Hi, schon lustig, wenn eine Schaltung auf dem Steckbrett funktioniert, auf dem SMD-Board dann aber nicht mehr. Ein 500mA Schaltnetzteil ist 2cm neben einem Atmel. Der Atmel läuft sowas von amok, das habe ich noch nicht gesehen.... Auf dem Oszi sehe ich Spikes von 1V bei einem 5V Ausgangsspannung. Die Spikes sind 200MHz im Abstand von 2us, was die Schaltfrequenz des Wandlers ist. Offensichtlich reichen die Ausgangskondensatoren (2x22uF+1x100nF) nicht aus, um den Rotz da rauszufiltern. Hat jemand eine Idee? Ich dachte an eine kleine Drossel direkt nach den Ausgangskondensatoren. Leider habe ich nirgendwo in den App Notes von egal welchem DCDC HErsteller sowas gefunden. Die Standard Typical Application Circuits haben immer nur Ausgangskondensatoren. Wieso baut man da keine Drossel ein? Die sollte die Spannung doch glatt wie ein Babypopo machen? (Natürlich braucht es dann nach der Drossel wieder neue "Ausgangskondensatoren", um die Verbraucherstromspitzen abzufangen.)
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Zen schrieb: > Hat jemand eine Idee? Ja. Bilder vom Aufbau und Layout machen. Und Schaltbild.
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Offenbar ist (allein von der Beschreibung her zu schließen) Dein SMD-Board einfach schlecht designed...
Zen schrieb: > Hat jemand eine Idee? Vernünftiges Massekonzept, stromflächenminimiertes Wandlerlayout, Pi-Filter am Ausgang. Das wären so ein paar Grundsätze. Gelangen die Störungen Leitungsgebunden oder durch die Luft auf deine "Atmel"-Schaltung? Und wie misst du mit dem Oszi - nicht dass du dir die Störungen mit deinen Oszi-Messstrippen einsammelst?
> 200MHz > 2x22uF+1x100nF Dann schau mal die Impedanz eines 100nF bei 200MHz an, der ist eine Spule. Der Elektrolyt ist sowieso eine Spule. Mach mal zuseatzlich einen 1nF dort hin. Ein Schema, ein Layout und ein Foto sind erbeten.
Angehängte Dateien:
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Plan.png
240 KB
Hier ist das Layout. Leider arbeite ich nicht mit Altium, sondern nur mit dem Sprint-Layout (kein Schema vorhanden...). Ich muss also jeden Winkel selber ziehen. Ausserdem bin ich nur Hobbybastler und habe keine Ausbildung in dem Bereich. Es wäre nett, wenn die Berufsplatinenlayouter mir hier ein paar Tipps geben können. Das meiste ist nämlich eher vom Gefühl her gemacht und weniger gerechnet. Da ich nur einlagige Platinen machen kann, muss ich da auch mehr Hirnleistung investieren. Ist halt nicht so einfach. Die gelbe unsaubere Linie dort ist noch eine Verbindung ohne Lösung. Da nehme ich wohl eine Drahtbrücke. Ich will die Massefläche da nicht "zumachen". Nebenbei finde ich es toll, dass beim DC-Wandler GND auf beiden Seiten angebunden ist :) Wahrscheinlich sind trotzdem zig Anfängerfehler drin. Ich bitte um Feedback.
Zen schrieb: > chon lustig, wenn eine Schaltung auf dem Steckbrett funktioniert, auf > dem SMD-Board dann aber nicht mehr. Kommt in der Entwicklung schon mal vor - selbst wenn der Entwickler weiß, was er da tut, wird schon einmal ein Parameter übersehen. > Der Atmel läuft sowas von amok, das habe ich noch nicht gesehen.... Tja; einmal ist immer das erste Mal. Nannte man fräher (TM) "Erfahrung(en) sammeln". > Leider habe ich nirgendwo in den App Notes von > egal welchem DCDC HErsteller sowas gefunden. Die Standard Typical > Application Circuits haben immer nur Ausgangskondensatoren. "Entwicklung" ist mehr als das stumpfsinnige Abkupfern von Standardschaltungen - wäre dies so, wären zahlreiche Entwickler arbeitslos (und könnten auch durch preisgünstige z. B. Werbetexter ersetzt werden). Eine hohe Fachkompetenz, bestehend aus gelerntem Fachwissen und über die Jahre geaammelten Erfahrungen, erlabut es dem professionellen Entwickler, die Schaltung individuell auf die jeweiligen Anforderungen auszulegen, so dass diese nicht nur irgendwie mehr oder weniger zufällig funktioniert, sondern zuverlässig unter allen Betriebsbedingungen - und nebenbei noch alle einschlägigen Normen (z. B. EMV) einhält. > Wieso baut man da keine Drossel ein? Die sollte die Spannung doch glatt wie ein Babypopo machen? Wer ist "man"? Die Leute, die die Standardschaltungen malen? - Woher sollen die deine Anforderungen gekannt haben? Eine Glaskugel werden sie wohl kaum gehabt haben. > (Natürlich braucht es dann nach der Drossel wieder neue > "Ausgangskondensatoren", um die Verbraucherstromspitzen abzufangen.) Aha... - Na, wenn du das sagst... - Wie gesagt, da dies designabhängig ist, kann letztendlich nur der Schaltungsentwickler (d. h. du) das so entscheiden.
