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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler mit LM2576, mit VFD-Voodoo


Autor: Simon Budig (nomis)
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Hallo allerseits.

Es gibt inzwischen ja durchaus einige Threads die sich mit LM-2576 
basierten Schaltreglern beschäftigen aber trotzdem wäre ich dankbar, 
wenn ihr nochmal einen Blick auf mein Layout werfen würdet.

Der Plan ist ein Netzteil für einen kleinen Linux-Rechner (+5V, ca. 
500mA, wobei ich auch noch etwas Reserve haben möchte) sowie ein VFD, 
welches neben einer 5V Wechselspannung für die Heizung (kommt direkt vom 
Trafo) auch noch +30-+35V für die Beschleunigungsspannung haben möchte.

Den generellen Aufbau hatte ich schonmal in 
Beitrag "Netzteil für VFD - komische Leuchteffekte" diskutiert - was sehr 
hilfreich war - und ein "fliegender Verhau" tut auch soweit, nur dass 
ich weiß, dass ich eine total falsche Induktivität verwendet habe und 
mir der Aufbau nicht passt - deswegen jetzt ein "ordentliches" Layout.

Ich habe diverse Layout-Tipps gelesen und hoffe, die auch weitgehend 
umgesetzt zu haben. Was haltet ihr davon? Gibt es noch sinnvolle Dinge, 
die ich tun kann um generell die "Qualität" zu verbessern? Noch ein paar 
Elkos bei den Ausgangsspannungen? Andere Bauteile?

Achja, der LM-2576 ist die 5V-Variante. Und ich werde die beiden 
GND-Planes noch mit ein paar Vias verbinden.

Vielen Dank,
        Simon

Autor: Om Pf (ompf)
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Warum führst Du den Schaltripple auf eine Steckerleiste? Wenn Du 5V 
abgreifen willst, dann tu das am Elko und nicht an der Spule. Auch die 
Feedbackleitung sollte am sauberen Ende der Kondensatorbank 
angeschlossen werden.

Du hast auf beiden Seiten Masseflächen. Die sollen mindestens an den 
Ecken durchkontaktiert werden. An den Fuss von D3 gehören 4-6 DK, ebenso 
an die Masse von C1. C2 würde ich auf die andere Seite holen (zwischen 
die Schraubklemmen), dann stimmt das mit dem Abgriff. Vom Versorgungspin 
des Reglers brauchst Du 100nF nach Masse (max 2-3mm vom Pin), vom 
Feedback-Pin 1..10nF nach Masse, am Ausgang und an C2 sind 100nF auch 
nicht verkehrt.

C2 darf auch gerne ein Tantal sein. Bei 5V reicht ein 16V-Typ.

Die Simple Switcher sind so gutmütig, dass sie sogar mit Lochraster 
funktionieren. Aber so hast Du dann auch die Chance, bei der Arbeit 
Radio zu hören.


Patrick

Autor: Old Papa (old-papa)
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Hallo,

irgendwie ist mir nicht klar, warum Du die 5vAC über die 2,2ohm auf die 
5V+ einkoppelst.

Das Layout finde ich auch suboptimal. Der Ausgangselko ist viel zu weit 
weg von der Ausgangsklemme. Der Strom (also die Leiterbahn) sollte 
zuerst über den Elko und dann zur Klemme gehen. Beim Eingangselko ist 
das ähnlich, beide könnten auch noch 100nF Kerkos vertragen.

Ich würde die Spule um 90° drehen, die Klemmen etwas versetzen, so sind 
die Leitungen zur Spule auch kürzer.

Leider ist mir Eagle ein Graus, sonst würde ich ja mal einzeichnen.

Old-Papa

PS Patrick war schneller...

Autor: Simon Budig (nomis)
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Danke, das sind schonmal gute Hinweise.

Hintergrund für die Anordnung von C1,C2,L1,D3 waren die Empfehlungen von 
Lothar Miller ( 
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layo... ), ich 
habe versucht die zwei Strompfade möglichst klein und deckungsgleich zu 
machen. Wenn ich hier C2 auf die andere Seite packen würde, würde ich 
das glaube ich verschlechtern.

Vielleicht einfach die Leiterbahn zur Klemme parallel zum Feedback-Pfad 
führen und bei dem Elko verbinden? Und dann noch einen zusätzlichen Elko 
nahe bei den Klemmen?

Was die Koppelung von 5V AC mit den +5V angeht (es sind 1.1k nach beiden 
Phasen): Hintergrund ist, dass die 5V AC als Heizspannung für das VFD 
verwendet werden. Es muss ein Strom von der Heizung zu den VFD-Anoden 
fließen, damit die Segmente beim Anlegen der Beschleunigungsspannung von 
+35V leuchten. Das hier ist sozusagen die "Rückführung" (Ich habe es 
ausprobiert: ohne eine Verbindung leuchtet nichts).
Damit abgeschaltete Segmente nicht "aus Versehen" leuchten, muss das an 
der VFD-Anode anliegende Potential (GND) negativer sein als die 
Heizspannung, deswegen koppele ich die 5V AC an die +5V.

Die Widerstandswerte sind nicht berechnet, es ist durchaus möglich, dass 
ich da total falsch liege und evtl. auch die Leistung falsch einschätze 
die da drüber geht. Ich habe sozusagen "sicherheitshalber" zwei 
Widerstände parallel gesetzt, damit ich da das kleine Hühnerfutter nicht 
überlaste... - aber wie gesagt, möglicherweise liege ich da falsch: Das 
ist der "Voodoo"-Teil aus dem Titel   :-)

Viele Grüße,
        Simon

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Was hat denn dein LM2574 für ein Gehäuse?
Normalerweise sind da die Pins im Zickzack angeordnet...

