Hallo
Ich möchte mit dem LT3756 einen 300W (100V 3A) Stepup Regler bauen. Die
Bauteile hab ich schon alle besorgt. Jetzt hab ich vorerst eine
Vorabversion des zweiseitigen Layouts geroutet (siehe Anhang).
Jetzt stehen auf Seite 16 im Datenblatt unter "Board Layout" einige
Dinge die man beachten sollte.
* Die Stecke zwischen der Induktivität der Drain des Schaltfets und der
Schottky Diode sollte so kurz als möglich sein.
* Weiters die Strecken von der Source des Schaltfets über den
Strommesswiderstand nach Masse und die Strecke von der Kathode der
Schottky- Diode über die Ausgangsfilterkondensatoren nach Masse.
Weiters wird in dem Datenblatt angeraten dass man eine getrennte Masse
für diese Hochstrom- Strecken vorsehen sollte.
Zitat:
"The ground Points of these two switching current traces should come
together to a common point, then connect to the ground plane under the
LT3756."
Das bedetet man sollte ein extra sternförmiges Massesystem erstellen,
das erst unter dem LT3756 mit der Massefläche zusammengeschlossen werden
sollte.
Das ist aber auch der Punkt wo ich mir unsicher bin ob ich das in meinen
Platinenlayout hinreichend berücksichtigt habe. Vielleicht kennt sich
jemand mit derartigen Platinendesigns aus und kann mir vielleicht einige
Tipps und Ratschläde dazu geben.
Ich freu mich auf eure Antworten+
Mfg Gregor
Willst du dir mit deinem GND und GND1 selber was in die Tasche lügen?
Mit einer sauberen Masseführung sind solche Augenwischertricks nicht
nötig. Du willst doch die Spannung am Ausgang regeln, und nicht die am
C1 (an dem liegt nämlich dein Feedbackpfad).
Der C8 hängt irgendwie ganz neben dem eigentlichen Schauspiel...
Sieh dir mal das an:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler
Und male dann die Stromschleifen zwischen Eingangs-Cs, den Ausgangs-Cs,
dem Schalter und der Freilaufdiode in dein Layout hinein.
Lothar Miller schrieb:
> Sieh dir mal das an:> http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layo...> Und male dann die Stromschleifen zwischen Eingangs-Cs, den Ausgangs-Cs,> dem Schalter und der Freilaufdiode in dein Layout hinein.
Das hast du schön dargestellt auf deiner Seite. Ich werd mein Layout
nach deinen Empfehlungen abändern.
MfG Gregor
Simon K. schrieb:
> Die Transistoren werden doch gar nicht angesteuert du Witzbold ;) ;)> Oder ging es dir jetzt erst mal nur um den Teil mit den höhen Strömen?
Gut erkannt. Das hätte ich in meinem vorigen Beitrag erwähnen sollen.
Ich hab nur den Leistungsteil neu gelayoutet. Um den Rest kümmere ich
mich dann wenn der Leistungsteil der Prüfung durch dieses Forum
standgehalten hat :). Denn es wäre ziemlich unklug jetzt die ganzen
zusätzlichen Leiterbahnen zu routen um sie dann wieder zu löschen. Ich
hab auch bei dem upgeloadeden Bild die Luftlinien ausgeblendet. In dem
angehängten Layout hab ich sie zur Nachvollziehbarkeit der Schaltung
wieder eingeblendet.
MfG Gregor
> Und die 100V 3A werden aus 6V 50A hochgesteppt ?
Da wäre die Spule mit knapp 11A deutlich zu klein...
Und die Leiterbahnen bestenfalls als Feinsicherung zu betrachten...
Ich fand die 3x22uF am Eingang etwas an der unteren Grenze. Da sind
wahrscheinlich kleine Tanatalkloetzchen... die 5x10u am Ausgang sind
auch eher niedlich, der Groesse nach sind das dann kleine Aluelkos, 5mm
x 30mm.
Jöööööööööö.
Der Trog schrieb:
> werden aus 6V 50A hochgesteppt ?
Wie kommst du darauf? Der OP hat mit keiner Silbe erwähnt von welcher
Eingangsspannung er ausgeht.
