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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik typischer Ripple bei Schaltregler - was läuft das schief?


Autor: Andreas B. (loopy83)
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Hallo zusammen,

ich habe bei einer Fehlersuche festgestellt, dass ein Spannungsregler 
etwas Probleme macht. Ich hatte die Ausgangsspannung im Vorfeld schon 
vermessen und für gut befunden. Nun mit exakterer Messtechnik musste ich 
aber feststellen, dass die Ausgangsspannung alles andere als ideal ist 
(siehe Anhang).

Der Verlauf sieht meinem Verständnis nach ganz danach aus, dass die 
Ausgangskapazitäten nahezu wirkungslos sind bzw. zu klein bemessen. Aber 
2x 330uF sind verlötet... mit entsprechend kleinem ESR.

Ich verwende einen LTC3736, der 1,5V und 1,8V erzeugen soll. Die 1,5V 
zeigen einen ähnlichen Verlauf, hier ist aber der Ripple nebensächlich. 
Die 1,8V brauche ich hingegen für einen ADC und somit ist die Qualität 
schon entscheidend.

Den Stromlaufplan habe ich ebenfalls im Anhang abgelegt.

Der Regler arbeitet mit ca. 700kHz und ist für den continuous mode 
konfiguriert, was laut Datenblatt für einen niedrigeren Ripple sorgen 
soll.

Über das Layout mache ich mir erstmal weniger Gedanken, denn bei einem 
solchen Verlauf muss doch etwas grundlegendes falsch sein, oder etwa 
nicht? Das Layout hat vielleicht kleine Schwächen, aber grobe Schnitzer 
schließe ich eigentlich aus. Wenn gewünscht, kann ich das aber auch 
nochmal zeigen.

Ich wäre für ein paar Hinweise zur Ermittlung des Fehlers sehr dankbar 
:)

MfG Andi

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Andreas B. schrieb:
> Über das Layout mache ich mir erstmal weniger Gedanken
Das wäre jetzt aber mein erster Ansatzpunkt. Denn wenn z.B. der 
Feedbackpfad ungünstig liegt, hagelt es dir die ganze Regelung 
zusammen...

Zeig doch mal dein Layout.

Autor: smatlok (Gast)
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Andreas B. schrieb:
> Aber
> 2x 330uF sind verlötet... mit entsprechend kleinem ESR.

Datenblatt ? ca. 0.03 Ohm würden den Ripple bereits erklären..

Autor: Klaus Ra. (klara)
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Hallo Andreas,
ich würde auch auf die Ladeelkos tippen.  Reichelt hat da inzwischen 
sehr gute Elkos.
http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=89766;PROVID=2402
Laut Datenblatt hat ein 330uF-Elko mit 6,3V 20 mOhm. Wenn ich mal 
rechne, 2,9A Dauerstrom = 5,8A Spitze-Spitze. Bei 20mOhm wären das 116mV 
Spitze-Spitze. Bei zwei Elkos je 330uF parallel kommst Du auf 58mV 
Spitze-Spitze. Der 470uf-Typ liegt bei 12mOhm. Mit zwei parallelen 
kommst Du auf 35mV Spitze-Spitze. Den hat Reichelt ebenfalls.
Bei Schaltnetzteilen ist jedoch auch ein vernünftiges Layout 
massgeblich.
Gruss Klaus.

Autor: Florian V. (Gast)
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Im Grunde ist das vollkommen normales Verhalten.

Da es eh ein Schaltregler von Linear ist: Installier Dir LTSpice und 
klick Dir ein Modell Deines Reglers zusammen. Und dann betrachte mal die 
Spannungen und Ströme Deines Entwurfs. Der Strom durch die Induktivität 
schwankt in jedem Schaltzyklus um etwa 1.4A. Bei einer Auslegung der 
Schaltung für 2.9A Ausgangsstrom ist das eine ganze Menge Ripple. Und 
die will durch einen ausreichend niedrigen ESR an den Ausgangskondis 
geglättet werden. Das Datenblatt des LTC3736 schreibt hierzu ja auch 
(sinngemäß): Die Größe der Ausgangskondensatoren wird durch den 
benötigten ESR bestimmt. Dort sind auch Formeln zu dem Thema angegeben.

