Guten Morgen,
ich versuche mich gerade zum ersten mal an einem Schaltregler, (LM2676)
der soll aus 12-15V -> 6V @ 50mA-1A machen. Der Wirkungsgrad ist
kritisch, das ganze soll 24/7 am Netz laufen und nicht unnötig Leistung
verbraten. EMV Probleme will ich natürlich auch nicht.
Ich habe nun versucht die 3 Strompfade so kurz wie möglich und die
Ströme weg von meiner Massefläche (Rot) zu halten. Nicht wundern das die
Platine gespiegelt ist, es wird mehrere gestapelte Leiterplatten geben
und so wird mein Aufbau kompakter. Der Eingang ist die Fläche über den
Elkos, Mitte ist die lokale Massefläche und unten der Ausgang. Damit ich
keine Streukapazität gegen Masse bekomme ist die Fläche unter der
Induktivität ausgeschnitten. Masseverbindung des Leistungssternpunkts
sind die Dukos links zwischen den Elkos. Der Schaltregler wird rechts
mit mehreren Dukos als Thermisches Pad zur Massefläche verbunden, auch
die Masse der Feedback Widerstände hängen an dieser Fläche. Rechts davon
der Rahmen gehört zu einem Schaltnetzteil Modul, damit das nicht unnötig
warm wird kommt auf die Unterseite ein massives Stück Alu gegen das
Gehäuse, elektrisch isoliert über eine Silikonfolie.
Im Datenblatt schreibt TI aber das die Masse vom Regler IC (Pin 4 bzw.
das Kühlpad) ebenso kritisch ist, die Verbindung sollte möglichst kurz
sein obwohl meinem Verständnis nach hier keine hohen Wechselströme
fließen sollten. Mir fällt dazu keine Lösung ein bei der ich nicht mit
der Masse unter meine Induktivität muss was sicher keine gute Option
ist. Momentan sind beide Punkte an die Hauptfläche verbunden, Falls
zwischen Regler Massepad und Schaltregler Massestern Ströme fließen habe
ich die sofort auf meiner Hauptmasse.
Kann mir jemand was dazu sagen? Geht das so in Ordnung wie ich es
gemacht habe?
Danke!
Gruß,
Jan K.
Die Feedback-Leitung die gefühlt dreimal ganz um die
Platine geführt wird, geht gar nicht. Damit fängst du
dir Himmel und Hölle ein. Dein Regler wird sich über
die Abwechslung freuen die ihm zuteil wird.
Danke erstmal für Eure Antworten!
Ich habe mich jetzt mehr am TI Vorschlag orientiert, aus Platzgründen
ist eine 1:1 Kopie aber nicht möglich. Spannungseingang ist der THT
100mOhm Widerstand, Ausgang die L-Förmige Fläche. Oben ist die FB
Leitung, ich musste allerdings das Layer wechseln. Ist es so gut?
>Die Feedback-Leitung die gefühlt dreimal ganz um die>Platine geführt wird, geht gar nicht. Damit fängst du>dir Himmel und Hölle ein. Dein Regler wird sich über>die Abwechslung freuen die ihm zuteil wird.
Macht es Sinn den FB Pin mit einem kleinen Kerko (1-10nF) gegen Masse zu
klemmen?
Gruß,
Jan K.
Hallo,
dein erstes Layout war besser. Der/die Eingangskondensatoren sollten
direkt neben der Freilaufdiode liegen. Da entweder der
Eingangskondensator über den Schalter des Schaltreglers oder die
Freilaufdiode die Induktivität mit Strom versorgt. Der Feedback war auch
o.k. so lange du nur niederohmige Quellen wie die Ausgangsspannung mit
längeren Leitungen versiehst. Der hochohmige Knoten am Feedback muß kurz
sein.
Mit freundlichen Grüßen
Christian
Das fand ich auch komisch, im Datenblatt von Ti ist es aber auch so
gemacht. (Siehe Anhang)
Vielleicht weil die Leitungen relativ Dick sind unkritisch? (Dicke
Leitungen -> niedrige Induktivität -> Schlechte Antenne?)
Quelle: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2676.pdf
Gruß,
Jan K.
Die wussten es halt zu der Zeit nicht besser. Die Freilaufdiode direkt
neben den Eingangskondensatoren ist die EMV- und Funktionstechnisch
bessere Lösung.
Mit freundlichen Grüßen
Christian
Christian K. schrieb:> Die wussten es halt zu der Zeit nicht besser.
