Forum: Platinen Schaltplan / Layout Schaltregler


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von Thomas K. (alerte)


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Hallo,

ich bin gerade dabei, mir eine Platine mit Schaltregler / 
Spannungsregler zu layouten. Wichtig ist in dem Fall eine möglichst 
saubere (2-3 mVpp Rauschen wäre schön, allerdings fehlt mir da die 
Erfahrung um das abschätzen zu können) und stabile Ausgangsspannung. 
Strom auf der 10V-Schiene ~ 100 mA (mit Reserve für max. 250 mA), auf 
der 5V-Schiene 300 mA.

Mit Vias war ich im Layout relativ großzügig, aber lieber ein paar mehr 
als zu wenig (die Platine werde ich herstellen lassen).

Gibt es im Schaltplan bzw. Layout noch gröbere Fehler, die ich übersehen 
habe? Ich habe versucht, die Wege (insbesondere für die Schaltströme) 
kurz zu halten, aber wie gesagt - mir fehlt da noch etwas die Erfahrung.

Gruß,
Thomas

von Michael H. (michael_h45)


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Darf ich fragen, wo du die Lib für die Sicherungen her hast? Die sieht 
exakt wie meine aus. Die Suche sagt aber, dass ich die nie hier 
hochgeladen hab.

von Reinhard Kern (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> Mit Vias war ich im Layout relativ großzügig, aber lieber ein paar mehr
> als zu wenig

Das stimmt zwar, aber wie gross sind die denn? Ich schätze, du hast so 
kleine Vias gewählt dass das zusätzliche Kosten verursacht - 
unnötigerweise.

Gruss Reinhard

von Guest (Gast)


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Michael H. schrieb:
> Darf ich fragen, wo du die Lib für die Sicherungen her hast? Die sieht
> exakt wie meine aus. Die Suche sagt aber, dass ich die nie hier
> hochgeladen hab.

Eventuell mal ein Schematic oder Board mit den Sicherungen hochgeladen? 
Oder exakt nach Vorschlag in Datenblatt gemacht? So wie du das 
schreibst, hört es sich ja fast an, als würdest du ihn verdächtigen, 
sich die von deinem PC geholt zu haben^^

von Michael H. (michael_h45)


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Guest schrieb:
> Eventuell mal ein Schematic oder Board mit den Sicherungen hochgeladen?
Schon nachgeschaut
> Oder exakt nach Vorschlag in Datenblatt gemacht? So wie du das
> schreibst, hört es sich ja fast an, als würdest du ihn verdächtigen,
> sich die von deinem PC geholt zu haben^^
Hehe, nein, das sicher nicht. Ja, die Frage klingt viel zu anklagend!
Aber ganz im Gegenteil, mich freuts und interessierts einfach nur. Die 
lib ist wirklich die selbe. Hab meine lib über den Screenshot von oben 
gelegt.

---

Zum Thema:

Das Filter um L11 würde ich vor den LDO setzen. Ein LDO selbst erzeugt 
ja praktisch keinen Ripple und muss sich so auch nicht um das Ringing 
des Schaltreglers kümmern.

Den Feedback vom LM2574 würde ich über 2 Widerstände an die gefilterte 
und die ungefilterte Ausganggspannung hängen. Also einmal dahin, wo er 
jetzt hängt und dann noch einmal rechts von L22. Jeweils über einen 
Widerstand.
Verbessert mindestens das Lastsprung-Verhalten.
Sollte der Regler diese Strecke nicht mehr ausregeln können, nimmt man 
einfach einen der Widerstände raus.

Welchen Sinn soll R21 haben? Mindestlast? Brauchst du nicht, deine LED 
reicht.

R3 könntest du mit einem FET, der von 5V gesteuert wird, einfach 
überbrücken und dabei noch einen Kurzschlusschutz einbauen. Siehe 
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/39-Verpolschutz.

Welche Diode ist denn D21? Eine 1N5819 wohl kaum =)

Nachdem der LM2574 bei fester Frequenz schaltet, könntest du hinter L22 
noch einen Serien-LC-Schwingkreis gegen Masse mit Resonanz bei 52kHz 
schalten, nachdem du dir scheinbar Sorgen um EMI machst.

Vin 12-15V könnte KFZ-Bordnetz sein. Falls das so ist, brauchst du am 
Eingang noch mehr Filterung am Eingang. Siehe 
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23.