Die benötigten niedrigen Werte für den ESR wirst Du nur mit keramischen 
Kondensatoren bei vernünftiger Größe hinbekommen. Andere Möglichkeit: 
Wesentlich größeres L für niedrigeren Ripplestrom je Schaltzyklus (unter 
Verlust dynamischer Regelgeschwindigkeit).

Dieses IC ist für Schaltregler möglichst kleiner Bauform mit möglichst 
kleinen Komponenten gedacht - an die störungsarme Versorgung 
empfindlicher Analogschaltungen hat da erst mal keiner gedacht. Daher 
sind die Schaltungsvorschläge meist mit sehr kleinen Induktivitäten.

Außerdem zeigt das Oszibild noch eine subharmonische Schwingung, 
eventuell liegt da mit der Regelung noch was im Argen.

Autor: Sven (Gast)
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Failed by design: Die Idee, einen ADC aus einem 2,9A Schaltregler zu 
speisen solltest Du vlt überdenken.

Spendier dem ADC nen eigenen linearen Regler aus den 5V, dürfte ja nur 
paar mA ziehen. Wenns denn so drauf ankommt.

Der Ripple ist so nicht ungewöhnlich.

Autor: Frank B. (frankman)
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> Spendier dem ADC nen eigenen linearen Regler aus den 5V, dürfte ja nur
> paar mA ziehen. Wenns denn so drauf ankommt.
>
> Der Ripple ist so nicht ungewöhnlich.

Hier stimme ich Sven in allen Punkten zu.
100mV Rippel finde ich durchaus normal für einen Schaltregler.

Wenn Du weniger Rippel brauchst, schalte noch schnelle, kleine, 
keramische C´s parallel zu Deinen Elko´s. Die sind mit dem ESR und dem 
ESL nicht in der Lage, den Ripple komplett zu dämpfen. Zumal 0,7MHz 
nicht von Pappe sind.

Ansonsten hilft Dir nur ein nachgeschalteter, analoger Regler für den 
ADC oder ein extra Siebglied aus L und C extra für den ADC

Autor: Olaf (Gast)
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> Wenn Du weniger Rippel brauchst, schalte noch schnelle, kleine,
> keramische C´s parallel zu Deinen Elko´s.

Mich wuerde ja mal eher interessieren aufgrund welcher Rechnung
der OP auf 2x330uF gekommen ist. Bei einem 700kHz Regler wuerde
ich eher was in der Gegend von 10-20uF erwarten und die kann man dann
als Keramik wirklich sehr dicht und mit sehr perfektem Layout
an das IC pappen.


> Ansonsten hilft Dir nur ein nachgeschalteter, analoger Regler
> für den ADC oder

Hast du das schonmal probiert? ICh wuerde erwarten das die 700kHz 
einfach durch den Regler gehen.

> ein extra Siebglied aus L und C extra für den ADC

Das ist da schon die bessere Loesung. Vorausgesetzt das Layout ist so 
gut das die Stoerung nicht sowieso ueber Masse ueberall hinkommen.

Oh..und wenn die Schaltung wirklich 700uF am Ausgang braucht, ob dann 
wohl 22uF am Eingang reichen?

Olaf

Autor: Otto J. (Gast)
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Mir kommen die 1,5µH für die Spule bei 700kHz etwas zu klein geraten. 
Ich verwende hier einen LT3503 mit 2.2MHz der hat eine 2.2µH Spule....

