Forum: Platinen Ist mein Schaltregler Layout so OK ?


von Äppelwoiregler (Gast)


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Nabend,

das ist meine erste Spannungsversorgung mit Schaltregler und ich bin mir 
nicht sicher, ob mein Layout so auch wirklich zu gebrauchen ist.

Wär ne super Sache, wenn sich das mal jemand anschauen könnte der mehr 
Ahnung davon hat. Die Bauteile hab ich alle schon zusammen gesammelt und 
die Platine wäre dann Morgen an der Reihe =)


Gruß,
Thomas

von Christoph Z. (rayelec)


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Naja, eher suboptimal. zu beachten ist eigentlich nur, dass die zweige, 
wo der (getaktete) Strom durchfliesst, möglichst kurz und möglichst dick 
sein müssen. Die Zuführungen zur Spule sind bei Dir ziemlich dünn und 
lang und der FET nochmals in einer anderen Ecke, ebenfalls mit einer 
dünnen und langen Leiterbahn.
Die meisten anderen Komponenten zum Betrieb des IC nötigen Komponenten 
sind meist weniger kritisch. Man sollte trotzdem darauf achten, die oben 
erwähnten Pfade nicht an empfindlichen Eingängen (z.B. Feedback) 
vorbeizuführen.
Bei dem Uralt-34063 mit 100kHz Schaltfrequenz mag noch vieles gehen, bei 
modernen, mit 2MHz getakteten Wandlern kann ein falsches Layout die 
Funktion zuverlässig verhindern.

Gruss
Christoph

von Äppelwoiregler (Gast)


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Danke Christoph!

Ich habe jetzt noch etwas an dem Layout herumgetüftelt und versucht die 
von dir angesprochenen Punkte (kurze Wege zum Fet und dickere 
Leiterbahnen) umzusetzen.

So ist es jetzt besser, oder?


Gruß,
Thomas

von avrGerd (Gast)


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Hi,

schon besser aber noch verbesserbar.

KURZE Wege mit DICKEN Leitungen, die aufgespannte Fläche für die 
getackteten Leistungssignal müssen MINIMAL gehalten werden.
Die Massefläche besser schliessen und nicht "durchschlängeln".
Pad13 in die Nähe von Pad12. Abstand C10/C7(im Schaltplan C8) verkürzen, 
dicke Leitung, L1 dann auch etwas drehen ...

Welche Ströme/Spannungen willst Du denn verwenden?

Im übrigen stimmt Dein Schaltplan(Refdes.) nicht mit dem Layout überein, 
z.B. C7/C8 getauscht.


Viel Spaß!
avrGerd

von Äppelwoiregler (Gast)


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Hi!

avrGerd schrieb:
> Welche Ströme/Spannungen willst Du denn verwenden?

Es handelt sich um läppische 27V die auf ~100V mit max. 50mA gewandelt 
werden sollen.

Die Schaltfrequenz habe ich jetzt mal mit 50kHz berechnet. Ist das ok 
so?

avrGerd schrieb:
> Im übrigen stimmt Dein Schaltplan(Refdes.) nicht mit dem Layout überein,
> z.B. C7/C8 getauscht.

Das stimmt schon. Sieht im Layout nur so aus, als wären die 
Bezeichnungen vertauscht.

avrGerd schrieb:
> KURZE Wege mit DICKEN Leitungen, die aufgespannte Fläche für die
> getackteten Leistungssignal müssen MINIMAL gehalten werden.
> Die Massefläche besser schliessen und nicht "durchschlängeln".
> Pad13 in die Nähe von Pad12. Abstand C10/C7(im Schaltplan C8) verkürzen,
> dicke Leitung, L1 dann auch etwas drehen ...

Siehe Anhang. Besser bekomme ich es irgendwie nicht hin. Unter der Spule 
sollte man die Massefläche ja möglichst weg lassen?

Wenn keine schlimmen Layout-Fehler drinne sind, werde ich die Platine 
heute Abend einfach mal ätzen.


Gruß,
Thomas

von Sven P. (Gast)


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Äppelwoiregler schrieb:
> Hi!
>
> avrGerd schrieb:
>> Welche Ströme/Spannungen willst Du denn verwenden?
>
> Es handelt sich um läppische 27V die auf ~100V mit max. 50mA gewandelt
> werden sollen.
>
> Die Schaltfrequenz habe ich jetzt mal mit 50kHz berechnet. Ist das ok
> so?
Das ist schwierig. Deine Rumpelgurke da ist ein chaotischer 
Schaltregler. Wenn der unter Nennlast betrieben wird, geht die 
Schaltfrequenz gerne schnell in den Keller.

von MaWin (Gast)


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> Die Bauteile hab ich alle schon zusammen gesammelt

Mir erscheint das Grössenverhältnis von Eingangselko, Ausgangselko und 
Spule unpassend, die Spule ist baulich zu gross.

> Es handelt sich um läppische 27V die auf ~100V mit max. 50mA gewandelt
> werden sollen.

27V an das Gate eines IRF840 ?

> Die Schaltfrequenz habe ich jetzt mal mit 50kHz berechnet.

Mit einer Standard Gleichrichterdiode die für 50Hz ausgelegt ist ?
Nimm eine schnelle fast recovery Diode, BA157 wäre ein Standardtyp.

von Michael S. (technicans)


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Frag mal Lothar Miller, der ist der Experte.

von Michael S. (technicans)


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von Äppelwoiregler (Gast)


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Hallo,

MaWin schrieb:
> Mir erscheint das Grössenverhältnis von Eingangselko, Ausgangselko und
> Spule unpassend, die Spule ist baulich zu gross.

