Hallo zusammen, nachdem mein erster Schaltreglerentwurf mächtig daneben ging (siehe Beitrag "LM3670: zu kleine Ausgangsspannung") hab ich mich nun wieder ran gesetzt und es versucht diesmal besser zu machen. Folgendes soll gewandelt werden: Vin = 5 V Vout1 = 3,3V , Imax = 0,1 A (LM3670) Vout2 = 12V , Imax = 0,6A (LMR62421) Verwendet werden sollen: - LM3670 - LMR62421 - Speicherdrossel Würth Elektronik 6,8µH , 0,035 Ohm, 2,91 A, 31 MHz (https://www.conrad.de/de/speicherdrossel-smd-7345-68-h-0035-wuerth-elektronik-we-pd-7447779006-1-st-1087933.html) - Murata Kondensatoren 4,7µF und 22µF, wenige mOhm Mein Layoutvorschalt hab ich mal angehängt. Zum LM3670: Ich habe mich dabei versucht an den Vorschlag im Datenblatt zu halten so wie Lothar es vorgeschlagen hat. Deswegen sind unterhalb der Drossel auf beiden Seiten kein Kupfer, damit nichts in dei GND Fläche einkoppelt. Zudem habe ich versucht, die schaltenden Signale von GND und Feedback fern zu halten und möglichst kurze, dicke Leitungen zu verwenden. Zum LMR62421: Eigentlich das gleiche Spiel. Hier ist es etwas schwierig, die Masse vom schaltenden Pin fern zu halten, liegen sie doch genau nebeneinander. Die Masseanbindung hab ich versucht durch Vias möglichst gut hin zu bekommen. Ich hoffe, das hat geklappt. Ich würde mich sehr freuen, wenn ihr mal drüber schaut, und mir sagt, wo man noch was rausholen kann (bin mir sicher da geht noch was/einiges). Würde ungern wieder etwas in die Tonne werfen müssen (geht unnötig ins Geld und verbrät Zeit). Vielen Dank, M.W.
Mir ist gerade aufgefallen: Sollte ich R2 lieber umdrehen, damit der Feedbackpfad noch kürzer wird. Damit bewegt sich zwar der Masseanschluss etwas vom LMR62421 weg, aber ich schätze der kürzere Pfad ist besser, oder?
Ist gerade keiner hier unterwegs, der sich etwas besser mit dem Layout von Schaltreglern auskennt? Möchte nur ungern wieder Platinen ätzen und anschließend feststellen, dass das Design Müll ist
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M. W. schrieb: > wenn ihr mal drüber schaut Mach die Thermals weg. Die Bauteile müssen flächig an die Potentiale angebunden sein. Nicht umsonst hat der Hersteller ein Beispiellayout in seinem Datenblatt, wo eben auch keine Thermals zu sehen sind (Beitrag "Re: LM3670: zu kleine Ausgangsspannung"). Und lass das mit der Masse-Fluterei. Verdrahte den Regler von Hand. Sonst sieht das schon recht vielversprechend aus, das wird so gehen. M. W. schrieb: > Sollte ich R2 lieber umdrehen Um 90°. So dass die Masse zum R1 zeigt.
Lothar M. schrieb: > M. W. schrieb: >> wenn ihr mal drüber schaut > Mach die Thermals weg. Die Bauteile müssen flächig an die Potentiale > angebunden sein. Nicht umsonst hat der Hersteller ein Beispiellayout in > seinem Datenblatt, wo eben auch keine Thermals zu sehen sind > (Beitrag "Re: LM3670: zu kleine Ausgangsspannung"). Ok, Thermals sind weg > Und lass das mit der Masse-Fluterei. Verdrahte den Regler von Hand. Ok, hab jetzt erstaml die Massenflächen weggenommen. Der Regler war vorher sowieso von Hand komplett geroutet (auch GND). Hab dann anschließend nur die Fläche drüberzeichenen lassen. Aber ich bin etwas verwirrt über deine Aussage. Im Datenblatt sind doch auch Masseflächen gezeigt (abgesehen von der Switch Region). Meinst du ich soll oben gar keine Massefläche legen und nur unten? Oder was genau meist du? (Sorry, wenn ich dich nicht ganz verstehe) > Sonst sieht das schon recht vielversprechend aus, das wird so gehen. > > M. W. schrieb: >> Sollte ich R2 lieber umdrehen > Um 90°. So dass die Masse zum R1 zeigt. Gemacht.