Simon Budig schrieb:
> habe versucht die zwei Strompfade möglichst klein und deckungsgleich zu
> machen.
Allerdings misachtet, dass die Stromversorgung (Klemme 3) an den 
Eingangskondensator C1 angeschlossen gehört, und nicht an den 
Schaltreglerpin (1)...
Und das Feedback sollte genauso wie die Ausgangsspannung direkt am 
Ausgangskondensator abgenommen werden, nicht an der Spule...

Mir ist das so naheliegend, das ich das auf meiner HP nicht erwähnt 
habe. Ich werde das baldigst nachholen...

Autor: Om Pf (ompf)
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wenn Du das so machst wie im Anhang dargestellt, dann klappt's auch mit 
der Störaussendung. Das ist zwar ein anderer Reglerbaustein mit 
abweichender Belegung, aber das Prinzip wird klar.

Das kleine Hühnerfutter für ESD und Feedback ist auf der Rückseite zu 
erahnen.

X1.3 ist der Eingang, X1.2 Masse, an J1 werden die 5V verteilt. Die an 
X1.1 abgreifbaren 5V haben in der Tat deutlich mehr Ripple als jene an 
J1, welche intern verwendet werden.

Der große C8 ist ein 4,7µ/35V X7R.


Patrick

Autor: Simon Budig (nomis)
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Lothar Miller schrieb:
> Was hat denn dein LM2574 für ein Gehäuse?
> Normalerweise sind da die Pins im Zickzack angeordnet...

Hm, der den ich vor einem halben Jahr bei Reichelt geordert habe hatte 
gerade angeordnete Beinchen...

> Simon Budig schrieb:
>> habe versucht die zwei Strompfade möglichst klein und deckungsgleich zu
>> machen.
> Allerdings misachtet, dass die Stromversorgung (Klemme 3) an den
> Eingangskondensator C1 angeschlossen gehört, und nicht an den
> Schaltreglerpin (1)...
> Und das Feedback sollte genauso wie die Ausgangsspannung direkt am
> Ausgangskondensator abgenommen werden, nicht an der Spule...

Ok, hier ist mal der neue Versuch eines Layouts, da fehlen allerdings 
noch die oben angesprochenen kleineren Kapazitäten. Ist das besser? Da 
habe ich jetzt in dem Strompfad über C1 eine Schleife drin. Schadet das?

Mir fehlt hier total das Bauchgefühl...   :-)

Viele Grüße,
        Simon

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Simon Budig schrieb:
> Schadet das?
Nein.

Aber du nimmst immer noch irgendwas an der Spule ab.
Naja, seis drum. Da tut trotzdem... ;-)

Autor: Simon Budig (nomis)
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Lothar Miller schrieb:
> Aber du nimmst immer noch irgendwas an der Spule ab.

Heh, in der Tat. wegmach

Jetzt habe ich auch die kleinen Kerkos drin und auch noch einen an diese 
5V-AC-Kopplung drangemacht, sowie noch ein bischen Bauteile durch die 
Gegend geschubst.

Viele Grüße,
        Simon

Autor: Om Pf (ompf)
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Simon Budig schrieb:

> Ok, hier ist mal der neue Versuch eines Layouts, da fehlen allerdings
> noch die oben angesprochenen kleineren Kapazitäten. Ist das besser?

Wenn Du jetzt über dem dreipoligen noch ein paar Massevias setzt, damit 
der den Ausgangselko besser sehen kann, dann sollte das so klappen.


> habe ich jetzt in dem Strompfad über C1 eine Schleife drin. Schadet das?

Nein.


Den Abgriff für den DC Return der Heizspannung würde ich allerdings 
unterhalb der dreipoligen Klemme machen. D.h. soweit nach aussen gehen, 
dass von der Massefläche gerade eine Leiterbahnbreite geschlossen stehen 
bleibt.


Patrick

Autor: Om Pf (ompf)
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Patrick S. schrieb:

> (...)

Latenzen sind doof...


Mach die Vias über der dreipoligen Klemme rein, den Rest hast Du ja. 
Dann gibt's da erstmal nichts mehr hinzuzufügen


Patrick

Autor: Simon Budig (nomis)
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Ok, dann machen wir mal einen Deckel drauf.  :-)

Vielen Dank, ihr habt mir sehr geholfen.

Viele Grüße,
        Simon

Autor: Om Pf (ompf)
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om pf schrieb:

> wenn Du das so machst wie im Anhang dargestellt, dann klappt's auch mit
> der Störaussendung. Das ist zwar ein anderer Reglerbaustein mit
> abweichender Belegung, aber das Prinzip wird klar.

Zu dem oben gezeigten Layout habe ich mal das Störspektrum auf der 
Versorgungsleitung gemessen. D.h. leitungsgebunden über Schwarzbeck 
5mH-LISN auf den ESCI. Das ist AVRweb_01.PNG.

Für Consumeranwendungen reicht das schon. Geht aber trotzdem noch 
besser. Mit 4,7µF X7R direkt an den Eingangspin vom LM2575 gelötet 
ergibt sich das Spektrum aus AVRweb_04.PNG. Kleine Änderung, große 
Wirkung.


Patrick

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