Wenn du außen um IC11 noch Vias legst, trägt die Massefläche oben mehr 
zur Wärmeabfuhr bei.


Thomas K. schrieb:
> Ich habe versucht, die Wege (insbesondere für die Schaltströme)
> kurz zu halten
Das ist dir auch gelungen.

von Thomas K. (alerte)


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Danke für die Antworten, insbesondere für die ausführliche @Michael!


Reinhard Kern schrieb:
> Thomas K. schrieb:
>> Mit Vias war ich im Layout relativ großzügig, aber lieber ein paar mehr
>> als zu wenig
>
> Das stimmt zwar, aber wie gross sind die denn? Ich schätze, du hast so
> kleine Vias gewählt dass das zusätzliche Kosten verursacht -
> unnötigerweise.

Die kommen auf dem Screenshot wirklich klein rüber, sind aber 
Durchmesser 0.5mm - das sollte also nahezu jeder Hersteller hinbekommen.




Michael H. schrieb:
> Hehe, nein, das sicher nicht. Ja, die Frage klingt viel zu anklagend!
> Aber ganz im Gegenteil, mich freuts und interessierts einfach nur. Die
> lib ist wirklich die selbe. Hab meine lib über den Screenshot von oben
> gelegt.

Das ist tatsächtlich deine Lib:
Beitrag "Re: SMD Sicherungshalter in Eagle"
Meine Platine ist aber für ein rein privates Projekt. Ich habe nicht 
vor, damit das große Geld zu verdienen :)


> Das Filter um L11 würde ich vor den LDO setzen. Ein LDO selbst erzeugt
> ja praktisch keinen Ripple und muss sich so auch nicht um das Ringing
> des Schaltreglers kümmern.

Hmm, ja, das macht Sinn. Das werde ich dann wohl auch direkt vor die 
Abzweigung zum LM2574 schieben.

> Den Feedback vom LM2574 würde ich über 2 Widerstände an die gefilterte
> und die ungefilterte Ausganggspannung hängen. Also einmal dahin, wo er
> jetzt hängt und dann noch einmal rechts von L22. Jeweils über einen
> Widerstand.
> Verbessert mindestens das Lastsprung-Verhalten.
> Sollte der Regler diese Strecke nicht mehr ausregeln können, nimmt man
> einfach einen der Widerstände raus.

Hier komme ich noch nicht ganz mit bzw. mir ist der Sinn noch nicht 
klar. Wie läuft das ab?
Wie groß sollten die Widerstände sein? Nicht zu klein, um die 
Filterwirkung möglichst wenig zu beeinträchtigen - aber auch nicht zu 
groß, um das Rauschen gering zu halten. Größenordnung 1 kOhm?

> R3 könntest du mit einem FET, der von 5V gesteuert wird, einfach
> überbrücken und dabei noch einen Kurzschlusschutz einbauen. Siehe
> http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/39-Verpolschutz.

Guter Vorschlag, das werde ich mit einbauen!

> Welche Diode ist denn D21? Eine 1N5819 wohl kaum =)

Die 1N5819 ist für 40V / 1A ausgelegt, wieso also nicht? Sie ist auch im 
Datenblatt des LM2574 als Alternative angegeben.

> Nachdem der LM2574 bei fester Frequenz schaltet, könntest du hinter L22
> noch einen Serien-LC-Schwingkreis gegen Masse mit Resonanz bei 52kHz
> schalten, nachdem du dir scheinbar Sorgen um EMI machst.

Gute Idee, Danke!

> Vin 12-15V könnte KFZ-Bordnetz sein. Falls das so ist, brauchst du am
> Eingang noch mehr Filterung am Eingang. Siehe
> http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23.

Nein, den Aufwand brauche ich zum Glück wohl eher nicht. Als 
Spannungsquelle soll langfristig möglichst ein Steckernetzteil zum 
Einsatz kommen (wohl ein Grund mehr, deinen ersten Vorschlag - Filter um 
L11 nach vorne ziehen - umzusetzen).