Ansonsten mit Kerkos im 10µF Bereich versuchen oder gleich einen 
Linearregler verwenden, der nur den ADC Versorgt und sonst nichts! Dann 
klappts auch mit dem CCD Sensor

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Hallo zusammen und vielen Dank für die vielen hilfreichen und kritischen 
Antworten.

>Failed by design: Die Idee, einen ADC aus einem 2,9A Schaltregler zu
>speisen solltest Du vlt überdenken.
Das Problem ist folgendes.
Es ist mein erstes Hardware Projekt dieser Ausmaße, da ich noch im 
Studium bin und gerade Diplom schreibe....
Im System selber arbeitet noch DDR2 Speicher, der auch mit 1,8V 
betrieben wird. Dafür war die Spannung auch gedacht und wird dafür auch 
noch genutzt. Nun mußte ich in der Mitte des Projektes wegen Abkündigung 
meines ursprünglichen ADCs einen neuen einsetzen und habe mich dann 
gefreut "Mensch 1,8V hast ja schon". Da war dann die Freude über weniger 
Arbeit größer als der kritische Blick. Das passiert mir nun nicht 
nochmal :)
Deswegen die durchaus massive Gestaltung in Sachen Ausgangsstrom.

>Bei zwei Elkos je 330uF parallel kommst Du auf 58mV Spitze-Spitze.
Bei den Elkos habt ihr natürlich vollkommen recht, ich hatte zwar auf 
einen niedrigen ESR von ca. 35mOhm geachtet, aber war nicht davon 
ausgegangen, dass das jetzt noch zu viel ist. Zumal ja DDR2 Speicher in 
der Hinsicht recht genügsam ist, in Vergleich zu einem ADC. Aber klar, 
wenn man das Datenblatt mit diesem Wissen nochmal liest, ist es 
eindeutig. Das Problem sind wohl die Glättungskondensatoren.
Ich habe mir soeben diese Cs in BFD bestellt:
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...
10mOhm ESR und damit sollte ich auf 29mV kommen, wieder zwei parallel 
geschaltet. Zumal die 2,9A wirklich incl Reserve sind. Unter realen 
Bedingungen und wenn viel auf dem RAM gemacht wird, benötige ich Peaks 
von ca. 1,5A. Aber die auch nur kurzzeitig. Weniger Strom, weniger 
ripple current, kleinere ripple voltage, korrekt?
Das der ripple current so eine entscheidene Rolle in Verbindung mit dem 
voltage ripple und dem ESR spielt, war mir ansatzweise schon klar, aber 
erst durch die Rechnung von Klaus Ra. ist es mir wirklich bewußt 
geworden.

>Mich wuerde ja mal eher interessieren aufgrund welcher Rechnung
>der OP auf 2x330uF gekommen ist.
DDR2 Speicher, für die war und ist der Regler ja gedacht, hat die 
Angewohnheit, sehr schnell und viel Strom zu ziehen. Gerade beim booten 
und unter Last schwankt die Stromaufnahme doch recht erheblich. Die 
Spule ist mit 1,5uH nicht gerade groß, kann also nicht Unmengen an 
Energie speichern. Viel größer wäre nicht gegangen, weil wegen des hohen 
Stromes dann die geometrischen Ausmaße zu heftig geworden wären. Also 
habe ich die Ausgangskapazitäten erhöht, um dem DDR2 Speicher jederzeit 
genug Strom liefern zu können. Ich denke der Ansatz ist nicht 
grundverkehrt, oder?

>ein extra Siebglied aus L und C extra für den ADC
Rein interesse halber:
Wie berechnet man so ein Siebglied genau.
Grenzfrequenz des LC-Tiefpasses ist klar (1/(2*pi*sqrt(L*C)) mit Rv 
entsprechend sqrt(2)*XL oder XC, nur welche Frequenz setze ich dann an? 
Möglichst weit unten, wie es eben die Bauteilgrößen zulassen, oder gibt 
es da eine Faustformel, wenn ich nun 300kHz/700kHz sieben will.