M. W. schrieb: > Oder was genau meist du? Du sollst nicht einfach irgendein Massepolygon da reinlegen und das am Ende des Tages mit Kupfer fluten. In so einem hochfrequenten Schaltregler haben nur die Signale was zu suchen, die da wirklich gebraucht werden und hingehören. Und natürlich dürfen die dann lokal durchaus als "Fläche" ausgeführt werden... Im Anhang mal exemplarisch ein Schaltregler mit 5 Polygonen. Einmal nur die Plygonumrisse und einmal ausgefüllt.
Lothar M. schrieb: > M. W. schrieb: >> Oder was genau meist du? > Du sollst nicht einfach irgendein Massepolygon da reinlegen und das am > Ende des Tages mit Kupfer fluten. In so einem hochfrequenten > Schaltregler haben nur die Signale was zu suchen, die da wirklich > gebraucht werden und hingehören. Und natürlich dürfen die dann /lokal/ > durchaus als "Fläche" ausgeführt werden... Ok, verständlich. Nur da Flächen, wo es sinnvoll ist, weil die sonst zu viel Störstrahlung aussenden/empfangen, richtig? Mangels Eerfahrung weiß ich nur leider nicht, wo es genau Sinn hat noch Flächen zu setzen und wo man lieber die Leitungen lässt. Aber ich hab mir mal ein paar Gedanken gemacht und einen Vorschlag (erstmal mittels Paint, weil das Flächen erstellen in Target meiner Meinung nach etwas kacke ist). Meine Vorschläge und Gedanken dazu (Nummern entsprechen der Abbildung): 1 + 6. Switch vom LMR62421/LM3670: Hier wäre eine Fläche vermutlich aufgrund der Stromtragfähigkeit schön, da hier ja viel fließen kann/wird. Aber sendet die Fläche nicht eher Störstrahlung aus als die Leitungen? Oder hält sich das bei der Görße noch in Grenzen? 2. 5 V-Versorgungsfläche: Ähnliches Spiel. Hier fließen sogar die Ströme beider Regler. Ich würde das komplette Modul des LM3670 natürlich noch nach unten verschieben, um die Fläche möglichst klein zu halten. Aber dennoch, auch hier fließen ja große hochfrequente Ströme -> Abstrahlung? 3. Ausgang vom LM3670: Auch hier ist der Strom wieder hoch. Allerdings ist es gleichzeitig der Feedback-Pin, deshalb vielleicht lieber als Leitungen lassen? 4 + 5. lokale, kleine GND Plane auf top: In dem Datenblatt des LM3670 wird für die TOP-Seite eine lokale GND-Plane mit Vias für die Bottom-Plane vorgesehen. Das hätte ich jetzt so umgesetzt und beim LMR62421 auch versucht. Dieser hat zusätzlich nahe am eigenen GND-Pin und am GND Pin des Eingangs-Kondensators eine Via nach unten. GND Bottom würde ich gerne so vollflächeig wie möglich gestalten (so wie es ja eigentlich üblich ist, oder?). Im Datenblatt des LM3670 steht dazu, dass diese Fläche jedoch nicht bei/unter den hochfrequent schaltenden Signalen liegen soll. Deswegen hätte ich diese Ecken (5V und die Switch-Leitungen) ausgelassen und von da aus den Rest der Bottomseite mit GND gefüllt. So, ich hoffe, ich quäle/nerve euch und besonders dich, Lothar, nicht so sehr. Freue mich aber riesig das man mir weiterhilft. DANKE!
So, ich hab mich jetzt nochmal rangemacht und das ganze so in Target umgesetzt, wie ich denke, dass es am ehesten passt. Würde mich freuen, wenn jemand seinen Senf nochmal dazu gibt ;)
Hallo, es ist lange her, doch nun bin ich endlich dazu gekommen, meine Schaltung fertig aufzubauen und zu testen. Abweichend von den oben gezeigten Bauteilen, habe ich im Feedbackzweig einen Widerstand von 82 kOhm und einen Kondensator von 470pF verbaut (hatte nichts anderes zur Hand). Die Ausgangsspannung beträgt somit nur 11,5V, aber das ist ok. Mehr Probleme habe ich leider mit der dreieickförmigen großen Schwingung (siehe Bild). Ich habe darüber in anderen Beiträgen schonmal was gelesen, wenn ich das richtig im Kopf habe, kann mich aber an die Lösung nicht mehr erinnern und weiß auch nicht, mit welchen Stichworten ich am besten danach suche. Da mein Wissen über Schaltregler sehr begrenzt ist, würde ich mich sehr über eure Hilfe zur Beseitigung dieser Störungen freuen.