... schrieb:
> Wie kommst du darauf? Der OP hat mit keiner Silbe erwähnt von welcher> Eingangsspannung er ausgeht.
Stimmt das hab ich nicht. Die Eingangsspannung ist 48V minimum und 64V
maximum. Ich weis auch nicht wie man auf 6V kommt ??
... schrieb:
> Ich fand die 3x22uF am Eingang etwas an der unteren Grenze. Da sind> wahrscheinlich kleine Tanatalkloetzchen... die 5x10u am Ausgang sind> auch eher niedlich, der Groesse nach sind das dann kleine Aluelkos, 5mm> x 30mm.
Suche einmal einen Tantalelko für die o.g. Eingangsspannung. Es ist ja
nicht so dass man keine finden würde, doch der Preis rechtfertigt die
Anwendung nicht. Man bezahlt hier 18€ pro Stück(!) bei Farnell
http://tinyurl.com/ylrrxq7
Btw. Schaltfrequenz ist ca. 250kHz
Im Simulator (Switcher CAD III von TI) funktioniert das ganze auch schon
mit 22uF einwandfrei). Die Elkos die ich verwende sind auch spezielle
Elkos für Schaltregler mit niedrigem ESR, einsetzbar bis über 100kHz,
hochtemperaturfest und mit hohem Ripplestrom Abgabeverhalten. Die kosten
auch etwas mehr als normale Elkos :).
*****************************
Doch nun zurück zum Platinendesign.
Ich hab jetzt die Platine fast fertig geroutet. Den IC hab ich mit einer
breiten Massefläche auf dem Toplayer und mit vielen DUKOS an die
Zentrale Massefläche zwischen den Elkos kontaktiert. Weiters gibt es um
diese Massefläche noch eine zusätzliche Massefläche in der eingebettet
die Steuersignale auf der einen Seite und die Sensorsignale des Ausgangs
auf der anderen Seite geroutet sind. Zwischen den einzelnen Leitungen
hab ich Massestreifen eingebaut, so dass die Signale fast wie in einem
Koax Kabel laufen, da sie von 3 Seiten durch Masseflächen abgeschirmt
sind. Die Steuerspannung des Gates des MOSFET hab ich parallel mit der
Sensorleitung, die den Spannungsabfall den der MOSFET Strom über einem
Sensor Widerstand gegen Masse erzeugt, führt geschaltet. Ich hoffe das
kann man so machen. Meiner Meinung nach sollte das keine Probleme mit
Störungen geben, da ein Rechteck - Impuls auf der Gate Steuerleitung
auch einen Stromimpuls am Sensorwiderstand erzeugt. Die Signale könnten
sich also nur positiv überlagern und nicht auslöschen.
Wie gesagt das ist meine Meinung, ich kann mich aber da ich noch Azubi
bin komplett irren :).
Freue mich auf Feedback.
MfG Gregor
Gregor Rudorfer schrieb:
> Ich möchte mit dem LT3756 einen 300W (100V 3A) Stepup Regler bauen.
Du schreibst leider auch nicht in welcher Anwendung dieser StepUp zum
Einsatz kommen soll.
Dir ist klar, dass der LT3756 ein StepUp ist, der als
Konstantstromquelle für HighCurrent-LEDs konzipiert ist?
... schrieb:
> Dir ist klar, dass der LT3756 ein StepUp ist, der als> Konstantstromquelle für HighCurrent-LEDs konzipiert ist?
Ja, dafür soll er auch verwendet werden. Es werden daran mehrere LED
Ketten parallel jeweils mit einem LM317 ausgestattet angeschlossen. Es
wird ein LED Belichter mit vieeelen LEDs.
Trotzdem, man kann den LT3756 auch als ganz normalen Stepup Regler
verwerden. Im Datenblatt auf Seite 9 rechte Spalte zweiter Absatz steht,
dass man durch geeignete Beschaltung daraus auch eine Spannungsquelle
konstriueren kann.
Es ist zwar nicht der optimale AWF im Teillastbetrieb zu arbeiten, doch
es stellt für den IC kein Problem dar. Doch im Teillastbetrieb will ich
ihn auch nicht betreiben. 300W sind jetzt vorerst einmal veranschlagt.