Vielen Dank an alle für die ausführliche Hilfe!
MfG Andi

Autor: usuru (Gast)
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Gerade für VREF eines ADC solltest Du einen Präzision-Spannungsregler 
nehmen und nicht die Spannung aus dem Schaltregler. Schau dich doch mal 
bei http://www.maxim-ic.com/products/references/ um, die haben da 
einiges im Angebot. Und Du bekommst meist 2 Samples umsonst.

Autor: Yoschka (Gast)
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Ich würde ausrechnen um wieviel dB der Ripple gedämpft werden soll.
Dann ein Blick auf die Dämpfung des LC Tiefpasses 6 dB/Oktave bzw. 20 
dB/Dekade. Danach wählt man die Grenzfrequenz.
Möglichst klein, aber nur so klein wie nötig, da die Spulen sonst zu 
groß werden.

Autor: Olaf (Gast)
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> 10mOhm ESR und damit sollte ich auf 29mV kommen, wieder zwei parallel
> geschaltet.

Aber ueberleg dich auch wieviel Millimeter Layout selbst wieder 10mOhm 
entsprechen und was dies fuer dein Layout bedeutet.

> DDR2 Speicher, für die war und ist der Regler ja gedacht, hat die
> Angewohnheit, sehr schnell und viel Strom zu ziehen.

Das du grundsaetzlich etwas mehr Strom braeuchtest war mir schon klar. 
Es wunderte mich nur das deine Kondensatoren so gross sein muessen. Die 
Werte die du verwendest habe ich sonst bei Schaltreglern die bei 50kHz 
rumzappeln.

> Wie berechnet man so ein Siebglied genau.

So wie es der Hersteller im Datenblatt oder der Applikation angibt.
Man kann das zwar sicher auch nach der reinen Lehre machen. Und deine 
Impulstechnikvorlesung ist noch nicht so lange her wie meine. :-P

Allerdings arbeitet dein Schaltregler in Bereichen wo man viele Dinge 
eben nicht mehr so vernachlaessigen kann. Zum Beispiel eben nicht mehr 
den Widerstand der Zuleitung. Oder gar ihre Induktivitaet. Und ein 
fetter Kondensator mit dicken langen Beinen der allein schon wegen 
seines Durchmessers weiter weg von deinen Schaltransistoren ist, ist 
vermutlich schon deshalb viel schlechter als ein kleiner SMD 
Kondensator. Oder der Einschaltsprung. Ich gehe nicht davon aus das 
deine Transistoren unendlich schnell einschalten.

Und kuck dir bitte unbedingt nochmal die Qualitaet deiner 
Eingangsspannung an. Es kann sein das dein Regler da auch Stoerungen 
raushaut.

Ausserdem mach das Massekabel an deinem Tastkopf so kurz wie irgend 
moeglich! Sonst siehst du hinterher Stoerungen die du garnicht auf 
deiner Spannung hast sondern von deiner Schaltung abgestrahlt werden.

Ansonsten gilt natuerlich wenn man eine sehr saubere Spannung fuer einen 
AD-wandler braucht dann erzeugt man die eigenstaendig und linear. Die 
paar mA wird man wohl verkraften koennen. Es ist schon schlimm genug 
wenn du dann deine Stoerungen aus dem Digitalteil vom Analogteil 
fernhalten musst, da muss man sich das Leben nicht unnoetig erschweren. 
Erst recht nicht wenn es eine Diplomarbeit ist die irgendwann fertig 
sein soll. Ausserdem kann man doch bereits alleine ueber das "warum" der 
extra spannungserzeugung eine Halbe Seite in der Arbeit rausschinden und 
den Prof beeindrucken. :-D