52 kHz sind zwar keine HF - aber wie sieht es eigentlich mit Thermals 
aus, sollte man die bei Schaltreglern weglassen (zumindest dort, wo die 
Schaltströme fließen)?

von Michael H. (michael_h45)


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Thomas K. schrieb:
> Das ist tatsächtlich deine Lib:
> Beitrag "Re: SMD Sicherungshalter in Eagle"
Aah, Rätsel gelöst, Danke. Da hätte ich wohl mal besser suchen sollen.
> Meine Platine ist aber für ein rein privates Projekt. Ich habe nicht
> vor, damit das große Geld zu verdienen :)
Wenn du mit der Platine steinreich wirst und die Millionenmarke knackst, 
würde ich mich über nen Kasten Bier freuen =) Aber sonst nur keine 
Sorge.

> Hier komme ich noch nicht ganz mit bzw. mir ist der Sinn noch nicht
> klar. Wie läuft das ab?
Das Filter hat ja eine Längsimpedanz und verändert damit die 
Ausgangsspannung, weil Spannung über ihr abfällt. Der Regler kriegt 
davon aber nichts mit, weil er ja nur die Spannung vor der Impedanz 
sieht.
Ein Feedback vom Ausgang der gesamten Schaltung hilft da.

> Wie groß sollten die Widerstände sein? Nicht zu klein, um die
> Filterwirkung möglichst wenig zu beeinträchtigen - aber auch nicht zu
> groß, um das Rauschen gering zu halten. Größenordnung 1 kOhm?
Der Leckstrom in den Feedback-Pin gibt eine Grenze an. Der wird wohl bei 
n*10µA sein. Mit 1k bist du da also genau richtig.

>> Welche Diode ist denn D21? Eine 1N5819 wohl kaum =)
>
> Die 1N5819 ist für 40V / 1A ausgelegt, wieso also nicht? Sie ist auch im
> Datenblatt des LM2574 als Alternative angegeben.
Ich kenne die 1N5819 nur als bedrahtetes Bauteil, das ein paar Watt 
aushält. Danach sieht die D21 im Layout nicht aus, daher dachte ich, 
dass das eine andere Diode wäre.
Von den Daten her passt die 5819 natürlich, da hast du Recht.

von MaWin (Gast)


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> allerdings fehlt mir da die Erfahrung um das abschätzen zu können

Aber der Herr hat schon mal eine Platine gezeichnet
mit den ausgewählten Bauteilen.

Das sieht schlecht aus.

Ich meine, funktionieren wird sie (zumindest ist es ja nicht so 
schwierig), aber daß die Filter auch genau die Schaltfrequenz des 
Schaltreglers dämpfen und so stark daß nur 2mV Rauschen übrig bleiben, 
das ist nicht zu erwarten.

1. hätte ich schon mal Schaltregler mit höherer Frequenz gekommen, die 
sind leichter zu dämpfen. Man mu0 heute keine 52kHz uralt 2757 nehr 
nehmen (nicht mal wenn man nur bei reichelt einkauft), sondern es gibt 
1MHz Schaltwandler.

2. von 12v (abzüglich Schottky 11.5V) auf 10V per Schaltregler, was soll 
das bringen ? Selbst ein Linearregler ist dabei 87% effektiv, und er 
rauscht kaum. Und wenn bei 12V-15V ein KFZ Bordnetz gemeint sein soll:

 http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

3. Die Ausgangsfilter kann man auch nicht wirklich abschätzen, man muß 
die Filterwirkung auf die Frequenzanteile im Ausgangssignal letztendlich 
ausprobierten, denn sie hängen von den Nebenwerten der Bauteile ab.
Es wäre schon mal schlau, in den Datenblättern nach Bauteilen zu suchen, 
die bei der Schaltfrequenz ihr Minimum/Maximum an Impedanz haben. Dann 
wäre es sinnvoll, die Platine auf Übersprechen (eine Leiterbahn sendet, 
die andere empfängt) abzuklopfen. Da Eingang JP11/SW11 und Ausgang 
JP12/JP21 sich nahe liegen, und die Signalführung auf der Platine eher 
im Kreis geht, ist es eine eher ungünstige Anordnung, als lange Platine, 
Eingang möglichst weit weg vom Ausgang, geht das sicher besser.

Aber was genau an Rauschen zu ereichen ist, kann man letztendlich nur 
messen. Und Applikationsschaltungsangaben sind hochotimiert, da probiert 
der Entwickler ein Dutzend Spulen/Kondensatoren aus, bis er die gefunden 
hat die das Rauschen am Besten dämft.

