Schaltregler Layout

Benutze auch den TPS62240, allerdings meist im SON. Wieso soll es SOT 
sein?
Bei so hochfrequenten Schaltreglern habe ich die beste Erfahrung immer 
damit gemacht erst die Stromtragenden Bauteile so kurz wie nur irgend 
möglich an das IC zu bringen. Der Feedback Kreis ist im gegensatz zu 
einem 2.25Mhz Switch völlig unkritisch.

Ich nehme eine kleinere Spule, wofür nimmt man einen Schaltregler mit 
einer so hohen Frequenz, wenn man dann so einen Klotz von Spule nimmt?
Normalerweise verbaue ich den Chip im SON Gehäuse mit 0603 
Ein/Ausgangscap und 1008 Spule.

Ein SOT23 Layout hab ich mal eben rausgelöst. Das könnte man auch mit so 
einer großen Spule machen. Normalerweise lege ich das Feedback Zeug auf 
die Rückseite.

Für nur 100mA könnte man sogar zu etwas wie "L-1008F 2,2µ" von Reichelt 
gehen.

Easylife schrieb:
> Unter der Spule durch ist definitiv ungünstig.
Das stimmt grundsätzlich. Bei selbst geätzten Platinen habe ich das aber 
oft so gemacht und nie messbare Probleme gehabt. Natürlich haben diese 
Konstrukte von mir nie eine Klima- oder EMV-Kammer von innen gesehen.
Man könnte auch eine Multilayer Induktivität (z.B. WE-PMI) nehmen, die 
strahlen weniger ab.

Ausser Unwissenheit gibt es übrigens keinen Grund die Referenzdesigns 
unbedingt übernehmen zu müssen. Allerdings ist das Unwissen hier 
gegeben, daher ist dein Hinweis gerechtfertigt.

Easylife schrieb:
> Das ist mit ziemlicher Sicherheit am Ausgang messbar und beeinflusst das
> Regelverhalten negativ.
Pauschale Aussagen zu dieser Art von Themen sind völlig daneben.
Es wird mal so, mal so sein, es ist zwar nie die optimale Lösung, aber 
das es pauschal eine Katastrophe ist, ist Blödsinn.

David Brandt schrieb:
> Easylife schrieb:
>> Das ist mit ziemlicher Sicherheit am Ausgang messbar und beeinflusst das
>> Regelverhalten negativ.
> Pauschale Aussagen zu dieser Art von Themen sind völlig daneben.
> Es wird mal so, mal so sein, es ist zwar nie die optimale Lösung, aber
> das es pauschal eine Katastrophe ist, ist Blödsinn.
Da stand nichts von einer "Katastrophe", die hast erst du ins Spiel 
gebracht. Am Feedbackpin ist ja schließlich ein Fehlerverstärker 
angebracht, der auf das angeschlossene Signal reagiert und in die 
Regelung eingreift. Mit Sicherheit wird ein ungünstiger Anschluss 
(Spule) und/oder eine ungünstige Leiterbahnführung sich negativ 
auswirken. Ob das dann gleich eine wie auch immer geartete "Katastrophe" 
wird, das steht auf einem anderen Blatt.
Auf jeden Fall sind die von NoNever geposteten Layouts nicht gut, weil 
die unnötig groß sind und alles mitten im Lade- und im 
Freilaufstromkreis drin sitzt: 
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler
Das ist beim Referenzdesign erstklassig gut gelöst. Und auch die 
relevanten Stromkreise sind klein und die Ströme fließen immer in die 
selbe Richtung. Ich würe es auch so machen...

> Der Feedback Kreis ist im gegensatz zu einem 2.25Mhz Switch völlig unkritisch.
Diese pauschale Aussage wäre mir zu verniedlichend. Da würde sogar ich 
das ebenfalls von dir ins Spiel gebrachte Wort "Blödsinn" in den Mund 
nehmen...

David Brandt schrieb:
> Ein SOT23 Layout hab ich mal eben rausgelöst.
Der Feedback gehört NICHT an die Spule, sondern an den 
Ausgangskondensator. Das ist nur beim Referenzdesign gut gelöst.
Und auch beim im Beitrag "Re: Schaltregler Layout" 
geposteten Layout wäre es ganz leicht, das Feedbacknetzwerk an den 
Asugangskondensator anzuschließen und auf die "ungefährliche" Seite des 
Reglers zu platzieren.

NoNever schrieb:
> Aber wieso ist R4 im Referenzdesign nicht an das große GND-Polygon
> angeschlossen, sondern nur durch das IC? BZW. wäre es schädlich das zu
> tuen?