olaf

Autor: Andreas B. (loopy83)
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usuru schrieb:
> Gerade für VREF eines ADC solltest Du einen Präzision-Spannungsregler
> nehmen und nicht die Spannung aus dem Schaltregler. Schau dich doch mal
> bei http://www.maxim-ic.com/products/references/ um, die haben da
> einiges im Angebot. Und Du bekommst meist 2 Samples umsonst.
Ich denke das Wort Referenzspannung ist hier etwas fehl am Platze... 
sorry. Es geht um die Versorgungsspannung des Analogen Teils des ADC. 
Die Refs werden intern generiert und müssen nur extern mit ein paar Cs 
entstört werden. Der ADC braucht ca. 100mA auf der 1,8V Schiene... das 
kann dann keine Referenz mehr bereitstellen.

> Ich würde ausrechnen um wieviel dB der Ripple gedämpft werden soll.
> Dann ein Blick auf die Dämpfung des LC Tiefpasses 6 dB/Oktave bzw. 20
> dB/Dekade. Danach wählt man die Grenzfrequenz.
> Möglichst klein, aber nur so klein wie nötig, da die Spulen sonst zu
> groß werden.
Im Idealfall sollte die Grenzfrequenz 0 sein und die Dämpfung unendlich 
groß.. .logisch :D
Übersehe ich da jetzt einen Fakt, dass die Spulen nicht zu groß werden 
dürfen? Oder sind hier lediglich geometrische Maße, die man bedenken 
sollte?
Die 1,8V für den ADC sollten in Sachen Regelgeschwindigkeit nicht allzu 
kritisch sein. Eine Spule in Reihe bedeutet ja immer eine langsamere 
Ausregelzeit, aber wenn keine schnellen Stromanstiege zu erwarten sind, 
sollte das kein Hindernis sein, die größt mögliche Spule und den größt 
möglichen C zu nehmen, die auf Board passt, oder?

Vielen Dank :)

Autor: Florian V. (Gast)
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Andreas B. schrieb:
> Ich habe mir soeben diese Cs in BFD bestellt:
> http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...
> 10mOhm ESR und damit sollte ich auf 29mV kommen, wieder zwei parallel
> geschaltet. Zumal die 2,9A wirklich incl Reserve sind. Unter realen
> Bedingungen und wenn viel auf dem RAM gemacht wird, benötige ich Peaks
> von ca. 1,5A. Aber die auch nur kurzzeitig. Weniger Strom, weniger
> ripple current, kleinere ripple voltage, korrekt?

Warum hast Du keine keramischen Ausgangskondensatoren in Betracht 
gezogen? Sie haben nochmal einen Bruchteil an ESR und können den 
Schaltripple viel besser filtern. Vergleichsweise kleine Kapazitätswerte 
(zB 22µF) reichen hier aus. Um die Lastsprünge des DDR abzufangen, 
kannst Du zusätzlich die Elkos drin lassen.

> DDR2 Speicher, für die war und ist der Regler ja gedacht, hat die
> Angewohnheit, sehr schnell und viel Strom zu ziehen. Gerade beim booten
> und unter Last schwankt die Stromaufnahme doch recht erheblich. Die
> Spule ist mit 1,5uH nicht gerade groß, kann also nicht Unmengen an
> Energie speichern. Viel größer wäre nicht gegangen, weil wegen des hohen
> Stromes dann die geometrischen Ausmaße zu heftig geworden wären.

Genau umgekehrt ist's richtig. Die Induktivität eines Step-Down hilft 
Dir nicht, bei einem Lastsprung die Ausgangsspannung stabil zu halten. 
Im Gegenteil, eine große Induktivität sorgt dafür, dass der Regler den 
Ausgangsstrom nur langsam hochfahren kann. Im idealisierten 
Schaltwandler ist eine Induktivität eine Konstantstromquelle. Der Regler 
stellt den Strom nun so ein, dass die Ausgangsspannung einen bestimmten 
Wert hält. Ändert sich die Last, muss der Strom durch die Induktivität 
angepasst werden - und das dauert um so länger, je größer die 
Induktivität ist. Eine große Induktivität hilft Dir dagegen, den 
Stromripple klein zu halten.