hallo ein komplettes bild wäre hilfreicher, schematic kann mann auch einscannen oder abfotographieren .
Hmmm - als erste Massnahme würde ich mal vorschlagen, so einen 22µF MLCC direkt am MCP1625 zwischen VIN und GND zu löten.
Thomas E. schrieb: > 22µF MLCC Der bei 100Mhz und mehr eine viel zu große Eigeninduktivität hat. Zen schrieb: > (kein Schema vorhanden...) Disqualifikation!
Zen schrieb: > Auf dem Oszi sehe ich Spikes von 1V bei einem 5V Ausgangsspannung. Das kann man kaum mehr "Regler" nennen. Deine Ausgangskapazität ist viel zu groß. Löte mal den ausgangsseitigen 820uF Elko wieder aus. Auch am Eingang benötigst du einen Low-ESR Kondensator. Zusätzliche 22uF Keramik könnten helfen. Wie groß ist die Induktivität?
Vielleicht hilft der Link zu Lothar's Seite Dir weiter. Dort wird gezeigt wie man so ein vernünftiges Layout für einen Schaltregler erstellt, plus Hintergrundwissen wieso warum... http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler
Hallo, 1. Ausgangskapazität viel zu groß, Microchip empfiehlt mindestens 10µF bis maximal 47µF, hier haben wir 864µF. 2. Entkoppelkondensatoren am Attiny quasi wirkungslos da sie nicht direkt im Strompfad liegen sondern einfach nur unten an die dicke Leiterbahn "angehängt" wurden. http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung 3. Layout suboptimal, hier könnte man sich wenigstens an der EMpfehlung von Microchip orientieren. Gruß Daniel
Die Chinesen hatten da eine geniale Idee. Bauen das billigst designte Netzteil in den Stecker, weit weg von der Platine.
Also ich benutze billige chinesische Buck-Regler, um die 5 V für Tiny2313 und RC-Funkempfänger (2,4 GHz) aus den etwa 12 V einer 3s-Batterie Li-Ion 18650 zu erzeugen. Das klappt bestens. Auch dann, wenn der Akku mit der PWM des Motors (28,8 kHz) belastet wird. Eine zusätzliche Drossel zwischen Schaltregler und 5V-Stromkreis war nicht nötig. Allerdings ist der 5V-Kreis mit Kerkos 10nF, 100nF und 1µF abgeblockt. Die Schaltregler-Platine sitzt dabei huckepack auf der Controllerplatine. ...
@Thomas: Danke für den Hinweis. Den Eingangskerko habe ich wohl beim andauernden rumschieben und "mal kurz löschen" irgendwann vergessen wieder einzubauen. @Der Andere: Dafür ist noch der 100n da. @Daniel H.: Der 100n liegt doch direkt zwischen Vcc und Gnd des Atmels? Was willst du mehr?
1.Jeder Draht ist eine Antenne. 2.Hast Du Lothars Seite gelesen und verinnerlicht?
Der Andere schrieb: > Der bei 100Mhz und mehr eine viel zu große Eigeninduktivität hat. Ach ja? Schlaumeier, dann geh' mal auf die Webseite von Murata->Simsurfing und guck Dir die ESL-Werte von entsprechenden Kondensatoren bei 100 MHz an, wenn Du dann belastbare Infos über bessere Alternativen hast, kannst Du die hier schreiben!
Thomas E. schrieb: > wenn Du dann belastbare Infos über bessere Alternativen hast, Zusätzlich kleinere, die dann normalerweise eine geringere Induktivität aufweisen. Was der TO ja sogar gemacht hat.
