A 
betragen. Der min. Widerstandswert wird im Datenblatt mit 0,27 Ohm 
beziffert.

> wenn man direkt die PWM ( max. 500Hz )

lt. Datenblatt darf die PWM Frequenz schon >10kHz sein, nur hat man dann 
nur einen Einstellbereich von 25% bis 100% des Ausgangsstroms.
Bei einer PWM Freuqenz von <500Hz hat man einen Einstellbereich von 1% 
bis 100% des Ausgangsstroms.

Autor: Steffen (Gast)
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@Gast:

in der Schaltung steht zwar der ZXLD1350, aber in dem ersten Post 
schreibt er ZXLD1360. Der kann die 1A.

Autor: Gast (Gast)
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ups, sorry, du hast recht, war wohl noch zu Früh....;)

Bei deiner Schaltung und Ansteuerung des ADJ-Pins mit Spannungen 
>1,25V<2,5V sollte man aber den Shuntwiderstand erhöhen um nicht über 
das Limit zu kommen.

Autor: Steffen (Gast)
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@Gast:

ich habe für den Shunt und Spule doch keinen Wert angegeben. Das muss 
jeder selbst berechnen. Es ging mir bei diesen Bsp. nur um die 
Ansteuerung des Adj. Pins.

Autor: Marco L. (lehmi)
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Gast schrieb:
> Da ist noch was: nach deinem Stromlaufplan willst du als Rs 0,1 Ohm
> benutzen. Wenn du das in die Formel des Datenblatts eingibst erhälst du
> einen Ausgangsstrom Iout,dc von 1A. Der Strom darf aber max. 0,37A
> betragen. Der min. Widerstandswert wird im Datenblatt mit 0,27 Ohm
> beziffert.
>
>> wenn man direkt die PWM ( max. 500Hz )
>
> lt. Datenblatt darf die PWM Frequenz schon >10kHz sein, nur hat man dann
> nur einen Einstellbereich von 25% bis 100% des Ausgangsstroms.
> Bei einer PWM Freuqenz von <500Hz hat man einen Einstellbereich von 1%
> bis 100% des Ausgangsstroms.

Ich wollte mit einer PWM von max. 500 Hz arbeiten, da sollte die PWM den 
ZXLD schön ein- und ausschalten. Aber ich werd' mal noch die Möglichkeit 
vorsehen, auch mit einem analogen Signal arbeiten zu können. Der Aufbau 
ist vorerst nur für ein paar Tests mit dem ZXLD gedacht.

Zum Rs wie schon geschrieben: Ich werd' den an die LEDs anpassen, zur 
Zeit liegen 350mA LEDs auf dem Tisch und die benötigen natürlich einen 
anderen Rs.

Autor: JojoS (Gast)
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ist aus diesem Projekt etwas geworden? Ich baue auch schon seit längerem 
an einem ähnlichen Controller, unabhängig von diesem Projekt aber wohl 
mit den gleichen Gedanken.
Habe auch einen Schaltregler für die Versorgung drauf, einen LM2674. Als 
µC habe ich den Mega128 genommen wg. 3x16Bit PWM, der Mega162 macht bei 
den 4 Kanälen 'nur' 8Bit wie ich das sehe.
Als LED habe ich Osram Ostar Projection 11W (4 Chip LED, eine nur grün 
und eine Amber/Blue), allerdings sind rot(amber) und blau keine richtig 
'satten' Farben aber gemischt gibt es ein gutes weiss. Ich brauche nur 
noch eine bessere Optik um die beiden verschiedenen Chips besser auf 
einen Spot fokussieren zu können.
Der erste Prototyp funktioniert, nur die RS485 habe ich noch nicht 
getestet. Ich hatte mir den Lötstopp gespart aber die Kurzschlüsse beim 
Löten zu beseitigen hat länger gedauert als den LS auch noch 
aufzubringen... Auf dem Foto sieht man Fädeldrähte, da bin ich drauf 
reingefallen das beim Mega128 die ISP nicht an MISO/MOSI angeschlossen 
wird.
TODO: noch mehr Software um die RS485 zu testen, es sollen mal 4-5 
Einheiten an der Decke hängen. Eine weitere Standalone Version mit LCD 
und IR Steuerung (dafür muss die Platine etwas grösser werden).
In einem anderen Thread wurde mal angesprochen das die Schaltregler 
etwas Surren, das habe ich auch. Ich habe aber vorher 1-Kanal Platinchen 
mi dem Zetex gemacht und eine andere Drossel verwendet die die äussere 
Schale nicht hat, damit hat nichts gesummt.

Autor: JojoS (Gast)
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und noch mein aktueller Schaltplan dazu. Und leuchtende LEDs.

Autor: Marco L. (lehmi)
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Ich hab aus Zeitgründen nur eine Platine aufgebaut und die für die 
Beleuchtung meines Arbeitsplatzes genutzt. Dafür wurde dann aber RS485 
nicht gebraucht, also wurde das nie implementiert. Zur Zeit liegt die 
Platine in der Bastelkiste für später ;)

P.S. Der Mega 162 hat pro 16 bit Timer 2 PWM Känale, also 4. Deshalb hab 
ich den gewählt.

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