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Olaf schrieb:
> Ausserdem mach das Massekabel an deinem Tastkopf so kurz wie irgend
> moeglich! Sonst siehst du hinterher Stoerungen die du garnicht auf
> deiner Spannung hast sondern von deiner Schaltung abgestrahlt werden.
Die Erfahrung habe ich schon hinter mir. Deswegen habe ich auf meinen 
Prof solange eingeredet, bis zwei aktive Messleitungen bestellt wurden. 
Damit habe ich schon weit bessere Messungen durchführen können und die 
sind dafür ausgelegt, die Masseleitungen nur so kurz wie nötig zu 
machen. Nicht wie die Standard-12cm-Kroko-Masse-Klemmen.

Ich werde mein Layout auch nochmal betrachten und die Leiterwege in 
meine Betrachtungen einbeziehen. Ein sehr guter Hinweis!

> Ausserdem kann man doch bereits alleine ueber das "warum" der
> extra spannungserzeugung eine Halbe Seite in der Arbeit rausschinden und
> den Prof beeindrucken. :-D
Ich glaube die Seitenanzahl ist das kleinste Problem. Ich denke das ist 
eine Anforderung bei einer Diplomarbeit... nicht 100 Seiten schreiben 
können, sondern sich auf 100 Seiten beschränken können. Denn bisher 
könnte ich ein ganzes Buch über meinen Entwicklungsprozess schreiben.

Vielen Dank :)

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Florian V. schrieb:
> Warum hast Du keine keramischen Ausgangskondensatoren in Betracht
> gezogen? Sie haben nochmal einen Bruchteil an ESR und können den
> Schaltripple viel besser filtern.
Werde ich gleich nachschauen was es da gibt und werde noch welche 
bestellen. Schaden kann es nicht zum experimentieren... Nur meist wird 
bei keramischen kein ESR im Datenblatt angegeben... oder kann man davon 
ausgehen, dass er einfach "extrem klein" ist? Danke!

Autor: Yoschka (Gast)
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Andreas B. schrieb:
> Im Idealfall sollte die Grenzfrequenz 0 sein und die Dämpfung unendlich
> groß.. .logisch :D
> Übersehe ich da jetzt einen Fakt, dass die Spulen nicht zu groß werden
> dürfen? Oder sind hier lediglich geometrische Maße, die man bedenken
> sollte?


> Die 1,8V für den ADC sollten in Sachen Regelgeschwindigkeit nicht allzu
> kritisch sein. Eine Spule in Reihe bedeutet ja immer eine langsamere
> Ausregelzeit, aber wenn keine schnellen Stromanstiege zu erwarten sind,
> sollte das kein Hindernis sein, die größt mögliche Spule und den größt
> möglichen C zu nehmen, die auf Board passt, oder?

Wenn die 1,8V nur Vanalog für den ADC sind, ist die Ausregelzeit egal.
Wenn der ADC komplett aus den 1,8V versorgt wird, dann sollte man 
möglichst viel C hinter das L hängen.

Btw, eine unendlich große Spule hat nicht nur ein Platzproblem.
Es wär doof wenn die Schaltung ohne Versorgung weiterarbeitet, nur weil 
die Spule treibt...
Es heißt häufig Vref(ADC V analog) < VCC +0,3V  (Betriebsspannung 
digital).
Auch ein Grund die Spule nicht zu über-dimensionieren.

Autor: Yoschka (Gast)
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Autor: Yoschka (Gast)
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http://www.avx.com/docs/techinfo/DC-DCConverterCap...

lesen!

Btw, ein keramischer C kann auch zu wenig ESR haben!
Dann schwingt Dein System unschön...