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Zuerst mal sieht das für mich nach einem Messproblem aus. Wo genau hast Du gemessen und wo war GND vom Tastkopf angeschlossen? Welche Last hat an der 12V Seite gelegen? Und wieso hast Du nur einen 4u7 Eingangskondensator, wo das Datenblatt doch auf S12 den kleinsten C_in mit 10u vorgibt. Evtl. sind Deine Kondensatoren überhaupt nicht geeignet (ESR/ESL-Werte). Der Enable Serie-Widerstand ist in der Application auch mit 1M implementiert, wobei das hier nicht ein Problem darstellen sollte. Gruß TK
TK schrieb: > Zuerst mal sieht das für mich nach einem Messproblem aus. > Wo genau hast Du gemessen und wo war GND vom Tastkopf angeschlossen? Über die Masseklemme des Tastkopfes an K4 (anschluss der Versorgung). Mit einem kleinen Draht und direkt an dem LMR62421 wäre wohl klüger, was? Die 12 V habe ich entweder direkt an C5 oder an der nächsten Durchkontaktierung der Leitung (liegt rechts ausßerhalb des Bildes) abgenommen. Bin mir gerade nicht mehr sicher. > Welche Last hat an der 12V Seite gelegen? Einmal 250 mA und einmal 500 mA. Schien aber keinen Unterschied zu machen. > Und wieso hast Du nur einen 4u7 Eingangskondensator, wo das Datenblatt > doch auf S12 den kleinsten C_in mit 10u vorgibt. Hab mich da an die Ergebnisse der TI Webbench gehalten. Habe aber noch 22 uF, 6.3V murata Kondensatoren da (Werte ähnlich wie unten) >Evtl. sind Deine > Kondensatoren überhaupt nicht geeignet (ESR/ESL-Werte). Die ESR-Werte liegen laut (http://datasheet.octopart.com/GRM188R60J475KE19D-Murata-datasheet-7628155.pdf) bei 1 MHz unter 0,01 Ohm. Und die Kondensatoren wurden ebenfalls von der Webbench vorgeschlagen. Hatte gehofft, man kann sich darauf verlassen.
Also die Messung direkt am Ausgangskondensator wäre hier sinnvoll. Murata-Eingangskondensator mit 22u einlöten. Last angeschlossen ohne lange Zuleitungen (250mA ist OK). Zusätzlich am Ausgang und am Eingang nochmal einen 10nF parallel schalten. Gilt übrigens auch für den LM3670. Fürs Messen GND vom Tastkopf an C- und dann an C+ nochmal aufzeichnen. Dann ochmal ein Bild posten Gruß TK
TK schrieb: > Also die Messung direkt am Ausgangskondensator wäre hier sinnvoll. > Murata-Eingangskondensator mit 22u einlöten. Last angeschlossen ohne > lange Zuleitungen (250mA ist OK). Zusätzlich am Ausgang und am Eingang > nochmal einen 10nF parallel schalten. Gilt übrigens auch für den LM3670. > Fürs Messen GND vom Tastkopf an C- und dann an C+ nochmal aufzeichnen. > Dann ochmal ein Bild posten > > Gruß > TK Gemacht, getan. Siehe Bild im Anhang. Ist nun schon deutlich besser als oben. Habe jedoch 22nF nehmen müssen, weil mal wieder nichts besseres da ist. Der Rest, der jetzt noch drauf ist, ist mir egal (kann vielleicht auch davon kommen, dass ich zwar die Masseklemme an C5 GND gehalten habe, aber immer noch die kleine Leitung davon mit im Spiel ist, oder?). Da hängen eh nur 3W LED Spots dran. Beim nächsten Layout weiß ich, dass ich auf jeden Fall zusätzliche kleine Kondensatoren am Ein- und Ausgang vorsehe. Vielen Dank, TK
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