Wieviel die LED- Panele im Endeffekt brauchen werden wird sich zeigen.
Nachdem die exakte Leistungsaufnahme feststeht kann die Ausgangsleistung
durch Geringfügige Variation des Stromsensorwiderstands im Ausgangszweig
angepasst werden.
Mfg Gregor
Gregor Rudorfer schrieb:
> Es werden daran mehrere LED> Ketten parallel jeweils mit einem LM317 ausgestattet angeschlossen.
Wenn du vorhast die jeweilige LED-Kette eh mit einem LM317, als
Konstantstromquelle beschaltet, zu betreiben, brauchst du doch keine
Konstantstromquelle als Versorgung.
... schrieb:
> Wenn du vorhast die jeweilige LED-Kette eh mit einem LM317, als> Konstantstromquelle beschaltet, zu betreiben, brauchst du doch keine> Konstantstromquelle als Versorgung.
Der LT3756 sollte mir ja nur die Spannung von 100V liefern. Er wird auch
nicht im Konstantstrommodus direkt betrieben sondern im
Konstantspannungsmodus, jedoch knapp vor dem Punkt wo die Stromregelung
aktiv wird, so dass der LT3756 gut ausgelastet ist und effizient
arbeiten kann. Ich betreibe ihn also um 95% der Maximalleistung.
Der LM3756 hat ja zwei Regelkreise eine Spannungsregelung, falls die
Last zu gering ist um den Sollstrom bei der maximal am Ausgang
eingestellten Spannung durch die Last zu treiben. Und einen
Stromregelkreis. Der spricht an wenn der LM3756 an seiner vom
Konstrukteur der Schaltung vorgegebenen Leistungsgrenze Betrieben wird.
Würde ich jetzt nur die Konstantstromregelung beanspruchen müsste ich
eine Last von 33Ohm an den Ausgang hängen. Dann werden 303W verbraucht.
Und der Strom ist mit 3,03A größer als der eingestellte Maximalstrom.
Somit geht der LT3756 in den Konstantstrommodus und arbeitet sozusagen
als KSQ.
Mfg Gregor
Aber o.K., ein paar Tipps zum Layout:
Keine Thermal-Pads im Hochstromkreis verwenden.
Wenn du schon die MUR einbauen willst, dann schließe doch beide Dioden
parallel.
Meiner Meinung nach gehört R5 direkt an OUT2 angeschlossen. Ich weiß, im
Datenblatt ist es anders gezeichnet, obwohl, mal so, mal so.
Die Leiterbahnen für Ein- und Ausgang dürften ruhig etwas breiter sein.
Simon K. schrieb:
> Keine Thermal-Pads im Hochstromkreis verwenden.
OK. Hab ich übernommen
... schrieb:
> Wenn du schon die MUR einbauen willst, dann schließe doch beide Dioden> parallel.
Hab ich damit nicht eine "elektronische Selbstmordschaltung". Bzgl.
"Dioden niemals ohne Rv zusammenschließen" mache ich mir Sorgen. Die
Doppeldiode daher, weil sie gerade in der Bastelkiste herumlag. Die
zweite Diode werd ich aus den o.g. Gründen nicht parallel schalten.
Wäre es nicht besser die Anode der zweiten Diode auf Masse zu legen??
... schrieb:
> Meiner Meinung nach gehört R5 direkt an OUT2 angeschlossen. Ich weiß, im> Datenblatt ist es anders gezeichnet, obwohl, mal so, mal so.
Meinst du wirklich? Wenn ich den R5 direkt an out anschließe, dann hab
ich eine relativ lange Leitung mit einem sehr hochimpedanten Signal, was
in der Umgebung hoher pulsierender Ströme sicher nicht gut ist. Wenn ich
den Widerstand knapp am Regler aber deshalb vom Abgriff von "Out"
abgesetzt platziere erscheint mir das geeigneter, da das Out Signal ja
niederimpedant ist und auf seinem Weg zum Widerstand eher weniger
störanfällig ist. Korrigiert mich, wenn ich falsch liege.