Ich hatte auch mal einen Regler, wo ich dem Cout einen R in Reihe 
schalten musste, da der Regler einen minimalen Ripple benötigte um 
überhaupt zu arbeiten.

Autor: Fralla (Gast)
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Du hast wie schon erwähnt SHOs. Das macht ein Ausgangsfilter unwirksam, 
denn die SHOs kommen durch. Gib eine Slope Compensation dazu und/oder 
mach mal den Pol deines Reglers etwas niediger um den SHO peak zu 
drücken.

Die größe von L ist immer ein kopromiss. Je größer um so kleiner der 
Ripple um so schlechter die Regelsungsdynamik.
Bei current mode Regelung ist die Induktivität eine Spannungsgregelte 
Stromquelle die den Ausgangs C und die Last speist. (der Pol durch L und 
C existiert nicht mehr). Diese Stromquelle kann aber nur endlich schnell 
ihren Strom ändern (ein L eben).

MFG

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Fralla schrieb:
> Du hast wie schon erwähnt SHOs. Das macht ein Ausgangsfilter unwirksam,
> denn die SHOs kommen durch. Gib eine Slope Compensation dazu und/oder
> mach mal den Pol deines Reglers etwas niediger um den SHO peak zu
> drücken.

Hallo,
ehrlich gesagt verstehe ich irgendwie nur Bahnhof bei dieser Antwort.
Was sind SHOs?
Was ist eine Slope Compensation und wie kann ich die verwirklichen?
Welchen Pol soll ich niedriger machen?

Für ein paar aufklärende Worte wäre ich sehr dankbar!

Mfg Andi

PS: Danke Yoschka für das Dokument, sieht interessant und tiefgründig 
aus, werde ich mir direkt durcharbeiten.

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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Andreas B. schrieb:
> Olaf schrieb:
>> Ausserdem mach das Massekabel an deinem Tastkopf so kurz wie irgend
>> moeglich! Sonst siehst du hinterher Stoerungen die du garnicht auf
>> deiner Spannung hast sondern von deiner Schaltung abgestrahlt werden.
> Die Erfahrung habe ich schon hinter mir. Deswegen habe ich auf meinen
> Prof solange eingeredet, bis zwei aktive Messleitungen bestellt wurden.
> Damit habe ich schon weit bessere Messungen durchführen können und die
> sind dafür ausgelegt, die Masseleitungen nur so kurz wie nötig zu
> machen. Nicht wie die Standard-12cm-Kroko-Masse-Klemmen.

Naja, für 700k...

Autor: Fralla (Gast)
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>Was sind SHOs?
Subharmonische Oszilationen, die durch die Current Mode regelung 
entstehen (->Googeln).
In der Übertragungsfunktionen sieht man einen peak im Bereich der unter 
der Schaltfrequenz (meist fs/2). Abjilfe ist die Slope Compensation. 
Dabei wird die Oszilator rampe der Stromsignal zugemischt, oder der 
threshold des Stromcomparator abgesenkt. Dies führt zu einer dämpfung 
des peaks welcher die SHO verursacht.
Slope Kompensation wurde oft durch einen Transistor gemacht welcher die 
Oszilatorrampe auf den Isense mischt (zb bei UC384x). Bei modernen 
Reglern kann dies durch einen Widerstand gemacht werden. zb in Serie zu 
Isense Eingang. Bei deinen weis ich es nicht -> Datenblatt.

R48 und C38 bilden eine Nullstelle, welche die Phase im Bereich des 
Nulldurchganges anhebt. C37 bildet eine Pollstelle welche den 
Amplitudengang wider runterholt (ohne danach folgende peaks zu dämpfen) 
aber die Phase wieder um -90° dreht.
Google nach "Buck transfer function".

MFG

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Hallo zusammen,

ich habe mich jetzt dazu durchgerungen, hinter einen 3,3V Schaltregler 
(500kHz) noch einen LDO zu setzen, um die Spannung für den ADC sauberer 
zu halten. Quasi den Analogteil getrennt von der DDR2 Spannung halten.