Ganz allgemein ist fraglich, was die Sicherungen und Filter am Eingang 
sollen. Sie werden dämpfend wirken, aber es sieht eher nach Gut Glück 
aus als nach begründeter Bauteilauswahl. Die Ausgangselkos halte ich 
einfach mal für zu gross. Bei höherfrequenten Schaltreglern wären sie 
das sowieso.

von Thomas K. (alerte)


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Danke für die Antwort!

Michael H. schrieb:
> Wenn du mit der Platine steinreich wirst und die Millionenmarke knackst,
> würde ich mich über nen Kasten Bier freuen =) Aber sonst nur keine
> Sorge.
Naja, ich bezweifle dass meine Platine dafür innovativ genug ist ;)


>> Hier komme ich noch nicht ganz mit bzw. mir ist der Sinn noch nicht
>> klar. Wie läuft das ab?
> Das Filter hat ja eine Längsimpedanz und verändert damit die
> Ausgangsspannung, weil Spannung über ihr abfällt. Der Regler kriegt
> davon aber nichts mit, weil er ja nur die Spannung vor der Impedanz
> sieht.
> Ein Feedback vom Ausgang der gesamten Schaltung hilft da.

Ach so, das ist klar, da habe ich den Teil in deinem vorherigen Beitrag 
missverstanden. Aber wäre es dann nicht sinnvoller, NUR die Spannung 
nach dem Filter auf Feedback zurückzukoppeln? Mir ist nicht klar was es 
bringt, beide Spannungen (vor Filter / nach Filter) quasi parallel an 
Feedback zu legen.

>>> Welche Diode ist denn D21? Eine 1N5819 wohl kaum =)
>>
>> Die 1N5819 ist für 40V / 1A ausgelegt, wieso also nicht? Sie ist auch im
>> Datenblatt des LM2574 als Alternative angegeben.
> Ich kenne die 1N5819 nur als bedrahtetes Bauteil, das ein paar Watt
> aushält. Danach sieht die D21 im Layout nicht aus, daher dachte ich,
> dass das eine andere Diode wäre.
Doch, die gibt es auch als SMD: 
http://www.diodes.com/datasheets/ds30217.pdf

Den Beitrag von MaWin habe ich gerade erst gesehen, darauf gehe ich 
gleich noch ein!

von Thomas K. (alerte)


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Danke auch für deine Einschätzung @MaWin!

MaWin schrieb:
>> allerdings fehlt mir da die Erfahrung um das abschätzen zu können
>
> Aber der Herr hat schon mal eine Platine gezeichnet
> mit den ausgewählten Bauteilen.

Naja, ich wollte schonmal eine Grundlage haben, über die man diskutieren 
kann!

> 1. hätte ich schon mal Schaltregler mit höherer Frequenz gekommen, die
> sind leichter zu dämpfen. Man mu0 heute keine 52kHz uralt 2757 nehr
> nehmen (nicht mal wenn man nur bei reichelt einkauft), sondern es gibt
> 1MHz Schaltwandler.

OK, interessanter Punkt, das hatte ich nicht beachtet. Da schaue ich 
mich nochmal nach Alternativen um.

> 2. von 12v (abzüglich Schottky 11.5V) auf 10V per Schaltregler, was soll
> das bringen ?

Der Regler auf 10V (LM2937) ist ein Low-Drop Linearregler! Da reicht 
selbst mein Wissen aus, dass ich für 12V -> 10V sicher keinen 
Schaltregler einsetzen würde :)


> Und wenn bei 12V-15V ein KFZ Bordnetz gemeint sein soll:
>  http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Nein, kein Bordnetz, sondern ein Steckernetzteil.

> 3. Die Ausgangsfilter kann man auch nicht wirklich abschätzen, man muß
> die Filterwirkung auf die Frequenzanteile im Ausgangssignal letztendlich
> ausprobierten, denn sie hängen von den Nebenwerten der Bauteile ab.
> Es wäre schon mal schlau, in den Datenblättern nach Bauteilen zu suchen,
> die bei der Schaltfrequenz ihr Minimum/Maximum an Impedanz haben. Dann
> wäre es sinnvoll, die Platine auf Übersprechen (eine Leiterbahn sendet,
> die andere empfängt) abzuklopfen. Da Eingang JP11/SW11 und Ausgang
> JP12/JP21 sich nahe liegen, und die Signalführung auf der Platine eher
> im Kreis geht, ist es eine eher ungünstige Anordnung, als lange Platine,
> Eingang möglichst weit weg vom Ausgang, geht das sicher besser.