... schrieb:
> Die Leiterbahnen für Ein- und Ausgang dürften ruhig etwas breiter sein.
OK. Hab ich übernommen
Simon K. schrieb:
> Ja, der LT3756 ist schon eine Konstantstromquelle. Beim Parallelschalten> müsste es schon reichen einen kleinen Vorwiderstand pro Strang> einzubauen.
Darüber lässt sich streiten. Was machtst du wenn eine LED Kette
ausfällt?
MfG Gregor
Gregor Rudorfer schrieb:
> ... schrieb:>> Wenn du schon die MUR einbauen willst, dann schließe doch beide Dioden>> parallel.>> Hab ich damit nicht eine "elektronische Selbstmordschaltung". Bzgl.> "Dioden niemals ohne Rv zusammenschließen" mache ich mir Sorgen. Die> Doppeldiode daher, weil sie gerade in der Bastelkiste herumlag. Die> zweite Diode werd ich aus den o.g. Gründen nicht parallel schalten.> Wäre es nicht besser die Anode der zweiten Diode auf Masse zu legen??
Nein, es ist nur so, dass wenn du zwei Dioden parallel schaltest, du
nicht davon ausgehen kannst, dass sie den 2fachen Strom einer einzelnen
Diode vertragen, da der Strom sich nicht gleichmäßig aufteilt, bzw.
diese Gleichmäßigkeit mit der Temperatur wegdriftet.
Es ist aber trotzdem besser beide zusammenzuschließen, da man so
möglicherweise eine etwas geringere Flussspannung hinkriegt. (Weil eine
einzelne Diode dann weniger Strom abbekommt). Ist also besser als offen
zu lassen.
> Simon K. schrieb:>> Ja, der LT3756 ist schon eine Konstantstromquelle. Beim Parallelschalten>> müsste es schon reichen einen kleinen Vorwiderstand pro Strang>> einzubauen.>> Darüber lässt sich streiten. Was machtst du wenn eine LED Kette> ausfällt?
Ja, das ist dann natürlich schlecht. Da müsstest du einen
Überspannungsschutz einbauen. Der LT3756 scheint sowas schon eingebaut
zu haben. Wenn die Spannung einen bestimmten Wert überschreitet
(Aufgrund eines zu hohen Stromflusses innerhalb einer Kette), wird von
Konstantstrom auf Konstantspannung umgeschaltet und der !OPENLED Ausgang
auf low gezogen, oder so ähnlich.
Ansonsten, wenn du eh die LM317 einsetzt, kannst du auch einen normalen
Step Up nehmen und auf eine Spannung die über der Dropout Spannung +
Kettenspannung liegt regeln lassen.
Simon K. schrieb:
> Ja, das ist dann natürlich schlecht. Da müsstest du einen> Überspannungsschutz einbauen. Der LT3756 scheint sowas schon eingebaut> zu haben. Wenn die Spannung einen bestimmten Wert überschreitet> (Aufgrund eines zu hohen Stromflusses innerhalb einer Kette), wird von> Konstantstrom auf Konstantspannung umgeschaltet und der !OPENLED Ausgang> auf low gezogen, oder so ähnlich.
Stimmt von diesem Standpunkt aus betrachtet macht es Sinn. Die beiden
Dioden sind ja weit über den maximal zu erwartenden Strom dimensioniert
und somit kann eine Diode auch nicht den Hitzetod erleiden, wenn der
Maximalstrom niemals überschritten werden kann.
Simon K. schrieb:
> Ja, das ist dann natürlich schlecht. Da müsstest du einen> Überspannungsschutz einbauen. Der LT3756 scheint sowas schon eingebaut> zu haben. Wenn die Spannung einen bestimmten Wert überschreitet> (Aufgrund eines zu hohen Stromflusses innerhalb einer Kette), wird von> Konstantstrom auf Konstantspannung umgeschaltet und der !OPENLED Ausgang> auf low gezogen, oder so ähnlich.
Auf diese Methode würde ich mich nicht verlassen, da die LEDs ja eine
sehr steile Kennlinie aufweisen. Bis der LT3756 wegen Überspannung
abschalten würde wäre wahrscheinlich schon weit mehr kaputt.
