EMV Layout im innen Layer

Sinnvoller ist es die störenden Leitungen so kurz wie möglich zu halten 
und ggf. die Ein- und Ausgänge in den Wandler separat zu filtern.
Ich mache das immer mit Pi-Filtern, bestehend aus Kondensatoren und 
Ferritbead.

Der Klassiker zum Thema ;-)

http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

Was sich bei uns experimentell herausgestellt hat, ist daß man die GND 
Plane nicht durchgehend machen sollte. Ich habe sie im Prinzip mit 
Gräben separiert und nur unter den Ferritbeads zwei Stege gelassen. 
(Sieht man auf dem Bild nicht so gut). Die Idee dahinter ist, daß so die 
"Störströme" innerhalb des eher kleinen Reglerbereichs gefangen sind. 
EMV-Technisch ist dieses Design super. Selbst offen und unter Last habe 
ich eine Störaussendung welche weitgehend dem Kammerrauschen entspricht. 
Das urspüngliche Design mit durchgehender Fläche hatte dagegen sehr 
stark gestört (Teilweise über dem Grenzwert)

Prinzipiell ist es nicht notwendig, die Leitungen nach innen zu legen. 
Die Leitungslängen kommen so oder so nicht an Lambda/4 der 
Schaltfrequenz heran. Wichtig ist die Schleifen klein zu halten. Dann 
kann man das auch außen aufbauen. Bei Schaltreglern halte ich es für 
nicht notwendig die Flächen außen aufzubringen. Nochzumal man dann mehr 
Störstellen generiert durch die Bauteilpads als daß bei innenliegenden 
Flächen der Fall ist.

Elzaar schrieb:
> Das Prinzip das ich im Kopf habe ist das Selbe das mein bei einer
> HF-Schaltung hat bei der am ein Metall Deckel drüber Lötet.
>
> und wenn ich das nicht mache sollte ich die Innen Layer einfach
> Freilassen um keine stelle zu bieten zum Einkoppeln richtig?

Von was für Schaltfrequenzen gehst du denn hier aus?
Für einen "handelsüblichen" Schaltregler mit <3MHz ist das absolut 
übertrieben.
Was willst du denn auf den Innenlagen freilassen? Eine Masselage ist 
derart niederimpedant, dass Störströme von einem Schaltregler nicht ins 
Gewicht fallen...

Christian B. schrieb:
> Was sich bei uns experimentell herausgestellt hat, ist daß man die GND
> Plane nicht durchgehend machen sollte. Ich habe sie im Prinzip mit
> Gräben separiert und nur unter den Ferritbeads zwei Stege gelassen.
> (Sieht man auf dem Bild nicht so gut). Die Idee dahinter ist, daß so die
> "Störströme" innerhalb des eher kleinen Reglerbereichs gefangen sind.
> EMV-Technisch ist dieses Design super. Selbst offen und unter Last habe
> ich eine Störaussendung welche weitgehend dem Kammerrauschen entspricht.
> Das urspüngliche Design mit durchgehender Fläche hatte dagegen sehr
> stark gestört (Teilweise über dem Grenzwert)

Dann erscheint mir das Problem aber ehrlich gesagt ein anderes zu sein. 
Wenn Störströme den Bereich des Reglers verlassen, dann ist deine 
Masseanbindung einfach nur bescheiden. Wenn du eine durchgehende 
Massefläche unter dem Regler hast, und alle Strompfade entsprechend kurz 
mit Vias geschlossen sind, dann fliessen da keine Ströme "in der Gegend 
rum". Der Strom nimmt den selben Weg, auf dem er gekommen ist, damit 
bilden sich bei gutem Layout (!) optimal kleine Stromschleifen, 
entsprechend gering ist die Störaussendung. Wenn das Layout Grütze ist, 
oder die Strompfade nicht sauber geschlossen sind, dann kriegst du 
EMV-Probleme. Insofern hast du zwar mit der Auftrennung der Flächen dein 
Problem eher zufällig gelöst, aber die Ursache mit an Sicherheit 
grenzender Wahrscheinlichkeit nicht erkannt.
Es macht überhaupt keinen Sinn, Masseflächen zu trennen oder mit kleinen 
Stegen zu verbinden, wenn man über digitale Signale oder Leistung 
spricht.
Das ist nur bei analogen Anwendungen sinnvoll, um getaktete Ströme von 
analogen Filterschaltungen fernzuhalten.
Und wenn man nur wegen eines Schaltreglers über den Grenzwert läuft, 
dann ist da meiner Meinung nach ganz schön was im Argen.
Bei uns ging ein Design mit 3 teilweise kaskadierten Schaltreglern ohne 
jeden Ausschlag durch die Kammer, weil das Layout durchdacht war. Und da 
gab es keine separierte GND-Plane und auch keine GND-Außenlagen.