Die Signalführung ist der Gehäusegröße geschuldet, in die die Platine 
sollte. Das muss ich dann vermutlich nochmals überdenken und ein 
größeres Gehäuse spendieren.

> Ganz allgemein ist fraglich, was die Sicherungen und Filter am Eingang
> sollen. Sie werden dämpfend wirken, aber es sieht eher nach Gut Glück
> aus als nach begründeter Bauteilauswahl. Die Ausgangselkos halte ich
> einfach mal für zu gross. Bei höherfrequenten Schaltreglern wären sie
> das sowieso.

Die Sicherungen sollen die jeweiligen Regler vor Überstrom schützen, 
falls am Ausgang ein Kurzschluss zustande kommen sollte. Nach 
Nochmaligem Drüberschauen würde wohl auch eine reichen, die ich vor die 
Abzweigung setze. Sind die überflüssig, und wenn ja wieso?

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


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Thomas K. schrieb:
> Gibt es im Schaltplan bzw. Layout noch gröbere Fehler, die ich übersehen
> habe?
Der Feedback gehört nicht an die Spule, sondern an den 
Ausgangskondensator. Denn dort willst du ja eine geregelte Spannung...

Das Datenblatt zum Regler schreibt da ein "MUST BE":
1
The LM2574 (fixed voltage versions) feedback pin must be wired 
2
to the output voltage point of the switching power supply.
und alle Applikationen im Datenblatt sind explizit so gezeichnet...

von Thomas K. (alerte)


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Lothar Miller schrieb:
> Thomas K. schrieb:
>> Gibt es im Schaltplan bzw. Layout noch gröbere Fehler, die ich übersehen
>> habe?
> Der Feedback gehört nicht an die Spule, sondern an den
> Ausgangskondensator. Denn dort willst du ja eine geregelte Spannung...
>
> Das Datenblatt zum Regler schreibt da ein "MUST BE":
>
1
> The LM2574 (fixed voltage versions) feedback pin must be wired
2
> to the output voltage point of the switching power supply.
3
>
> und alle Applikationen im Datenblatt sind explizit so gezeichnet...

Hmm, das steht im Datenblatt von ON Semiconductor so nicht drin, nur bei 
National Instruments. Ich hatte mir nur das erstere angesehen. Da sind 
sie zwar auch so gezeichnet, aber als Schaltplan (nicht Layout) daher 
hatte ich das so nicht registriert. Dazu schreibt das ON-Datenblatt auch 
"Another sensitive part of the circuit is the feedback. It is important 
to keep the sensitive feedback wiring short." Daher hatte ich mich daran 
gehalten.

Ich sehe was du meinst und kann es auch nachvollziehen. Aber was ist 
wichtiger? Beides gleichzeitig ist von der Position des Feedback-Pins ja 
nur schlecht umzusetzen - in meinem Fall würde ich ja mit der Leiterbahn 
außen an L21, C24 und C23 vorbeilaufen, um dann mit C25 zu verbinden.

Wäre es nicht eventuell sinnvoller, die Feedback-Leiterbahn erst nach 
dem LC-Filter (also an C28) anzubinden?

von MaWin (Gast)


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> Der Regler auf 10V (LM2937) ist ein Low-Drop Linearregler!

Sehr gut ! (So viele Spulen...)

Dessen Ausgang musst du nicht mehr mit CLC filtern, damit 
VERSCHLECHTERST du nur die Ausregelmöglichkeit des Linearreglers auf 
Störungen.

Aber du solltest seinen Eingang vor den Störungen des Schaltreglers 
schützen. Insofern ist die Spule am Schaltreglereingang nicht verkehrt.
Verlege ein LC-Glied von hinter dem LM2937 nach vor dem LM2937.
An dessen Ausgang reincht ein 100uF locker aus, weder der parallele 
100nF noch die Drosseln verbessern was. Die Masseführung wäre wichtiger.

> Die Sicherungen sollen die jeweiligen Regler vor Überstrom schützen,
> falls am Ausgang ein Kurzschluss zustande kommen sollte.

Davor schützen die sich schneller und besser selbst, die Sicherung wird 
nie durchbrennen und ist daher überflüssig.

> Aber was ist wichtiger?

