Hallo zusammen, für mein jetziges Projekt habe ich einen Schaltregler gesucht, der mir aus einer 5V Quelle 3,3V herstellt und das möglichst effizient. Die Webbench von TI warf mit den LM3670-3.3 heraus, welcher aufgrund der wenigen externen Bauteile auch recht gelegen kommt. Nun habe ich den ersten Kandidaten aufgelötet (man sind die Dinger klein ;D). Anschließend habe ich das Multimeter dran gehalten und schon die erste Verwunderung: Ausgangsspannung war eta 3,8V. Mhh, deutlcih zu viel. Naja war keine Last dran. Also mit Last normal gemessen: 2,8V. Jetzt also deutlich zu wenig. Heute morgen hatte ich die mal ein Oszilloskop dran zu halten. Die Spannung sieht eigentlich ganz gut aus. Lediglich der in Bild 3 dargestellte Rippel von etwa 50 mVpp war zu sehen. Das würde mich eigentlich nicht groß stören. Die Frage ist: Wieso bekomme ich nur 2,8V ??? Ich freue micht über jeden hilfreichen Tipp. Vielen Dank, M.W. P.S.: Schaltplan und Layout sind auch angehangen. Bitte steinigt mich nicht für das Layout ist mein erster Schaltregler. Bin hier für hilfreiche Kritik auch sehr dankbar.
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Was für ein C2 hast du genommen? 4,7uF alleine reichen nicht als Auswahlkriterium! Bei Cout wird 10uF empfohlen. Zudem 4,7uH oder 10uH! Du hast 6,8uH
Deine Ausgangsspannung schwingt. Schau Dir mal Dein Oszi-Bild nochmal genau an. Da erkennst Du dass das Spannungslevel links etwas höher ist als rechts. Stell mal eine größere Zeit an Deinem Oszi ein. Dann wirst Du mit hoher Wahrscheinlichkeit ein deutliches Schwingen der Ausgangsspannung erkennen. Gruß 7up
Marc H. schrieb: > Was für ein C2 hast du genommen? 4,7uF alleine reichen nicht als > Auswahlkriterium! Bei Cout wird 10uF empfohlen. Zudem 4,7uH oder 10uH! > Du hast 6,8uH Die Bauteile habe ich fast komplett so bestellt, wie sie in der Webbench von Ti angegeben waren. C1 und C2 haben jeweils nur ein paar mOhm ESR (ich glaube unter 10, den genauen Wert hab ich gerade nicht im Kopf). Und die Induktivität gab mir die Webbench auch so aus. Auch diese hat nur ein parr mOhm
Wie 7uptrinker schon sagte: Deine Ausgangsspannung schwingt niederfrequent. Kannst du mal ein Oszi-Bild mit deutlicher größerer Zeitbasis machen? Vielleicht sogar eines im Leerlauf und eines unter Last?
btw: Steinigen wird dich für das Layout keiner, aber ideal ist es definitiv nicht. C2 z.B. sollte so dicht wie möglich über kurze und breite Leitungen zwischen Pin 1 und 2 liegen.
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so hier nochmal die gewünschten Oszi-Bilder: ohne Last ergibt sich momentan einer Ausgangsspannung von etwa 4,1V (noch höher als gestern :O) aber wie es aussieht ohne große Schwingungen. mit Last liegt die Spannung bei den erwähnten 2,8V, hat aber in der Tat eine Rechteckschwingung von grob 50mVpp drauf. Ist das denn schon zu viel? meine Anwendung würde es eigentlich nicht stören, aber kann das Schuld an den 2,8V sein. @Schlumpf: ja tatsächlich, da hätte der Weg noch etwas kürzer sein können
hmmmm.. also auf den ersten Blick sieht die Schaltung korrekt aus. Das Layout hingegen nicht gerade optimal. Ob du irgendwo ne kalte Lötstelle hast, hast du sicher schon überprüft, oder?
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M. W. schrieb: > Ich freue micht über jeden hilfreichen Tipp. Der Feedback gehört nicht an die Spule sondern an den Ausgangskondensator... Marc H. schrieb: > Zudem 4,7uH oder 10uH! Du hast 6,8uH Naja, wird schon passen... M. W. schrieb: > Bitte steinigt mich nicht für das Layout ist mein erster Schaltregler. Finde die Strompfade und optimiere sie... ;-) http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler Im "Layout Example" im Datenblatt ist die Masseanbindung deutlich besser als bei dir...