Der Andere schrieb: > Zusätzlich kleinere, die dann normalerweise eine geringere Induktivität > aufweisen. Interessanterweise hat ein kleinerer Kondensator (z.B. 1µF) ein größeres ESL, als ein größerer (22µF) im gleichen Gehäuse (z.B. 0805)! (Offenbar hast Du Dir die Daten der Kondensatoren also nicht angeschaut)
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Die Bauteilauswahl wäre einfacher und die Layouteinflüsse geringer, wenn man sich beim ersten Versuch nicht an einen 500kHz-, sondern z.B. an einen 100kHz-Schaltregler richtet. "Auf dem Oszi sehe ich Spikes von 1V bei einem 5V Ausgangsspannung. Die Spikes sind 200MHz im Abstand von 2us," Nach mal zur Sicherheit: Es gibt Einbrüche auf 1V oder auf 4V in Bursts alle 500kHz mit 200MHz. Frage ist auch, wie lang die Bursts sind. Wie wurden diese denn gemessen? Mit welchem Gerät und an welcher Stelle genau? Kann man die Aufnahme mal sehen?
Außerdem fehlen hier viele Infos. -> Welcher Regler ist es denn genau? -> Der Feedback-Spannungsteiler ist extrem hochohmig. Wenn das der möglichen Batterie-Versorgung geschuldet ist, dann Prost Mahlzeit. Der ist so hochohmig, dass das Signal am Feedback-Pin extrem störanfällig wird. Netterweise sitzt da auch gleich die ungeschirmte Drossel quasi daneben. -> Und dann das ganze Layout... Der Regler so hübsch klein er ist freut sich auch über schnuckelige kleine Bauteile. Die Elkos sind absolut fehl am Platz. -> Der EN-Widerstand kann bestimmt auch noch mal auf einen passenden Wert reduziert werden. Ich weiß auch nicht, was Bat+ hart auf EN und dann mit 150k an den Mikrocontroller zu suchen hat. Batteriespannung messen? Dann gehört da eine vernünftige Messschaltung hin. -> Beim Mikrocontroller fehlt die Kerbe im Overlay. Mann mann mann, da kann man noch richtig viel Energie rein stecken.
Zen schrieb: > Der Atmel läuft > sowas von amok, das habe ich noch nicht gesehen.... Zen schrieb: > um den Rotz da rauszufiltern. Und dann noch von nichts ne Ahnung aber eine Sprache an den Tag legen, dass einem übel wird. "Kollege" du musst noch viel lernen.
SMPSssss schrieb: > Und dann noch von nichts ne Ahnung Aber du? SMPSssss schrieb: > -> Welcher Regler ist es denn genau? guckst du Plan von TO: MCP1625X Layout ist nicht 100% optimal, aber auch nicht total beschissen. GND Pfade sind so kurz wie möglich, und das FB Netzwerk ist im Datenblatt so hochohmig "erlaubt". Schlecht ist eben die extrem große Ausgangskapazität. Da sieht der Regler nur noch DC am FB, und kann gar nicht mehr ordentlich arbeiten. Deswegen ja: erster Schritt, den Elko am Ausgang entfernen. Dann ist vermutlich schon alles im Lot. Und da Batterien relativ hochohmig sind, zusätzliche 22uF Keramik an den Eingang.
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SMPSssss schrieb: > Und dann noch von nichts ne Ahnung aber eine Sprache an den Tag legen, > dass einem übel wird. > "Kollege" du musst noch viel lernen. Mit dem falschen Fuß aufgestanden, "Kollege"?
Joe F. schrieb: > SMPSssss schrieb: >> Und dann noch von nichts ne Ahnung > > Aber du? Da kannst Du Gift drauf nehmen. > SMPSssss schrieb: >> -> Welcher Regler ist es denn genau? > > guckst du Plan von TO: > MCP1625X Ja, genau das X war die Frage. Soweit bin ich auch schon gekommen! > Layout ist nicht 100% optimal, aber auch nicht total beschissen. Das Layout ist der letzte Sch# und geht kaum noch schlechter. > GND Pfade sind so kurz wie möglich, und das FB Netzwerk ist im > Datenblatt so hochohmig "erlaubt". Nicht alles, was erlaubt ist, ist auch richtig. > Schlecht ist eben die extrem große Ausgangskapazität. Da sieht der > Regler nur noch DC am FB, und kann gar nicht mehr ordentlich arbeiten. > Deswegen ja: erster Schritt, den Elko am Ausgang entfernen. Dann ist > vermutlich schon alles im Lot. > Und da Batterien relativ hochohmig sind, zusätzliche 22uF Keramik an den > Eingang. Windows schrieb: > Mit dem falschen Fuß aufgestanden, "Kollege"? Geht so.