Feedback kommt auf C23, wie gehabt.
Aber man sollte einen anderen Schaltregler nehmen, dein LM2574 macht 
50mV Ripplespannung.
Der LM2736X taktet mit 1.6MHz und hat laut Simulation 2mV Ripple am 
Ausgang - ganz ohne deine Filter (obwohl du den Aufbau des Demo-Bards 
vermutlich nicht so hinkriegen wirst, und nicht mal klar ist ob das 
Demo-Board die Simulationsergebnisse bestätigen würde).
Aber zumindest theoretisch würde der Chip wohl deine Anforderungen 
erfüllen, obwohl er mit der zusätzlichen 5V Versorgung nicht so elegant 
ist.

von Thomas K. (alerte)


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Vielen Dank für die Ratschläge!

Hast du die Simulationen zum Ripple für den LM2736X (die 2 mV) selber 
durchgeführt? Ich finde dazu nichts im Datenblatt bzw. auch nicht in der 
Application Note zum LM2736...Halt, Stop - da gibt es ja dieses Webbench 
von National zum simulieren, da komme ich auf ähnliche Ergebnisse.

Das Eval-Board ist wohl auch vierlagig aufgebaut: 
http://www.ti.com/lit/an/snva135/snva135.pdf
Die Leiterbahn vom Ausgang zu den Feedback-Widerständen ist dort schön 
abgeschirmt von allem auf der Rückseite geführt. Multilayer, so weit 
wollte ich es nach Möglichkeit nicht treiben. Auf jeden Fall habe ich 
jetzt aber wieder etwas zu tun für die nächsten Tage, da gibt es ja 
jetzt doch einiges zu Überarbeiten.

von Thomas K. (alerte)


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Ich habe versucht die obigen Ratschläge umzusetzen und den Schaltplan 
entsprechend angepasst (höherfrequenter Schaltregler, etc.). Die Z-Diode 
am Verpolschutz ist für 15V ausgelegt. L21 am Ausgang vo Schaltregler 
habe ich etwas größer als laut Datenblatt benötigt gewählt, um den 
Ripple kleiner zu halten.

Sähe das so alles ok aus, oder ist noch ein Denkfehler im Schaltplan?

von Thomas K. (alerte)


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Zwei (hoffentlich sinnvolle) Korrekturen noch zum obigen Schaltplan:

C24 habe ich noch durch ein Keramik-C mit 22µ getauscht, an dieser 
Stelle sollte es ja ganz besonders auf einen niedrigen ESR ankommen (?). 
Desweiteren habe ich gelesen, dass diverse DC/DC-Wandler auf hohe 
Lastkapazitäten mit Schwingen reagieren. Also wohl auch ein Grund, von 
100µ runterzugehen (im Datenblatt werden an dieser Stelle auch 
Keramik-C's empfohlen, habe ich gestern wohl überlesen).

C12/C13 habe ich durch einen einzelnen 470µ-Elko ersetzt, das spart 
Platz und einen niedrigen ESR brauche ich dort ebenfalls nicht.

von Thomas B. (Gast)


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Hallo Thomas K.

hast Du Dein Netzteil nun schon in der Praxis getestet und haben die 
Filtermaßnahmen den gewünschten Erfolg?

Sorry für das Reaktivieren des alten Themas ...

Viele Grüße!

von Patenttroll (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> Das ist tatsächtlich deine Lib:
> Beitrag "Re: SMD Sicherungshalter in Eagle"
> Meine Platine ist aber für ein rein privates Projekt. Ich habe nicht
> vor, damit das große Geld zu verdienen :)

5-7 Striche im rechten Winkel sind nun auch die geistige Leistung die es 
sich zu schützen lohnt.

Oder geht hier demnächst der Apple vs. Samsung Wahnsinn weiter ?

von Thomas K. (alerte)


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Thomas B. schrieb:
> Hallo Thomas K.
>
> hast Du Dein Netzteil nun schon in der Praxis getestet und haben die
> Filtermaßnahmen den gewünschten Erfolg?

Hallo Namenskollege,

ja, das Teil ist schon in Betrieb und läuft zufriedenstellend (mit einer 
Änderung: eine 1N4148 als Boost-Diode, die 1N5819 hat an der Stelle 
leider Probleme gemacht).
Die Spannung ist für meine Zwecke ausreichend sauber. Den genauen Wert 
fürs Rauschen habe ich gerade nicht parat, war aber < 10 mVpp wenn ich 
mich richtig erinnere.

von Thomas_d (Gast)


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Darf ich fragen, wo man Informationen über richtiges Layout von 
Schaltreglern herbekommt? Habe bisher noch nichts damit gemacht, würde 
aber gerne damit anfangen.

