Hi Forum, bitte nicht gleich schlagen wenn ich hier den 1001 Beitrag zu dem Thema eröffne aber ich habe nicht wirklich was passendes gefunden... Ich bastel seit einiger Zeit an einer Sensorplattform herum. Da ich mittlerweile ein wenig Erfahrung gewonnen habe möchte ich meine HW verbessern. Im Analogteil der Schaltung steckt u.a. ein 16Bit ADC und einige Sensoren. Benötigt werden hier +3.3V ~10mA und +5V ~100mA. Im Digitalteil stecken u.a. zwei Controller. Hier benötige ich +1.8V ~5mA, +3.3V ~700mA und +5V ~100mA. Die Batterie-Versorgungsspannung liegt bei 12V. In der "alten" Schaltung verwende ich Linearregler. Die werden entsprechend heiss, brauchen grosse Kühlkörper = unschön. Deswegen möchte ich die Spannungsversorgung komplett überarbeiten. Ich bin auf die SMPS von TI gestossen ( z.B. PTH08080W / 300kHz switching frequency ). Meine Idee war nun mit dem SMPS die Spannung von 12V auf 5.xV zu bringen und die LDO´s entsprechend nachzuschalten. Mein Problem ist nun die Ripple Spannung die bei 30mVPP liegt und mir natürlich den kompletten Analogteil verhagelt. Wünschenswert wär eine möglichst kleine Störspannung ( kleiner 50uV )( ist das realistisch ?! ) Die nächste Idee war einen LC Tiefpass zwischen SMPS und LDO´s zu schalten. Dazu habe ich verwendet ( gerade zur Hand ): L: 47uH ( http://www.we-online.de/katalog/media/pdf/744031470.pdf ) C: 150uF ( www.reichelt.de / PXA 150/16 ) Die Ergebnisse waren nicht wirklich berauschend. Nun bin auf der Suche nach den "optimalen" Komponenten. So wie ich es sehe brauch ich eine Induktiviät mit einer möglichst hohen Impedanz bei 300kHz und einen Kondensator mit möglichst geringer Impedanz (?). Blöderweise finde ich nichts passendes. Wenn ich mich z.B. bei Würth Electronic nach Induktivitäten umschaue, beginnen die Impedanzdiagramme erst bei 1MHz... Bevor ich nun ewig weitersuche und dumm sterbe dachte ich mir ich frag mal welche die sich damit auskennen ;) Deshalb: - Ist ein SMPS in meiner Schaltung einsetzbar ? - Wie kann ich die Ripplespannung effektiv von dem Analogteil fernhalten ? - Wie würdet ihr den / die Filter dimensionieren ? - Wo plazier ich die Filter: - Zwischen SMPS und LDO - Hinter dem LDO - Zwischen SMPS & hinter dem LDO ? Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen :) Grüsse Maik
Um wieviel dB möchtest Du die Störspannung dämpfen? Impedanzkurven gibt man dann für Bauteile an, wenn Sie nicht den theoretischen Werten entsprechen. Bei 300kHz liegst Du bei vielen Induktivitäten weit unter deren Resonanzfrequenz. Daher kannst Du hier die Impedanz einfach ->ausrechnen<-. Bzw. läßt sich bei dieser Frequenz ein LC-Tiefpass wunderbar (naja, fast) nach Lehrbuch dimensionieren.
Wenn ich mich nicht verrechnet habe wären es min 55dB ( 30mV zu 50uV ). Eine grössere Dämpfung wär natürlich noch bessern :) Kannst du mir konkrete Bauteilempfehlungen ( SMD ) geben ?
Las' es 60dB sein. Ein LC-Tiefpass macht 20dB pro Dekade. Somit legst Du Deine Grenzfrequenz auf 3 Dekaden unter Deinen Störer, also 300Hz. Das wird nicht funktionieren, weil die notwendigen Kapazitäten nicht den notwendigen niedrigen Innenwiderstand besitzen. Also eine neue Runde mit LC 4. Ordnung, 40dB pro Dekade -> 1.5 Dekaden, nehmen wir eine neue Grenzfrequenz von 10kHz und fangen (Du!) mal an, einen passenden Filter zu simulieren. Rechnen geht auch, macht aber manchen Leuten deutlich weniger Spass ;-) Ich täte mal mit 2 x 10uF keramisch und 2 x 22uH einsteigen.
Bevor ich anfange zu rechnen ( wie, womit simulier ich sowas ? )...wär dein Vorschlag einen LC 4. Ordnung zu verwenden gleichwertig zu meiner Ausgangsfrage: - Wo plazier ich die Filter ( = LC Filter ): - Zwischen SMPS und LDO - Hinter dem LDO --> - Zwischen SMPS & hinter dem LDO ( = LC Filter 4. Ordnung ) ?
Eddy, irgendwas stimmt nicht. Ein LC Filter ist doch ein Filter 2. Ordnung der macht 40dB pro Dekade nicht 20dB !?
Jo, sehe ich genau so. Ich wollte nur das Publikum testen ;-) Ich würde trotzdem mit dem Filter 4. Ordnung weitermachen, da die Bauteile angenehmere Werte und Baugrössen aufweisen. Noch ein Weg wäre, einen Regler mit höheren Schaltfrequenzen einzusetzen.
Zur Plazierung: Bei etwas Überlegung kommst Du selbst drauf: - Wird der LDO durch die Schaltspizten selbst gestrört? - Wie sieht es mit der Lastausregelung aus wenn nach dem LDO noch ein Tiefpaßfilter installiert ist. Viel wichtiger ist die Frage: Kannst Du von der Topologier her auch eine Drossel in die Masseleitung setzen um die Gleichtaktstörungen die über die Masseleitung transportiert werden auch noch auszufiltern?
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