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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zwei Schaltregler hintereinander: Tiefpass dazwischen sinnvoll?


Autor: Niklas Günther (niklas_g)
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Hallo allerseits,

für ein Projekt, das relativ EMV-labil ist,
muss ich zwangsweise zwei Schaltregler hintereinanderschalten.
Die Arbeitsfrequenzen der Schaltregler sind 1MHz und 1,3MHz.
Am Ausgang des hinteren Reglers wird die Spannung mit einem doppelten 
LC-Tiefpass geglättet. Nun frage ich mich, ob es sinnvoll ist bzw. 
überhaupt etwas bringt, zwischen die zwei Schaltregler ebenfalls einen 
Tiefpass zu schalten, damit sich die hohen Frequenzen nicht "behaken"?
Einen einzigen Schaltregler verwenden kann ich nicht, weil der erste 
bereits auf einer fertigen Platine vorhanden ist!
Vielen Dank im voraus.

Gruß
Niklas

Autor: Niklas Günther (niklas_g)
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push...

Autor: Christian R. (supachris)
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Simulier es doch mit LTSpice. Ist aber auf jeden Fall sinnvoll, manchmal 
kommen die wirklich durcheinander, wenn man nix filtert.

Autor: Gerhard. (Gast)
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Hallo Nicklas,

verwende nach Moeglichkeit Schaltregler ICs mit Synchronisations 
Verbindungen. Damit lassen sich etwaige Stoerungen vermeiden.

Siehe z.B. LM2677. Dieser Regler hat einen Sync Ein/Ausgang die man mit 
100pF miteindander verbindet.

Sonst verwende zwei Low ESR Elkos zwischen beiden Reglern und 0.1uF 
Keramik. In ganz schlimmen Faellen hilft ein 22uH-100uH mit low ESR und 
Keramik Cs dazwischen. Bin aber der Ansicht dass es ohne extra 
Vorkehrungen funktionieren sollte.

Mit Reglern wie LM2576T (Simple Switcher) stellen sich normalerweise 
zwischen 50-150mVpp von der Schaltfrequenz am Ausgang ein. Das sollte 
nichts ausmachen. Mit CLC Filter reduziert sich das ungefaehr um das 
zehnfache.

Auch koennte man versuchen einen LM2596T als ersten Regler mit 150khz 
und eine LM2576 mit 50 KHz als zweiten Regler. Das duerfte auch zur 
Entkopplung dienlich sein.

MFG,
Gerhard

Autor: Niklas Günther (niklas_g)
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Hey, vielen Dank für eure Antworten.
Den ersten Regler kann ich mir leider nicht aussuchen, da dieser schon 
verbaut ist und ich auf dieses Board keinen Zugriff habe. Ich baue 
lediglich ein Aufsteckboard. Aber wenn ihr meint, dass ein LC-Filter 
nicht schaden kann, dann werde ich eins einsetzen. Meint ihr, eine 
Grenzfrequenz von ca. 10-20kHz ist ausreichend? Bei zwei 
hintereinandergeschalteten LC-Tiefpässen erhalte ich ja immerhin 
80dB/Dekade.
Gut zu wissen, dass sich die Schaltregler tatsächlich behaken könnten.

Autor: Gerhard. (Gast)
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Wichtig ist, dass Cs mit niedrigen ESR (Equivalent series resistance) 
wie z.B. die Panasonic FC Typen verwendet werden. Es gibt noch bessere. 
Keramik Cs sind gut geeignet um hoeherfrequente Anteile der 
Schaltfrequenz zu bedaempfen. Bei Filteranwendungen sind die 
Eigenschaften der Kondensatoren sher wichtig. Hoehere Schaltfrequenzen 
lassen sich leichter reduzieren. Also, ein LM2596T mit 150KHz ist da 
besser wier ein LM2576T.

Zusaetzlich ist die Gestaltung des PCB Layout auch sehr wichtig. Da soll 
man wenn es geht mit grossen Masseflaechen arbeiten und fuehrt gewisse 
Leitungen (wie im Datenblatt oft beschrieben) einzeln zurueck zum 
Massebezugspunkt der Schaltung. Wenn man das gewissenhaft einhaelt gibt 
es kaum Schwierigkeitne mit Schaltreglern. Seh Dir mal diverse 
Schaltregler Datenblaetter an und studiere deren Hinweise bezueglich des 
Layouts.

Praktisch gesehen, wenn ich wirklich ein Filter dahinterschalten will, 
nehme ich einfachhalber dieselbe Spule die im Schaltregler verwendet 
wird ohne da lang rumzurechnen. Wie gesagt mit 220-470uF, 22-47uH, 100uF 
am Ausgang des L und 50Khz Schaltfrequenz ergeben sich in der Praxis 
eine zehnfache Reduzierung der Schaltanteile. Auch werden die 
hochfrequenten Anteil gewaltig reduziert. Es ist nicht schwierig die 
Stoerfrequenz auf weniger als 5-10mV zu reduzieren.

MFG,
Gerhard

Autor: oszi40 (Gast)
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Auch wenn die Schaltung richtig ist, könntE die Anordnung noch falsch 
sein.

Interessant wäre noch, ob der 2. Schaltregler die Spannung noch zur 
rechten Zeit zur Verfügung stellt für Deine Folgeschaltung. ____|----->

Autor: Gast (Gast)
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Auf meinem Board befindet sich ein CMOS Bildsensor, dessen 
Stromverbrauch etwas höher ist als sonst üblich. Sonst würde ich die 
Spannungen mit LDOs
erzeugen. Da ich aber nur extrem wenig Platz habe, kann ich keine großen 
Gehäuse nehmen, weswegen LDOs größer als SOT35-5 o.ä. wegfallen. Ich 
habe
jetzt passende Schaltregler ausfindig machen können, dessen Gehäuse 
lediglich 3x3mm groß ist und die bei 1-2MHz arbeiten, so dass die Spulen 
entsprechend klein bleiben können. Deswegen kommen die LMxxxx Typen 
nicht in Frage. Die Baugröße ist demenstprechend auch bei den 
LC-Tiefpässen wichtig. Mehr als 10µF geht da nicht für die 
Kondensatoren. Das mit den Massebezügen habe ich inzwischen auch 
gelesen. Ich werde analoge und digitale Masseanbindungen über die 
Leitungen zurückführen zum Coreboard und da in einen Sternpunkt mit 
einbeziehen. Low-ESR Elkos werden auf jeden Fall benutzt. Außerdem auch 
immer Keramik-Vielschicht parallel zu den Elkos.
Die Spannungen können am Board ruhig später anliegen.
Vielen Dank für eure Hilfe.

Gruß
Niklas

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