Hintergrund ist, dass über keine Leitung des Feedback-Netzwerkes 
höhere Ströme fließen sollten. Deshalb auch die Anbindung möglichst 
direkt am Ausgangs-C, und hier nicht an die Fläche, sondern mit einem 
Via "wegtauchen" und stromfrei an den Spannungsteiler. Auf der 
Gegenseite das gleiche: möglichst "autark" an den Gnd-Pin.

Ähnliches Prinzip wie "Kelvin Sensing"

NoNever schrieb:
> Ich hab mal meinen neusten Versuch angehängt
Jetzt noch die unnötig große Kupferfläche am Feedback-Pin weg. Das wirkt 
sonst noch wie eine Antenne, die Störungen einfangen kann. Na gut, im 
Referenzdesign ist die auch schon ein wenig zu groß geraten: die dient 
auch noch zum Ableiten der Wärme. Aber jede Medaille hat zwei Seiten, 
und wenn du die maximale Leistung nicht brauchst kannst du die Fläche 
kleiner machen...

Jan R. schrieb:
> So Pauschal kann mam das nicht sagen...
Ich sag nur "Wirbelstrombremse"...

Jan R. schrieb:
> Das streufeld wird abgeschwächt.
Und wenn man Pech und lokale Resonanzen auf der Kupferfläche hat auch in 
der Luft verteilt.

NoNever schrieb:
> Ich hab mal meinen neusten Versuch angehängt (so gut es ging an das
> Referenzdesign angelehnt) Bitte nicht hauen falls es immernoch Mist ist
> ;-)
> Aber wieso ist R4 im Referenzdesign nicht an das große GND-Polygon
> angeschlossen, sondern nur durch das IC? BZW. wäre es schädlich das zu
> tuen?

Hallo,

der aktuelle Vorschlag ist schon mal deutlich besser als der 
vorhergehende!

Weitere Tipps:

1. Benutze lieber den TPS62243, das vereinfacht einiges. Nachteil wäre 
halt die Gehäuseform.

2. Reduziere die Spule auf ein vernünftiges Mass. Eine 5A Spule bei 
100mA (max 300mA) Laststrom ist einfach mal daneben. Suche nach einer 
Spule im 1206/1210 Gehäuse oder einfacher: Nimm was TI vorschlägt.

3. Reduziere die C's auf 0603, dann bekommst Du diese näher an das IC.

4. Insbesondere der Eingangs C sollte näher an das IC. Laut TI: 'The 
input capacitor should be placed as close as possible to the IC pins as 
well as the inductor and output capacitor.'

5. Versuche die GND Leitung so breit wie möglich auszuführen.

6. Halte die FB Leitung so entfernt wie möglich von der Spule. Gemessen 
wird am C und nicht am L.

Gruß

NoNever schrieb:
> Michael K. schrieb:
>
>>
>> 1. Benutze lieber den TPS62243, das vereinfacht einiges. Nachteil wäre
>> halt die Gehäuseform.
>>
> Ja hatte ich auch erst vor, bin mir aber nicht sicher, ob es mit meinen
> Lötkentnissen möglich ist das SON Package zu löten...
>
Wenn das nichts wird, dann sollten aber die R's und der C vom Regelkreis 
auf 0603 geändert werden.

>> 2. Reduziere die Spule auf ein vernünftiges Mass. Eine 5A Spule bei
>> 100mA (max 300mA) Laststrom ist einfach mal daneben. Suche nach einer
>> Spule im 1206/1210 Gehäuse oder einfacher: Nimm was TI vorschlägt.
>
> Mein Plan ist es, eine Spule zu nehmen, die man auch bei Reichelt
> bekommt, ich habe mal auf
> 
http://www.reichelt.de/L-1212FPS-2-2-/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=138603&artnr=L-1212FPS
> reduziert. Wichtig ist mir eine gute Effektivität und die Spulen in 1206
> haben alle enorm große R von deutlich über einem Ohm...
>
Das ist in jedem Fall schon mal der richtige Ansatz. Die Spule wurde auf 
30 Prozent eingedampft. Vielleicht nicht optimal, aber Beschaffbarkeit 
ist ja auch nicht unwichtig.

>> 3. Reduziere die C's auf 0603, dann bekommst Du diese näher an das IC.
>
> Ich habs mir schon gedacht, werde ich wohl auch machen. Aber 0805 kann
> man noch so schön ohne Lupe von Hand machen. Bei 0603 ist es halt schon
> etwas anstrengender, aber noch gut möglich...
>
Klingt sinnvoll. Du tauschst einige Minuten an Bequemlichkeit gegen 
Stabilität und gutem Verhalten über Tage, Jahre.....