Was mir bei deinem Design auffällt:
- Der Feedback-Zweig ist bescheiden angebunden. Warum greifst du mit R10 
nicht direkt an der Kondensatorbatterie ab? So siehst du nicht die selbe 
Spannung, die deine Schaltung sieht.
- C14 ist quasi unwirksam, weil extrem lose eingekoppelt. C13 ist nicht 
viel besser. Als Designer ist es deine Aufgabe, den Strom zu führen. 
Mit dem Polygon an NetC13_1 machst du es dir meiner Meinung nach zu 
einfach.
- Der Strompfad für die Freilaufdiode ist gelinde gesagt eine 
Katastrophe. Da ist schon irgendwie absehbar, dass das Design 
Schwierigkeiten macht.
- NetC11_2 und NetC13_1 sehen abgesehen davon noch schön Störfeld aus 
der Drossel. Auch hier wieder: Polygone sind nicht "Designer's best 
friend". Man muss das schon einzusetzen wissen. Unter induktiven 
Bauelementen hat Kupfer wenig bis gar nichts zu suchen, es sei denn, es 
handelt sich um Masseflächen.
- Pi-Filter sind bei niedriger Eingangsimpedanz, wie sie bei einem 
Schaltregler zu erwarten sind, nicht die optimale Wahl. Ein T-Filter 
verrichtet da deutlich bessere Arbeit.

Das Design sieht mir sehr nach LM22671 oder LM22672 aus, also 0,5-1A. 
Also ist auch nicht mit hoher Leistung zu rechnen. Ich vermute, deine 
beschriebenen Probleme waren/sind ursächlich entweder im Feedback-Zweig 
oder im Freilauf-Zweig begründet, wobei ich die Ausgangskondensatoren 
nicht ausschliessen will.

es ist lm22670, und 22690 jeweils 2-2,5A.

Das Design an sich hab ich von meinem Vorgänger übernommen. Durch kleine 
Anpassungen, ohne die Bauteile neu zu orientieren, hab ich das Design 
vom EMV Störstrahler zu einem EMV mäßig unauffälligem Design umgebaut. 
Dazu hab ich die Massefläche getrennt und Filter eingebaut. Die Filter 
sind zweifellos die Maßnahme mit der größeren Wirkung. (auch 
Nachgwewiesen) aber es ist Meßtechnisch auch noch ein Unterschied 
zwischen GND Gräben und durchgehendem GND zu sehen (letzteres war die 
Empfehlung eines Spezialisten)

Fakt ist, es ist nicht perfekt, aber gut genug. Mittlerweile würde ich 
es auch anders routen. Nichtsdestotrotz ist es das Design mit der 
größten Störamplitudenverringerung.

Christian B. schrieb:
> es ist lm22670, und 22690 jeweils 2-2,5A.

lm22690 gibt es nicht. Das Design, das du da gezeigt hast, ist definitiv 
kein 22670, denn da ist Pin 2 mit einem Kondensator gestützt. Das gibt 
es meines Wissens nach nur bei 22671 und 22672.

> Das Design an sich hab ich von meinem Vorgänger übernommen. Durch kleine
> Anpassungen, ohne die Bauteile neu zu orientieren, hab ich das Design
> vom EMV Störstrahler zu einem EMV mäßig unauffälligem Design umgebaut.
> Dazu hab ich die Massefläche getrennt und Filter eingebaut. Die Filter
> sind zweifellos die Maßnahme mit der größeren Wirkung. (auch
> Nachgwewiesen) aber es ist Meßtechnisch auch noch ein Unterschied
> zwischen GND Gräben und durchgehendem GND zu sehen (letzteres war die
> Empfehlung eines Spezialisten)

Dass ein Pi-Filter wirksam ist, bestreite ich nicht. Aber bei 
niederimpedanten Senken ist ein T-Filter die bessere Wahl.
Ich denke, dass die Störaussendung in erster Linie durch den 
Feedbackzweig begründet ist. Dadurch, dass der Feedback-Spannungsteiler 
nicht gut an die Kondensatoren angebunden ist, dürfte er noch Reste der 
Drossel sehen, d.h. hochfrequente Peaks. Diese Peaks sorgen dafür, dass 
der Regler unsauber läuft. Damit verhält er sich auch im EMV-Labor nicht 
mehr sehr nett.

> Fakt ist, es ist nicht perfekt, aber gut genug. Mittlerweile würde ich
> es auch anders routen. Nichtsdestotrotz ist es das Design mit der
> größten Störamplitudenverringerung.

Zumindest bezogen auf die Designs, die du ausprobiert hast.

Nichts für ungut ;-)