Ich glaub ich werde bei der Konstantspannungsregelung mit >95% Last und
den LM317ern bleiben.
Simon K. schrieb:
> Ansonsten, wenn du eh die LM317 einsetzt, kannst du auch einen normalen> Step Up nehmen und auf eine Spannung die über der Dropout Spannung +> Kettenspannung liegt regeln lassen.
Werde doch den LT3756 dafür verwenden. Mal sehen wie es funktioniert.
Ich hab nämlich hier 5 STK Samples liegen. Die müssen auch verwendet
werden.
MfG Gregor
Schließ den Sense-Anschluss für die Spannung nicht an die Spule an,
sondern an den letzten Kondensator. Denn danach kommt die Klemme, und
dort soll doch geregelt werden.
Sense-Anschlüsse (hier: Strom) sollten nicht unter der Spule
durchgeführt werden.
Mir ist der Hintergrund der Masse-Auftrennung von C3..5 nicht ganz klar.
Lothar Miller schrieb:
> Mir ist der Hintergrund der Masse-Auftrennung von C3..5 nicht ganz klar.
Stimmt. Eigentlich sinnlos, da der LT3756 nicht aktiv (d.h. den
Schaltfet im IC hat) schaltet, sondern einen externen FET ansteuert,
muss auch die Hochstrom GND Massefläche nicht direkt mit dem IC
verbunden werden, da der hohe Schaltstrom sowieso nicht den Weg über den
IC nimmt. Das war vermutlich ein Denkfehler, da ich schon öfters
kleinere Schaltreglerplatinen (Step Down 12 auf 5V) konstruiert hab und
da waren die FETs im Chip inkludiert. Daher musste ich das Ground Pad
immer mit der hochstrom Massefläche so niederimpedant wie möglich
verbinden.
MfG Gregor
Lothar Miller schrieb:
> Schließ den Sense-Anschluss für die Spannung nicht an die Spule an,> sondern an den letzten Kondensator. Denn danach kommt die Klemme, und> dort soll doch geregelt werden.
Das hab ich in der neuen Version im Anhang berücksichtigt
Lothar Miller schrieb:
> Sense-Anschlüsse (hier: Strom) sollten nicht unter der Spule> durchgeführt werden.
Wird sich aufgrund der beengten Platzverhältnisse wohl nicht anders
realisieren lassen. Doch hab ich das juetzt so gelöst:
* Die gesamte Abstrahlung der Spule wird von einer ausgedehten
durchgehenden Massefläche auf dem Top- Layer abgeschirmt. Kann also
nicht bis auf den Bottom Layer durchdringen. Die Sensor Leitungen hab
ich jetzt im Bottomlayer verlegt. Auch mit Masseflächen dazwischen.
Wenn es jetzt keine Einwände gegen das aktuelle Platinendesign gibt,
kann ich sie heute schon ätzen.
MfG Gregor.
Da sind auf der Top-Seite ja immer noch Thermal -Pads.
Und mach doch mal die Ein- und Ausgangsleitungen breiter, da ist doch
Platz genug.
Ansonsten kannst du dir den 0,033 Ohm sparen, der sitzt dann schon in
deiner Ausgangsleitung ;)
... schrieb:
> Da sind auf der Top-Seite ja immer noch Thermal -Pads.
Mist. Hab heute alle Masseflächen neu gezeichnet, da die letzten aus
ziemlich vielen Polygonen betstanden haben. Und bei Eagle sind Thermals
beim Zeichnen von Polygonen standardmäßig aktiviert.
Die Leitungen (Eingang wie Ausgang) sind jetzt 3,81mm breit. Um den
Transistor und die Diode zu kontrakieren muss ich aber die Leiterbahnen
mit 2mm breite bestehen lassen. Die werden dann beim Aufbau durch etwas
Lötzinn verstärkt. :-)
MfG Gregor
Allgemein wird der Aufbau ziemlich eng, in Eagle wirkt alles
so groß aber du wirst das schon sehen.
Der Elko ist ja nur wenig mm vom Kühlkörper oder der Spule entfern.