Ich wollte bei der Bauteileauswahl quasi auf vorhandene Ressourcen aus 
der Bastelkiste zurückgreifen und die Spule war die einzige mit etwa dem 
errechneten Wert von 1,5mH. Mein Eingangselko hat 100µF/35V (die 27V 
sind aber extern schon gut gesiebt) und der Ausgangselko 10µF/250V.

MaWin schrieb:
> 27V an das Gate eines IRF840 ?

Verdammt! daran hab ich nicht gedacht :/ Tut es da ein Spannungsteiler 
der die Gatespannung runtersetzt? Danke für den Hinweis!

MaWin schrieb:
> Mit einer Standard Gleichrichterdiode die für 50Hz ausgelegt ist ?
> Nimm eine schnelle fast recovery Diode, BA157 wäre ein Standardtyp.

Ich verwende eine MUR1100. Die 1N5061 war bloß in Eagle grade so schön 
greifbar.


Gruß,
Thomas

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


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Michael S. schrieb:
> Frag mal Lothar Miller, der ist der Experte.
Danke, das ist aber zuviel der Ehre. Ich habe da nur mal meine beliebten 
Fehler gesammelt... ;-)
Und bin seither nicht mehr durch die EMV-Prüfung gefallen (mal von zu 
hochohmigen Eingängen abgesehen, siehe dazu den 
Beitrag "Re: QTouch EMV Probleme").

von Äppelwoiregler (Gast)


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Hallo,
ich bins noch mal.

Ich hab die Schaltung jetzt mal testweise in Betrieb genommen und sie 
funktioniert im Prinzip auch. Allerdings bricht die Ausgangsspannung bei 
Belastung ein.

Im Leerlauf liegen die gewünschten 200V (hatte mich weiter oben im 
Thread vertippt) an. Belaste ich die Schaltung, sinkt die Spannung auf 
150V ab.


Woran kann das liegen?


Meine jetzigen Werte unter Belastung mit 12k:

Vin: 18V
L:   1mH   (bei kleinerer Induktivität -> geringere Ausgangsspannung, 
bei höherer Induktivität steigt die Ausgangsspannung nichtmehr wirklich 
an)
Rsc: 0,9 Ohm (Spannungsabfall 150mV)
Ct:  2,2nF ergibt gemessene 36kHz Schaltfrequenz (höhere Frequenz -> 
geringere Ausgangsspannung)


Wenn ich Rsc überbrücke stimmt die Ausgangsspannung komischerweise, der 
Regler fängt dann allerdings ziemlich an zu zischen.


Ist meine Spule vielleicht falsch dimensioniert oder ungeeignet? 
(Ringkernspule aus altem PC-Netzteil mit 1mm Draht) Ich habe allerdings 
auch schon mehrere verschieden Spulen auf verschiedenen Kernen 
ausprobiert.


Würde mich freuen, wenn mir jemand weiterhelfen könnte.

Gruß,
Thomas

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


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Äppelwoiregler schrieb:
> der Regler fängt dann allerdings ziemlich an zu zischen.
Der kommt wohl irgendwie ins Schwingen. Stell mal ein Radio mit 
Mittelwellenbereich daneben...
Lies dir mal diesen Post aus dem 
Beitrag "Re: MC34063 Ua >= 6*Ue"

> Im Leerlauf liegen die gewünschten 200V (hatte mich weiter oben im
> Thread vertippt) an. Belaste ich die Schaltung, sinkt die Spannung auf
> 150V ab.
18->200V = 1:10
Lies mal den ganzen Beitrag "MC34063 Ua >= 6*Ue"

> Würde mich freuen, wenn mir jemand weiterhelfen könnte.
Den Artikel kennst du schon?
http://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063

von Äppelwoiregler (Gast)


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Hallo Lothar,

vielen Dank. Den Thread kannte ich zwar schon, aber jetzt habe ich auch 
verstanden, was mit lückendem Betrieb eigentlich gemeint ist. Das 
Zischen ist beim MC34063 wohl in dieser Betriebsart "normal". Ansonsten 
funzt der Wandler jetzt wie er soll.

Ich werde dem IRF840 mal noch einen Treiber aus 2 bipolaren spendieren 
um die Frequenz vielleicht etwas zu erhöhen um das Zischen zu 
eliminieren.

Gruß,
Thomas

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Also hast du jetzt einfach den Shunt-Widerstand überbrückt oder was?

von Äppelwoiregler (Gast)


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Nein, nein. Ich habe noch etwas mit Induktivität und Frequenz 
rumprobiert. Jetzt arbeitet der Regler im lückenden Betrieb und die 
Ausgangsspannung passt zumindest.

Äppelwoiregler schrieb:
> Ansonsten
> funzt der Wandler jetzt wie er soll.

Das muss ich allerdings doch wieder zurück nehmen. Der Wandler hat einen 
ziemlich bescheidenen Wirkungsgrad und Spule und FET werden richtig 
heiss!

Woran könnte das jetzt liegen?

Hier noch einmal mein jetziges "Setup"

Ct: 1,8nF (ergibt gemessen unter Last ca. 26kHz)
L: 0,9mH Ringkerndrossel 0,8mm Draht
Ue: 18V
Rsc: 0,5 Ohm
Ua: 200V
Ia: 15mA

Sollte ich die Induktivität weiter verringern oder ist vielleicht meine 
Spule einfach ungeeignet? (Laut 
http://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063 sollte die Induktivität 
ja passen)


PS: Ich habe auch ein Oszi, nur leider keine Ahnung welche Werte ich 
unter die Lupe nehmen sollte um den Fehler zu finden.

Würde mich echt freuen, wenn mir doch noch jemand den entscheidenen Tipp 
geben würde.

Gruß,
Thomas

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