Nach welchen Kriterien wählt man die Bauteile aus? Die Elkos oben 
schauen nicht nach Standard aus. Oder könnte man theoretisch auch ganz 
normale Low-ESR-Elkos in THT nehmen?

Was mich noch interessieren würde ist die Sache mit der Diode. Welchen 
Fehler brachte die alte? Wie wurde sie als Quelle für den Fehler 
identifiziert? Und nach welchen Kriterien erfolgte die Auswahl der 
neuen?

Ich weiß, dass das eventuell nicht der richtige Bereich für diese Frage 
ist, allerdings sehe ich hier die Möglichkeit, die Feinheiten beim 
Schaltreglerdesign an einem konkreten Beispiel zu lernen.

Vielen Dank!

Thomas

von Michael H. (michael_h45)


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Thomas_d schrieb:
> Darf ich fragen, wo man Informationen über richtiges Layout von
> Schaltreglern herbekommt? Habe bisher noch nichts damit gemacht, würde
> aber gerne damit anfangen.
Suchfunktion. Die Frage hatten vor dir schon Tausende.

> Ich weiß, dass das eventuell nicht der richtige Bereich für diese Frage
> ist, allerdings sehe ich hier die Möglichkeit, die Feinheiten beim
> Schaltreglerdesign an einem konkreten Beispiel zu lernen.
Ein Irrglaube.
Schaltregler funktionieren im Grunde doch immer gleich. Wesentlich 
zielführender ist es, die Grundlagen zu verstehen, dann kannst du sie 
immer wieder anwenden und fällst nicht mit irgendwas auswendig gelerntem 
auf die Nase.

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


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Thomas_d schrieb:
> Darf ich fragen, wo man Informationen über richtiges Layout von
> Schaltreglern herbekommt?
Man macht selber ein paar Layouts, geht ins EMV-Labor, liest AppNotes, 
besucht Kurse, hört bei Vorträgen zu und kann dann eine Quintessenz 
herausdestillieren:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

von Thomas B. (Gast)


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Hallo Thomas K.,

Vielen Dank für Deine Rückmeldung.

Mich hat weniger der Schaltregler an sich interessiert, sondern viel 
mehr die Filterung.

Viele Grüße von Thomas B. (nicht verwandt / bekannt mit Thomas_d) ;-)

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


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Thomas B. schrieb:
> Mich hat weniger der Schaltregler an sich interessiert, sondern viel
> mehr die Filterung.
In dem Plan im Beitrag "Re: Schaltplan / Layout Schaltregler" sind 
zu viele Angstfilter. Kein kommerzielles Gerät sieht so aus. Es wäre zu 
teuer.

Mit einem vernünftigen Layout kannst du dir viele Filter sparen. Das ist 
der Trick an der Sache.
Und insbesondere gilt: PT2-Glieder sind resonanz- und schwingfähige 
Gebilde. Die Filterfunktion ist also an bestimmten Stellen da und an 
anderen nicht...

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Lothar Miller.

>> Mich hat weniger der Schaltregler an sich interessiert, sondern viel
>> mehr die Filterung.
> In dem Plan im Beitrag "Re: Schaltplan / Layout Schaltregler" sind
> zu viele Angstfilter. Kein kommerzielles Gerät sieht so aus. Es wäre zu
> teuer.

Grundsätzlich richtig. Es gibt aber eben auch Ausnahmen.


> Mit einem vernünftigen Layout kannst du dir viele Filter sparen. Das ist
> der Trick an der Sache.

Ein gutes Layout ist wirksamer als ein Filter, vor allem gegenüber 
selbstproduzierten Störungen.
Allerdings stoßen die Möglichkeiten für ein "gutes" Layout eventuell 
schnell an Grenzen, wenn die Form des Boards z.B. vorgegeben ist und 
ungünstig ist.

> Und insbesondere gilt: PT2-Glieder sind resonanz- und schwingfähige
> Gebilde. Die Filterfunktion ist also an bestimmten Stellen da und an
> anderen nicht...