>> 4. Insbesondere der Eingangs C sollte näher an das IC. Laut TI: 'The
>> input capacitor should be placed as close as possible to the IC pins as
>> well as the inductor and output capacitor.'
>
> Wird gemacht!
>
Anzumerken wäre hier noch das ein kompaktes Layout durchaus den 
Wirkungsgrad steigern kann.

>> 5. Versuche die GND Leitung so breit wie möglich auszuführen.
>
> Ja ich schaue mal, die noch etwas breiter zu ziehen...
Schauen ist etwas zu wenig. Ausführen klingt besser. Die Gnd Leitung ist 
essentiell!

>> 6. Halte die FB Leitung so entfernt wie möglich von der Spule. Gemessen
>> wird am C und nicht am L.
> Da ist aber doch kein Spielraum mehr?

So wie es jetzt dargestellt ist ist es OK. Vorschläge wie die FB Leitung 
unter die  Spule zu packen gehören verboten...

Gruß

Easylife schrieb:
> ...und schon der nächste...
> Beitrag "Re: Layout für LM5117 Schaltregler Okay?"

Der Nächste ist ein wenig untertrieben.

In der Komplexität liegen hier Welten dazwischen.

Gruß

Easylife schrieb:
> Damit meinte ich auch, der Nächste, der es lieber erstmal selbst
> versucht, anstatt sich das Referenzdesign anzugucken...

Sich erst mal selbst Gedanken zu machen ist ja durchaus nicht verkehrt, 
sonst lernt man auch nicht zu viel. Auf Lothars Seiten sind die 
wichtigsten Punkte doch sehr ausführlich erklärt. Danach sollte man sich 
dann eben Gedanken machen, warum der Hersteller es unter Umständen 
anders vorschlägt. Dann lernt man auch für zukünftige Projekte etwas, 
bei denen dann die gewünschte Schaltung nicht schon 1:1 als 
Referenzdesign existiert.

Umgekehrt natürlich der Fall in dem sich Leute gar keine Gedanken 
machen, das ganze nur "elektrisch verbunden" zusammenfriemeln ohne 
überhaupt auf die Idee zu kommen, was man möglicherweise beachten 
sollte. Am Ende das Gejammer, dass "Schaltregler immer Probleme machen".

Hab mir jetzt den zweiten Thread nicht angesehen, kann also nicht sagen, 
zu welcher Gruppe der gehört. Aber wie man nach Referenzdesigns sucht, 
scheinen besonders einige Anfänger nicht zu wissen. Auch sonst 
unterschätzen leider viele (nicht nur Anfänger) Schaltreglerdesigns..
Gegen einen grundlegenden Versuch das selber hinzukommen ist aber aus 
meiner Sicht nichts einzuwenden.

Zusatz:
OK, habe den zweiten Thread jetzt kurz überflogen. Zwischen einem 
4-Layer Referenzdesign und 2 Lagen besteht nun mal doch ein Unterschied, 
aber das hast du möglicherweise überlesen. Kommentare wie "das ist nur 
Murks" sind natürlich auch mal wieder forentypisch..

Sni Ti schrieb:
> OK, habe den zweiten Thread jetzt kurz überflogen. Zwischen einem
> 4-Layer Referenzdesign und 2 Lagen besteht nun mal doch ein Unterschied,
> aber das hast du möglicherweise überlesen. Kommentare wie "das ist nur
> Murks" sind natürlich auch mal wieder forentypisch..

Vom Unterschied in der Komplexität einmal abgesehen:

In diesem Thread haben wir einen TO der über eine gewisse 
Einsicht/Lernbereitschaft verfügt. Unterm Strich hat dies auch zu einem 
annehmbaren Resultat geführt.
In dem Nachbarthread hat der TO sich nach erster Kritik nicht mehr zu 
Worte gemeldet. Ergebniss somit gleich Null.

Und ja, so etwas wie 'völliger Murks' ist nicht gerade eine pädagogische 
Spitzenleistung.

Allerdings ist das dort vorgeschlagene Layout eher als verwirrend zu 
bezeichnen. Wenn man sich das mal 10 Minuten anschaut weiss man nicht 
mehr wo oben und unten ist. Hier wurden elementare Dinge ignoriert.

Mein Ratschlag an Anfänger die ein Schaltnetzteil designen wollen: Liebe 
Leute haltet euch so weit irgend möglich an die Referenzdesigns. Und 
wenn der Chipproduzent einen Vorschlag in Multilayer macht hat das 
seinen Grund.

Und mindestens genauso wichtig: Sucht euch Regler die bereits im Ansatz 
eher einfach sind. Ich gebe mal den Tipp nach 'Simple Switcher von TI' 
zu suchen.