Zen schrieb: > Auf dem Oszi sehe ich Spikes von 1V bei einem 5V Ausgangsspannung. Die > Spikes sind 200MHz im Abstand von 2us, was die Schaltfrequenz des > Wandlers ist. Offensichtlich reichen die Ausgangskondensatoren > (2x22uF+1x100nF) nicht aus, um den Rotz da rauszufiltern. Hast Du noch andere Lasten die den Regler impusmäßig belasten? Wie sieht die Eingangsspannung aus? Ohne bessere Info (gesamter Schaltplan) ist das hier Glaskugellesen. Nur mit Sprint Layout gemacht? Dann versuche Dein nächstes Design mit einem VERNÜNFTIGEN CAD Tool zu machen ... rgds
Jan schrieb: > @Daniel H.: Der 100n liegt doch direkt zwischen Vcc und Gnd des Atmels? > Was willst du mehr? Siehe http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung Deine Versorgungs-Pins sind suboptimal entkoppelt, da die 100nF (vom Regler aus gesehen) hinter dem VCC-Pin liegen.
Danke für die Antworten. Ich habe den Fehler gefunden. Die Kerkos waren kaputt :D
Jan schrieb: > Die Kerkos waren > kaputt Die soll man ja auch anlöten und nicht mit einem Hammer auf die Platine kloppen... ;)
Jan schrieb: > Die Kerkos waren > kaputt Wie viele Kerko hast Du denn verbaut? Und die waren alle dahin? Sorry, ich glaube Dir nicht!
Herzlichen Glückwunsch zu Deiner Leiterplatte. Paar Kleinigkeiten, dann bringst Du die zum Laufen. Keine Panik. Was du machst ist schon mehr als viele die hier ewig mitlesen und den Lötkolben nur noch aus der guten alten Zeit in Erinnerung haben. Ein paar Kleinigkeiten: Du hast eine ungeschirmte Drossel. Pass auf das die dich beim messen nicht mit eingekoppelten Feldern betrügt. Die 200Mhz sprechen dafür das du ordentliches Messequipment hast. Trotzdem glaube ich nicht wirklich das das so direkt mess und anwendbar ist. Die paar pF vom Tastkopf, ein bisschen Massefaden, da sieht man alles mögliche. Der erste Schritt: Keramikkondensatoren dicht an den Eingang vom NCP. Dimensionierung: 22uF+100nF hast Du ja eh grad zu Hand. Direkt an die Pins, zwischen die Leiterbahnen. Ich hoffe Du hast um sowas wie Y5U und Co einen grossen Bogen gemacht. Was mit X anfängt ist ok. Klassisch X7R. Zum Layouttool: Privat habe ich mich jetzt mit Kicad angefreundet. Hat wenn man andere kennt noch Luft nach oben, sollte für Deine Zwecke aber sehr gut geeignet sein. viel Erfolg hauspapa
Schade um die Zeit, die bei diesem Thread drauf ging... StromTuner
Hi, an der oberen Diskussion möchte ich mich nicht beteiligen und auch keine Neue starten. Nur ein paar Dinge, die mir so auf den ersten Blick auffallen. Die ganze Schaltung sieht nach einer Hochstrom Anwendung aus. Im Datenblatt vom Wandler steht aber nur etwa 600mA (peak). Daher empfinde ich die Elkos und die Leiterbahnbreiten als viel zu überdimensioniert (Breite Leiterbahnen sind ja nicht schlecht aber hier nehmen sie den Platz für eine vernüpftige GND Plane. Die Elkos würde ich kleiner machen und lieber eine Kombination aus Keramisch - Tantal und Elko wählen (Das Elkos für Hochfrequenz quasi nicht da sind, wurde ja schon erläutert). Die Leiterbahnen an der C-L-Wandler Kombination würde ich fett lassen. Was mir persönlich noch stört sind die fehlenden Wärmefallen an den 22uF bzw 100nF da muss man mit viel Hitze löten was Stress für die Kerkos bedeutet, wundert mich nicht wenn die kaputt gehen. (Die Feedback Widerstände würde ich auch in SMD wählen, sind gefühlsmäßig die kleineren Antennen) Nur so als Anregung Taz
Zu den Leiterbahnen: Es ist eine Batterieanwendung und mein persönliches Ziel war eine möglichst hohe Effizienz zu erreichen. Man hätte das ganze auch um Faktor 3-4 kleiner machen können, jedoch wäre es dann 5% uneffizienter gewesen. Klar, macht sowas niemand, weil der Kunde ja eh die Batterien zahlt und beim Kauf eines Gadgets nur auf den Preis schielt, aber hier war es eine persönliche Zielsetzung und es ist ja auch kein kommerzielles Projekt.