Schlumpf schrieb: > hmmmm.. > also auf den ersten Blick sieht die Schaltung korrekt aus. > Das Layout hingegen nicht gerade optimal. > > Ob du irgendwo ne kalte Lötstelle hast, hast du sicher schon überprüft, > oder? Ich hatte mir das Ganz unter der Lupe mal angeschaut, weil ich beim Löten leider auch etwas Probleme hatte (so kleine Dinger ahb ich noch nicht löten müssen). Da sah es eigentlich nicht schlecht aus. Kann aber nochmal versuchen überall mit frischem Lot drüber zu gehen. Lothar M. schrieb: > M. W. schrieb: >> Ich freue micht über jeden hilfreichen Tipp. > Der Feedback gehört nicht an die Spule sondern an den > Ausgangskondensator... Ja, direkt nach dem Filter ist besser. Ich meine prinzipiell ist das ja alles ein Punkt, aber ich weiß bei Feedback und ähnlichem erst direkt nach dem Filter abgreifen (bei der zweiten Platine hab ich glaube ich eine Fläche darauf gemacht, ist das auch schon besser ?) > Marc H. schrieb: >> Zudem 4,7uH oder 10uH! Du hast 6,8uH > Naja, wird schon passen... > > M. W. schrieb: >> Bitte steinigt mich nicht für das Layout ist mein erster Schaltregler. > Finde die Strompfade und optimiere sie... ;-) > http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler > Im "Layout Example" im Datenblatt ist die Masseanbindung deutlich besser > als bei dir... Du meinst, meine ist eher doof, weil sie direkt unter dem IC mit einer recht kleinen Leitung durchgeht?
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Falls es tatsächlich am Layout liegen sollte, hier ein Vorschlag, wie du deine Leiterplatte noch "Umstricken" könntest. - IC runter und Kupferfläche drunter weggkratzen - auch im unteren Bereich das Kupfer entfernen (Abstand zum SW) - C2 näher an Pin 1 / 2 (mit kurzem dicken Draht dran fädeln, oder direkt über Lötzinn -Klecks)(grün) - Masse-Pin dick und fett mit Fläche verbinden (grün) - Vin zum Test über "Freiluft-Leitung" verdrahten (pink) - Drahtbrücke an EN (blau)
Schlumpf schrieb: > Falls es tatsächlich am Layout liegen sollte, hier ein Vorschlag, wie du > deine Leiterplatte noch "Umstricken" könntest. > > - IC runter und Kupferfläche drunter weggkratzen > - auch im unteren Bereich das Kupfer entfernen (Abstand zum SW) > - C2 näher an Pin 1 / 2 (mit kurzem dicken Draht dran fädeln, oder > direkt über Lötzinn -Klecks)(grün) > - Masse-Pin dick und fett mit Fläche verbinden (grün) > - Vin zum Test über "Freiluft-Leitung" verdrahten (pink) > - Drahtbrücke an EN (blau) Danke, aber mach ich das Layout dann neu und ätz das hier in der Arbeit nochmal oder aber ich lebe mit den 2,8 V, das müsste in der Anwendung noch funktionieren (könnte lediglich die Reichweite des angeschlossenen Funkmoduls versauen :( )
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"Damit Leben" würde ich auf keinen Fall. Denn ganz offenbar ist der Regler nicht in einem vorgesehenen Betriebszustand. Und wenn es dumm kommt, schaukelt sich die Sache auf und alles wird instabil. Ich hab gerade gesehen, dass die Webbench auch einen Layout-Vorschlag generiert. Vielleicht schaust dir den mal an. Das ganze steht und fällt damit, die Induktivität der Leitungen mit einem großen di/dt klein zu halten und den Einfluss der SW-Leitung auf den Rest der Schaltung gering zu halten.
