Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DCDC Converter mit LM3150 gibt schnell bei höheren Strömen auf


von Sven Puga (Gast)


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Hi Zusammen

Habe einen Converter mit dem LM3150 gemacht mit Hilfe vom Webench. Die 
Spannung ist zwar 5.25V, habe da aber etwas an den Rfb's rumgespielt. 
Bis 100mA passiert nichts auffälliges. Um mal etwas mehr Saft zu messen, 
hab ich eine Glühbirne (12V/20W) hingehalten, da fängt die Schaltung 
kurz an zu quietschen (wegen dem hohen Anfangsstrom vermute ich) aber 
danach liefert er mir eine Ausgangsspannung mit 6.3V bei 1.1A 
Ausgangsstrom.
Das kam mir komisch vor, weswegen ich es noch mit einem stärkeren Motor 
versuchen wollte. Sobald ich diesen anhänge, bricht die Spannung 
zusammen auf ca. 1.4V mit einem Ausgangsstrom von 3.5A. Ich hab leider 
nur ein Multimeter zum messen, weswegen ich die genauen Werte nicht 
schön messen kann.
Aber trotzdem: Ich weiss, dass meine Versuchsobjekte jetzt hier nicht 
die besten sind, aber der Controller müsste doch etwas genauer arbeiten 
oder?

Im Anhang Webench Report, Schaltplan und Layer Top/Bottom

Wäre dankbar um jede Hilfe.

von voltwide (Gast)


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Die 3 MLCC als Eingangsstützkondensatoren sehen mir reichlich mickrig 
aus.
Pack da mal 1-2 LowESR-Polymer-Elkos hin.

von Sven Puga (Gast)


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Die kamen mir auch reichlich klein vor, ist aber laut Webench so.
Aber kann nicht schaden die mal auszuwechseln, sonst noch was 
auffälliges?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sven Puga schrieb:
> noch was auffälliges?
Der Strompfad um den Regler herum sieht seltsam aus. Gibt es für den 
Baustein Layout Recommendations im Datenblatt oder in einer Appnote? 
Wenn ja: wie sieht dieser.Layoutvorschlag aus?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ich sehe gerade, dass das Layout des EVAL-Boards ziemlich ähnlich 
ungünstig aussieht.

Aber trenn doch mal die Masse des RFB1 auf und lege dessen 
Masseanschluss direkt an den SGND-Pin des Reglers...

: Bearbeitet durch Moderator
von voltwide (Gast)


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Mich wundern die Durchkontaktierungen von 4 verschiedenen Netzen. Wo 
gehen die hin, wie sehen die anderen Layer aus?

von Sven Puga (Gast)


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@Lothar: Tatsächlich, im Datenblat ist ein Beispiel für die Anordnung 
der MOSFETs, Kondensatoren und Controller gezeigt. Da habe ich mich 
etwas mehr an den Webench gehalten. (Siehe Anhang)
Werde ich ausprobieren mit RFB1 direkt auf SGND, danke.
@voltwide: Gibt nur Top und Bottom. Ich habe um jeden Kondensator und 
MOSFET Durchkontaktierungen, um Strom und Wärme etwas besser zu 
verteilen. Nicht gut?

von voltwide (Gast)


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Zeig doch bitte mal den anderen layer.

von Sven Puga (Gast)


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Sind ja schon ganz oben dabei...
Bild 3, rot ist Top
Bild 4, blau ist Bottom

von voltwide (Gast)


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In der Tat, hatte ich übersehen. Es ist eigentlich unüblich, die 
PowerFlächen der Oberseite mehr oder weniger 1:1 auf die Unterseite zu 
spiegeln - das hat im besten Fall den Effekt einer doppelt so dicken 
Leiterbahn auf der Oberseite. Für möglichst induktionsarme Abblockung 
ist eine durchgängige GND-plane auf der Unterseite besser: 
Abblockkondensatoren werden durch naheliegende vias "geerdet".

von Sven Puga (Gast)


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@Lothar: Hab Rfb1 getrennt und mit einer Litze direkt zu SGND verbunden, 
Ausgangsspannung ist jetzt deutlich besser, was die Überspannung mit der 
Glühbirne betrifft (nur noch 5.6V anstelle von 6.3V). Zusätzlich habe 
ich noch von Rfb2 eine Litze zum äussersten Kondensator (ganz links) 
verbunden, dabei wurde die Spannung nochmals etwas genauer (5.5V). 
Sollte meiner Meinung aber trozdem nicht so eine grosse Abweichung 
haben.
Beim Test mit dem Motor zeigen sich jedoch immer noch keine 
Unterschiede. Spannung fällt nach wie vor immer noch stark zusammen 
(1.6V).
@voltwide: Habe momentan keine Low-ESR auf Lager, konnte dies deswegen 
noch nicht testen. Wegen der GND-plane, mach ich normalerweise auch, 
aber hier hab ich mich für die besseren Leiteigenschaften entschieden. 
War anscheinend nicht so intelligent...