Gewählt habe ich diesen hier:
http://de.farnell.com/linear-technology/lt1761es5-...

Nun ist das Problem bei diesen Teilen, dass der Output ripple nur bis 
100kHz garantiert wird.
Ein Diagramm auf Seite 11 rechts unten im Datenblatt (gibts auf der 
farnell Seite) zeigt die dB auch bei höheren Frequenzen.
Nun möchte ich ja die 500kHz wegbekommen. Da habe ich noch um die 30dB 
Dämpfung.

Ist da dieser LDO ratsam, oder gibt es andere, die mit diesen hohen 
Frequenzen besser umgehen können?

Im Datenblatt steht etwas von 100mA bei 300mV Drop... heißt das, dass 
ich bei 1,5V drop maximal 20mA zur Verfügung habe?

Vielen Dank!

Autor: Michael O. (mischu)
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Andreas B. schrieb:
> Im Datenblatt steht etwas von 100mA bei 300mV Drop... heißt das, dass
> ich bei 1,5V drop maximal 20mA zur Verfügung habe?

Nein eher nicht:

Die Angabe soll zeigen, wieviel "LowDrop" -> also Spannungsabfall an dem 
Regler passieren. Die Spannung von 300mV entspricht dem Spannungsabfall 
am Innenwiderstand des Reglers für den Betriebsfall 100mA.

Für Dich relevant wird die maximale Verlustleistung sein, da Du eine 
wesentlich größere Spannungsdifferenz hast. Du brauchst keinen LowDrop 
Regler. Im Datenblatt auf Seite 17 ist eine Beispielrechnung für die 
Temperaturerhöhung aufgrund der Verlustleistung. Da Du nicht geschrieben 
hast wieviel Strom Du benötigst kann ich Dir auch nicht sagen, ob der 
Chip reicht oder nicht. Vermutlich eher nicht.

Verbesserung der Spannungsqualität:
Die Messung des Spannungsripple am "Ausgang" eines DC/DC-Wandlers ist 
immer mit Vorsicht zu genießen. Es hängt zum Beispiel davon ab, welchen 
Massepunkt Du als Bezug für die Messung (bzw. für deine Schaltung) 
nimmst.
Durch lange Leitungsführung innerhalb des Hochstrompfades bekommst Du 
erheblich parasitäre Induktivitäten an denen insbesondere die 
hochfrequenten Spannungen abfallen.
Ich frage mich, ob in deinem Fall nicht die Nachfilterung mit einem oder 
mehreren LC-Filter nicht helfen würde.
Schnappt Dir mal LTSpice oder ein Simulationsprogramm Deiner Wahl, setze 
eine Rechteckspannungsquelle und den LC-Ausgangsfilter (MIT PARASITÄREN 
ELEMENTEN) an und ermittle den Spannungsripple.
In einer separaten Simulation mit einer AC-Quelle baust Du aus Ls und Cs 
ein TP-Filter auf, dessen Frequenzgang Du simulieren und optimieren 
kannst (mit deiner Last am Ausgang).
Anschließen kannst Du das dann zusammenbauen und auf die Quelle 
anwenden.

Autor: Andreas B. (loopy83)
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Hallo,

ich habe gerade die Kondensatoren tauschen können und der Ripple ist auf 
ca. 20mV gefallen. Ich habe nun zwei Tantals vom Typ T530D337M006ATE010 
drin, die je 10mOhm ESR haben. Also war das wirklich das Problem der 
ganzen Sache.

Ein weiterer 22uF MLCC brachte keine weitere Verbesserung.

Nach meinen bisherigen Messungen hat diese Maßnahme ausgereicht, um das 
Niveau eines Labornetzteils zu bekommen und damit bin ich erstmal 
zufireden :)

Vielen Dank an alle Helfenden,
Andi

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