Achja, und die Matscherei mit den Lötzinn bringt nicht wirklich etwas,
pass bloß auf das Falk hier nicht vorbeischaut lol
Die Freistellung um die Bohrlöcher sieht etwas klein aus. Evtl. mit nem
tRestrict/bRestrict Ring vergrößern.
Das mit dem Lötzinn bringt wirklich nichts.
Wegen der Packungsdichte würde ich mir mal keine Sorgen machen, ist doch
um so besser ;)
Die Zuleitungen waren vorher auch schon breit genug, aber wenn Platz da
ist, kann es nicht schaden. So wie es jetzt ist, ist es optimal würde
ich sagen.
Pascal L. schrieb:
> Allgemein wird der Aufbau ziemlich eng, in Eagle wirkt alles> so groß aber du wirst das schon sehen.> Der Elko ist ja nur wenig mm vom Kühlkörper oder der Spule entfern.
Es ist zwar knapp aber es geht sich aus. Der Kühlrippen des Kühlkörpers
sind ja in der Realität noch um ein paar mm schmaler als im Board.
Weiters hab ich das ganze schon mal ausgedruckt und die Bauteile auf das
Blatt Papier aufgelegt. Es sollte sich also ausgehen.
Pascal L. schrieb:
> Achja, und die Matscherei mit den Lötzinn bringt nicht wirklich etwas,
Simon K. schrieb:
> Das mit dem Lötzinn bringt wirklich nichts.
Habt ihr Bessere Vorschläge?? Seht euch einmal die Zuführungen zu dem
MOSFET und der Diode an. Wenn ich da 3,81mm mache, dann hab ich gleich
die Pins miteinander verbunden. Mit dem Lötzinn meinte ich nur, dass die
dünnere Strecke zum Pin des FETS bzw. der Diode verstärkt wird. Auf den
Gedanken die gesamte Ein- und Ausgangsleitung mit Lötzinn zu verstärken
bin ich eigentlich nicht gekommen. :-)
http://www.multipcb.de/ger/sites/pool/index.html?/ger/sites/leiterplatte/strombelastbarkeit.html
Nach den Angaben durt sollte ich mit knapp 4mm Leiterbahnstärke bei 5-6A
(Effektiv) im grünen Bereich liegen.
Simon K. schrieb:
> Die Freistellung um die Bohrlöcher sieht etwas klein aus. Evtl. mit nem> tRestrict/bRestrict Ring vergrößern.
Ist Derzeit 0,40mm. Werde ich ändern. Danke.
MfG Gregor
Gregor Rudorfer schrieb:
> Wenn ich da 3,81mm mache, dann hab ich gleich> die Pins miteinander verbunden
brauchst du da auch nicht. Die 2mm zum Bauteil in dünner sind ok.
... schrieb:
> so wie es jetzt ist, ist alles i.O.
Sehr schon das zu hören.
Nur jetzt ist es schon 21:30. D.h. ich werd das Platinenherstellen auf
morgen verschieben :-).
Mfg Gregor
Hallo
Es gibt gute Neuigkeiten.
Ich hab die Platine also wie gesagt belichtet (mit UV LEDs) entwickelt,
geätzt und gebohrt und zu guter Letzt bestückt. Das MSOP Gehäuse war für
den Tintenstrahldrucker (HP Photosmart C5180) kein Problem. Die PADs des
ICs waren randscharf und hatten genügend Abstand zueinander. Ich glaub
dass die Belichtung mit LEDs keinen unbedeutenden Anteil zu der
Konturenschärfe der Leiterbahnen beigetragen hatte.
Heute hab ich das Ding das erste Mal eingeschaltet.
OK scheint zu funktionieren, da mir nach dem Einschalten keine Bauteile
um die Ohren geflogen sind :-D.
Ich hab dann auch gleich einen Belastungstest mit 120W gestartet und ich
muss sagen ich bin wirklich überrascht. Bei 120W Ausgangsleistung hab
ich einen Ripple von 300mV was angesichts der 100V Ausgangsspannung sehr
wenig (0,3%) ist.
Mfg Gregor
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