Zusätzlich habe ich mal noch mit Rilim gespielt. Habe den aktuellen Wert 
von 1k2 durch 1k8 und 1k0 ersetzt, macht aber überhaupt keinen 
Unterschied.

Ich werde den Regler mal einem Kollegen mitgeben, welcher im Geschäft 
geeignete Messinstrumente hat. Vielleicht zeigt sich da etwas genaueres.

von Sven Puga (Gast)


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Hi Zusammen

Ich habe den Converter nun ausgemessen. Bis 400mA läuft er ganz stabil, 
ab dann geschieht aber etwas, das ich mir nicht erklären kann. Es 
entstehen Ausbrüche, die über 7V hinaus schiessen. Danach fällt die 
Spannung wieder und bleibt für längere Zeit wieder stabil. Je höher der 
Ausgangsstrom, desto länger und häufiger werden diese "Ausbrüche". Weiss 
jmd, was da falsch läuft?

lg Sven

von MiWi (Gast)


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Sven Puga schrieb:
> Hi Zusammen
>
> Ich habe den Converter nun ausgemessen. Bis 400mA läuft er ganz stabil,
> ab dann geschieht aber etwas, das ich mir nicht erklären kann. Es
> entstehen Ausbrüche, die über 7V hinaus schiessen. Danach fällt die
> Spannung wieder und bleibt für längere Zeit wieder stabil. Je höher der
> Ausgangsstrom, desto länger und häufiger werden diese "Ausbrüche". Weiss
> jmd, was da falsch läuft?
>
> lg Sven

Du koppelst vermutlich mit Deinen floatenden Cu-flächen irgendwo 
ziemlich böse ein. Brücke einmal die Fläche, die sich zw. Spuleneingang 
und Ausgang befindet auf den Spulenausgang. Auch wenn da kein sauberes 
DC drauf ist - besser als das, was am heißen Spulenende ist ist es 
allemal.

die 390pf erscheinen mir auch ein bischen viel. 100pf ok... aber 390?

PS: normalerweise zeichnet man bei einem IC-Pattern ein wo Pin 1 ist. 
Und auch im Schematic sind die Pinnummern relativ wichtig. So ist es ein 
gemurkse und Rätselraten über 2 Lagen was welcher Pin macht und wo Pin 1 
ist

MiWi

von Sven Puga (Gast)


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Hi MiWi

Welche soll ich genau brücken? Könntest du mir evtl schnell ein Bild 
senden, was du genau meinst? Da bin ich jetzt nicht ganz gestiegen ^^
Die 390pF wurden mir vom Webench vorgegeben, kann ich aber gerne einmal 
auswechseln. Mir fällt auch grad ein, ich hätte am besten noch parallel 
dazu Vfb am IC messen sollen. Werde ich demnächst auch machen...
Das mit Pin1 anschreiben ist ein guter Tipp, kann ich nachvollziehen 
Danke.

lg Sven

von MiWi (Gast)


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Sven Puga schrieb:
> Hi MiWi
>
> Welche soll ich genau brücken? Könntest du mir evtl schnell ein Bild
> senden, was du genau meinst? Da bin ich jetzt nicht ganz gestiegen ^^
> Die 390pF wurden mir vom Webench vorgegeben, kann ich aber gerne einmal
> auswechseln. Mir fällt auch grad ein, ich hätte am besten noch parallel
> dazu Vfb am IC messen sollen. Werde ich demnächst auch machen...
> Das mit Pin1 anschreiben ist ein guter Tipp, kann ich nachvollziehen
> Danke.
>
> lg Sven

Ist es echt so schwer die floatenden Flächen zu erkennen und den 
Unterschied zw. heißem und ruhigem Ende der Spule zu verstehen?

schau Dir das Layout an, wo sind die Leitungen die herumwackeln und wo 
sind die, die einen statischen DC-Pegel haben? Und wo sind im Cu 
flächen, an beide Leitungen anstoßen und wie könnte man daher diese 
Flächen beruhigen?

Bissi verstehen mußt Du schon was Du da tust.

Ich nehme mit jetzt  - und auch später - keine Zeit fürs Bildeditieren.

MiWi

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