Gruß

Mir ging es hauptsächlich um die herablassende Aussage, von wegen selbst 
probieren vs Referenzdesign und hab mich da auch nicht auf deine Posts 
bezogen. Ich gebe dir absolut recht, dass man sich besonders am Anfang 
einiges bei Referenzdesigns (oder fertigen Schaltungen) abgucken kann. 
Wenn aber irgendwann versucht wird, selbst ein Design auf die Beine zu 
stellen, kann man das ja fördern, mit einfachem Hinweis auf Erklärungen 
(Lothars Seite wird ja fast immer genannt) und bestehende 
Referenzdesigns.
Dann kommt sicher irgendwann der Punkt, wo der TE dann fundiert 
spezielle Sachen fragen kann, sei es nun die Referenzleitungsführung 
oder sonst etwas.

Nur nach "bau doch das Referenzdesign, warum versuchst du es selbst?" 
kommt bestimmt bald "warum baust du überhaupt selbst Platinen, schau mal 
bei Amazon nach "Netzteil"" ;-)

Wie gesagt, der Hinweis auf Referenzdesigns ist sicher berechtigt, aber 
wenn jemand etwas selbst entwerfen will (und bereit ist sich in ein 
bisschen Theorie einzuarbeiten) sollte man das nicht gleich derart 
überheblich abtun, wie es hier vorkommt. Und es hat wohl keiner gleich 
mit perfekten Schaltungen angefangen. Ich selbst bin ja froh, dass meine 
ersten Schaltungen nicht elektronisch existieren, sonst müsste ich mir 
mal ansehen, was ich da alles verbockt habe ;-)

Hallo,

Sni Ti schrieb:
> Wie gesagt, der Hinweis auf Referenzdesigns ist sicher berechtigt, aber
> wenn jemand etwas selbst entwerfen will (und bereit ist sich in ein
> bisschen Theorie einzuarbeiten) sollte man das nicht gleich derart
> überheblich abtun, wie es hier vorkommt.


Umgekehrt könnte man aber auch behaupten das es überheblich klingt wenn 
sich am Anfang stehende Entwickler über die Ref Designs meinen 
hinwegsetzen zu können.

Um etwas kompliziertere Schaltnetzteile zu variierren bedarf es doch 
einiger Lehrjahre. Wenn man diese erfolgreich hinter sich hat kann man 
dazu übergehen mit der Technik auch mal zu jonglieren. Aber doch bitte 
nicht umgekehrt.

Oder anders herum gefragt: Was könnte denn an den Ref Designs eigentlich 
verbesserungswürdig sein?
Wenn es jemand schon mal geschafft die Leistung (in welcher Form auch 
immer) eines RD zu übertreffen, dann würde ich das gerne mal sehen.

Gruß

Michael K. schrieb:
> Umgekehrt könnte man aber auch behaupten das es überheblich klingt wenn
> sich am Anfang stehende Entwickler über die Ref Designs meinen
> hinwegsetzen zu können.

In Thread 1 hat der Ersteller schlicht nicht von einem existierenden 
Design gewusst, im zweiten lässt sich nun mal ein 4-Layer Design nicht 
einfach durch Weglassen von 2 Lagen auf 2-Layer reduzieren (ob es als 
2-Layer sinnvoll ist, ist eine andere Sache).
Es will sich also hier niemand darüber "hinwegsetzen". Ansonsten 
verstehe ich ein

Michael K. schrieb:
> Wenn man diese erfolgreich hinter sich hat kann man
> dazu übergehen mit der Technik auch mal zu jonglieren. Aber doch bitte
> nicht umgekehrt.

Nein, aber der Versuch es selbst hinzu bekommen (und Vergleich mit dem 
Ref-Design) schadet der Erfahrung sicher auch nicht.

Michael K. schrieb:
> Oder anders herum gefragt: Was könnte denn an den Ref Designs eigentlich
> verbesserungswürdig sein?

Auch die Designingenieure bei TI und Co sind nur Menschen, also nicht 
per Definition fehlerfrei, da ist auch nicht jeder ein Jim Williams ;-)

Unabhängig dazu sage ich ja nicht, dass die TEs es hier besser hin 
bekommen sollen, aber wenn sie selbst ein annähernd gutes Ergebnis 
erzielen, wäre das schon ein großer Erfolg.

Wie gesagt, es muss nicht per se schlecht sein, es selbst zu probieren. 
Zeitlich sparen wird man sich sicher einiges, wenn man sich ein 
passendes Referenzdesign ansieht, aus Übungszwecken kann es aber auch 
mal umgekehrt sinnvoll sein.