...und bei den recht niedrigen Frequenzen dieses ICs ist das
Layout ja auch nichtganz so kritisch. Wenn der TE einen kleinen
und effizienten Schaltregler sucht, sollte er vielleicht sowieso
ein etwas moderneres IC verwenden.
>Die wussten es halt zu der Zeit nicht besser. Die Freilaufdiode direkt>neben den Eingangskondensatoren ist die EMV- und Funktionstechnisch>bessere Lösung.
OK, danke! Ich baue nochmal um.
>...und bei den recht niedrigen Frequenzen dieses ICs ist das>Layout ja auch nichtganz so kritisch. Wenn der TE einen kleinen>und effizienten Schaltregler sucht, sollte er vielleicht sowieso>ein etwas moderneres IC verwenden.
Ich bin für Vorschläge offen, Am besten wäre ein Regler der geringe
Eigenverluste hat. Meistens werden aus 12V -> 5V @ 200mA gemacht. selbst
Linear ginge das mit 1,4W Verlustleistung. Der LM2676 ist ja eher für
hohe Ströme gedacht, ich denke der ist bei niedriger Last nicht mehr so
effektiv.
Gruß,
Jan K.
Jan K. schrieb:> Der LM2676 ist ja eher für> hohe Ströme gedacht, ich denke der ist bei niedriger Last nicht mehr so> effektiv.
Es kommt drauf an...
Wenn Du einen (Bauteil-mäßig etc.) für höhere Ausgangsleistung
ausgelegten Wandler immer (!) bei weit niedriger Ausgangsleistung
betreibst, ist das (allgemein) schon unsinnig (aus Effizienz- und/oder
Bauteil- Kosten- Gründen).
Heißt aber nicht, daß man bei Vernachlässigung eines Grundes oder beider
Gründe keinen recht effizienten Wandler mit LM2676 und 5V @ max. 100mA
bauen kann - bei angepaßter "rundum"-Beschaltung.
Kommt immer drauf an.
Jan K. schrieb:> Ich bin für Vorschläge offen, Am besten wäre ein Regler der geringe> Eigenverluste hat. Meistens werden aus 12V -> 5V @ 200mA gemacht.TPS62125, TPS62175, ...
Die Simple Switcher sind als Wald und Wiesen Regler für viele
Anwendungen schon in Ordnung und recht gutmütig.
Wer allerdings spezielle Wünsche hat sollte aber allerdings über den
Tellerrand schauen und sich mit den anderen, moderneren vertraut machen.
Es gibt kleinere, moderne Schaltregler mit extrem niedriger Leerlauf
Stromaufnahme(einige 10uA, höheren Schaltfrequenzen und Gehäuse für
kleineres Design und anspruchsvollen Innereien die auch Spezial
Anwendungen für jeden Einsatzbereich gerecht kommen.
Also seh Dir mal an was die üblichen Verdächtigen so alles zusammen
kochen.
Zum Layout wurde schon genug gesagt.
Wenn man einen guten Polygon Editor hat kann man die Flächen so
strukturieren, daß man Stromschleifen sehr bequem vermeiden kann. Der
Querschnitter der Schaltstrom durchflossenen Leiterzüge sollte immer so
groß wie möglich sein und generell arbeitet man dort nach Möglichkeit
immer mit entsprechend strukturierten Polygons.
Man kann auch bei zweiseitigen PCBS mit speziellen Techniken arbeiten,
so dass kritische Schaltrompfade nur dort mit der Hauptmasse
zusammenkommen wo sie sollen. Es gibt da allerhand CAD Tricks um das
sehr elegant zu verwirklichen ohne DRC Fehler zu verursachen. Allerdings
habe ich das nur mit Altium und Protel gemacht. Für andere CAD Programme
kann ich nicht sprechen.
Übrigens sollte man wegen der hohen Schaltströme bei langer
Lebensdauererwartung die Ein- und Ausgangs Cs immer überdimensionieren
oder zumindest zwei parallel schalten so dass die Cs mit nicht mehr als
50% beansprucht werden da über die Jahre durch Alterung die
Originalbelastungsgrenzen sinken.
Man soll sich im Übrigen immer an die Empfehlungen der Datenblätter und
einschlägigen App Notes halten. Dort findet man vielfach solide
Hinweise. Auch sollte man die erhältlichen Design Resources wie
Simulationsprogramme und Berechnungsprogramme mancher Hersteller
ausnützen.
Schaltregler1.png
(82 KB)
Schaltregler2.png
(82 KB)