Richtig. Aus dem breiten Lattenzaun werden ein paar dicke, hohe 
Telegraphenmasten. ;O)

In einigen Fällen hilft eine Bedämpfung der Filterspulen mit einem 
Widerstand (50R-1k, Leistung berücksichtigen!). Sehr große Kapazitäten 
machen die Güte der Schwingkreise aber auch kaputt und helfen gegen 
Resonanzen. Dafür fange ich mir dann aber möglicherweise ein 
Spitzenstrom- oder ein Regelungsproblem ein. Manchmal kann ich damit 
aber besser Leben.

Die Filter im Ein- und Ausgang sind übrigens nicht nur dafür da, damit 
die Störstrahlung nicht rauspfeift, sondern auch gegen Störungen, die 
von Außen reinkommen. Es hängt also wieder am Einzelfall......ich gebe 
zu, das mich dort meine persönliche Erfahrung etwas "paranoid" gemacht 
hat. ;O)

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

von Thomas K. (alerte)


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Thomas_d schrieb:
> Darf ich fragen, wo man Informationen über richtiges Layout von
> Schaltreglern herbekommt? Habe bisher noch nichts damit gemacht, würde
> aber gerne damit anfangen.

Lothar Miller hat seine Zusammenfassung ja bereits genannt, das ist eine 
sehr gute Orientierungshilfe, was das Layout angeht. Dazu gibt es für 
viele Schaltregler Evaluation Boards vom Hersteller - interessant vor 
allem deswegen, weil man damit ein Referenzlayout hat (als PDF). Zur 
Bauteilauswahl findet sich in der Regel etwas im Datenblatt, Regler von 
TI / National kann man bei deren "Webbench" simulieren: 
http://www.ti.com/ww/en/analog/webench/index.shtml
Die Ergebnisse gehen allerdings natürlich von einem idealen Layout aus 
;)

> Was mich noch interessieren würde ist die Sache mit der Diode. Welchen
> Fehler brachte die alte? Wie wurde sie als Quelle für den Fehler
> identifiziert? Und nach welchen Kriterien erfolgte die Auswahl der
> neuen?

Der Regler hat bei kleineren Strömen periodisch immer wieder mit der 
Regelung ausgesetzt, zusammen mit dem Filter hatte ich mir so einen 
schönen Sägezahngenerator gebaut...
Nachdem ich selber erfolglos nach der Ursache gesucht habe, kam der 
entscheidende Hinweis dazu aber auch erst aus dem Forum - ich wäre 
vermutlich jetzt noch am suchen. Ursache vermutlich die höhere 
Sperrschichtkapazität der 1N5819. Da scheint der gewählte Regler nicht 
so viel zu mögen.

von Thomas K. (alerte)


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Lothar Miller schrieb:
> In dem Plan im Beitrag "Re: Schaltplan / Layout Schaltregler" sind
> zu viele Angstfilter. Kein kommerzielles Gerät sieht so aus. Es wäre zu
> teuer.

Angstfilter trifft es wohl ganz gut, mangels Erfahrung kann ich den 
Bedarf an Filtern noch schwer einschätzen. Die Anforderung für den 
endgültigen Einsatzzweck war allerdings 1 mVpp Rauschen. Inzwischen weiß 
ich aber, dass derjenige der sich die Anforderungen ausgedacht hat, da 
wohl auch noch einiges an Sicherheitsreserve eingeplant hat...

Das eine Millivolt wäre mit idealstem Layout laut Webbench mit einer 
dicken Induktivität vielleicht noch knapp ohne den Ausgangsfilter 
erreichbar gewesen, aber das habe ich mir als vielleicht 
fortgeschrittenem Anfänger dann doch nicht zugetraut. Das 
TI-Referenzlayout ist dazu auch auf einem 4-Layer-Board aufgebaut, was 
ich mir nach Möglichkeit auch sparen wollte. Also lieber ein Filter zu 
viel als zu wenig, es ist sowieso ein privates Projekt.

Noch ein Nachtrag zum Mittwoch, da ich dort die Werte nicht parat hatte: 
Mit meinem Uralt-Analogoszi (aber doch 100 MHz) messe ich bei jeweils 
realistischer Belastung mit 1:1 Tastkopf auf der 10 V-Schiene 
(Spannungsregler) ca. 2 mVpp und auf der 5 V-Schiene (Schaltregler) ca. 
4-5 mVpp.

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