Zum Ausgangselko: Ja, die Sache verstehe ich wirklich nicht. In der Beschreibung zum Wandler steht, es dürfen maximal 47uF Ausgangskapazität vorhanden sein. Warum diese blöde Grenze, steht da leider nicht beschrieben. Weiss das jemand hier? Ich habe auch andere Wandler, aber die haben diese Vorgabe nicht. Ich habe den Elko mal rausgenommen, aber mit Elko sah die Rippelspannung wirklich schöner aus. Da hat es ein 200mA LED-Display, welches sehr starke Stromspitzen hat. Mit Elko sieht das viel besser aus.
Und wenn man zum ersten mal SMD lötet, geht schonmal das eine oder andere kaputt ;)
SMD Kerkos mögen den Temperatursprung zwischen Lötspitze und kalter Platine gar nicht. Die bekommen dann Mikrorisse. Hatte ich auch schon. Entweder Lötpaste benutzen und sanft drauf fönen oder zumindest die Platine + Kondensatoren ordentlich vorwärmen.
Jan schrieb: > Ja, die Sache verstehe ich wirklich nicht. In der > Beschreibung zum Wandler steht, es dürfen maximal 47uF Ausgangskapazität > vorhanden sein. Warum diese blöde Grenze, steht da leider nicht > beschrieben. Steht doch im Datenblatt, Abschnitt 5.4 "Output Capacitor Selection": > The MCP16251/2 is internally compensated, so the output capacitance range > is limited. See Table 5-1 for the recommended output capacitor range.
Jan schrieb: > Zum Ausgangselko: Ja, die Sache verstehe ich wirklich nicht. In der > Beschreibung zum Wandler steht, es dürfen maximal 47uF Ausgangskapazität > vorhanden sein. Warum diese blöde Grenze, steht da leider nicht > beschrieben. Doch es steht dort. Auch wenn es dir blöd vorkommt, diese Regler besitzen eine sehr komplexe Regelung, die mit der Phasenverschiebung duch den Ausgangskondensator klar kommen muss. Im Datenblatt steht, dass diese Kompensation intern vorhanden ist, und auf einen definierten Kapazitätsbereich ausgelegt ist (4.2.6 INTERNAL COMPENSATION und 5.4 Output Capacitor Selection): minimum 10uF, maximum 47uF sind okay. Ansonsten wird der Regler instabil. Das mag dir nicht auffallen, wenn die Last gleichbleibend ist. Bei Lastsprüngen wirst du aber wesentlich größere Spannungsabweichungen feststellen. Im Extremfall detektiert der Regler den größeren Strom durch eine zu ladende und zu große Ausgangskapazität als Overcurrent und schaltet zeitweise ganz ab -> große Spannungseinbrüche sind die Folge. Nachtrag: Der im Datenblatt angegebene zu erwartende Ripple bei geringer Last ist 150mV. Das ist für die allermeisten Anwendungsfälle der Digitaltechnik vollkommen akzeptabel. Wenn du (z.B. für Audio) eine sauberere Versorgung benötigst, kann ein nachgeschalteter Filter, oder ein nachgeschalteter LDO helfen.
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Jan schrieb: > Zu den Leiterbahnen: Es ist eine Batterieanwendung und mein persönliches > Ziel war eine möglichst hohe Effizienz zu erreichen. Man hätte das ganze > auch um Faktor 3-4 kleiner machen können, jedoch wäre es dann 5% > uneffizienter gewesen. Klar, macht sowas niemand, weil der Kunde ja eh > die Batterien zahlt und beim Kauf eines Gadgets nur auf den Preis > schielt, aber hier war es eine persönliche Zielsetzung und es ist ja > auch kein kommerzielles Projekt. Jetzt nur interessehalber, was hat die Leiterbahnbreite mit der Effizienz oder dem Preis zu tun ?? Bei so kurzen dicken Leiterbahnen wird der Widerstand bei sehr kleinen milli Ohms liegen, selbst bei einer halbierung der Breite -> immer noch wenige milli Ohms. Wie kommt man da auf 5% uneffizienter ? Oder fliessen da Ströme von einigen Ampere.
Jan schrieb: > Zu den Leiterbahnen: Es ist eine Batterieanwendung und mein persönliches > Ziel war eine möglichst hohe Effizienz zu erreichen. Da würde ich dann aber auch den Eingangselko nochmal überdenken. Elkos haben in der Regel einen Leckstrom in der Größenordnung 0.01CV, in deinem Fall also 0.01 x 820uF x 6,3V = 52uA. In 24h summiert sich das auf 1,2mAh...
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