M. W. schrieb: > (bei der zweiten Platine hab ich glaube ich eine Fläche darauf gemacht, > ist das auch schon besser ?) Diese kleinen Bissgurken mit 1MHz möchten nicht irgendwelche "Flächen", sondern dort zählt angesichts der hohen Schaltfrequenz jeder mm (1MHz RECHTECK enthalten durchaus wesentlich höhere Frequenzen!). Sieh dir das Beispiellayout an und überlege für jede der weniger als 10 Leitungen genau, warum die das so und nicht anders gemacht haben. Und überleg dir, warum in der Nähe der Spule kein Kupfer ist (diese Kupferfluterei ist in so einem hecktischen Schaltregler unberechnbar). Das steht alles im Bild 23 im Datenblatt und auch im Link von mir. Ich vermute, dass zudem die bedrahtete Spule vermutlich für diese Frequenz suboptimal ist...
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Lothar M. schrieb: > M. W. schrieb: >> (bei der zweiten Platine hab ich glaube ich eine Fläche darauf gemacht, >> ist das auch schon besser ?) > Diese kleinen Bissgurken mit 1MHz möchten nicht irgendwelche "Flächen", > sondern dort zählt angesichts der hohen Schaltfrequenz jeder mm (1MHz > RECHTECK enthalten durchaus wesentlich höhere Frequenzen!). > Sieh dir das Beispiellayout an und überlege für jede der weniger als 10 > Leitungen genau, warum die das so und nicht anders gemacht haben. Und > überleg dir, warum in der Nähe der Spule kein Kupfer ist (diese > Kupferfluterei ist in so einem hecktischen Schaltregler unberechnbar). > Das steht alles im Bild 23 im Datenblatt und auch im Link von mir. > > Ich vermute, dass zudem die bedrahtete Spule vermutlich für diese > Frequenz suboptimal ist... Ok, dass kann ich ja alles nachvollziehen und es wäre klüger gewesen euch erstmal drüber schauen zu lassen. Zumindest beim ersten Schaltregler-Entwurf. Jetzt hab ich die Platinen schon hergestellt und zum glück bis jetzt nur die eine bestückt (ok, die andere sehen wie gesagt etwas anders aus). Ich würde gern vermeiden, dass ganze nochmal herstellen zu müssen. Das Budget ist aufgrund von Privatprojekt leider beschränkt. Die Frage für mich bleibt, können ganzen Anmerkungen tätsachlich dazu führen, dass dies Ausgangsspannung so weit vom Soll entfernt ist? (das dadurch Stören reinkommen ist klar)
M. W. schrieb: > Die Frage für mich bleibt, können ganzen Anmerkungen tätsachlich dazu > führen, dass dies Ausgangsspannung so weit vom Soll entfernt ist? Ja: der Schaltregler hat bestimmte Zeitpunkte zum Messen der Spannung. Und wenn an dieser "Stelle" wegen des Layouts noch Gezappel im System ist, dann misst er Käse. Kleinste Änderungen am Layout können da "Wunder" bewirken...
M. W. schrieb: > Die Frage für mich bleibt, können ganzen Anmerkungen tätsachlich dazu > führen, dass dies Ausgangsspannung so weit vom Soll entfernt ist? Können sie, müssen aber nicht. So ein Schaltregler ist, wie der Name schon sagt, ein Regler. Und über den Rest der Schaltung schließt sich eine Regelschleife. So ein System hat ein bestimmtes Verhalten, wie es mit Störeinflüssen umgeht, also diese ausregelt. Dieses Ausregelverhalten geschieht mit einem gewissen zeitlichen Versatz und einer gewissen Intensität, je nach Art des Streinflusses. Das alles zusammen ist in gewissen Grenzen stabil, aber eben empfindlich. Nicht umsonst geben die Hersteller hier sehr detaillierte Layoutvorgaben an.
M. W. schrieb: > Lothar M. schrieb: >> Der Feedback gehört nicht an die Spule sondern an den >> Ausgangskondensator... > > Ja, direkt nach dem Filter ist besser. Ich meine prinzipiell ist das ja > alles ein Punkt, aber ich weiß bei Feedback und ähnlichem erst direkt > nach dem Filter abgreifen Das ist nicht der Punkt. Dein Layout und deine Schaltung stimmen nicht überein. Im Layout sind Pin 4 und Pin 5 vertauscht.
Axel S. schrieb: > Im Layout sind Pin 4 und Pin 5 vertauscht Sicher? Der IC ist auf der Rückseite und daher spiegelverkehrt.. Ich würde sagen, dass das schon alles so passt
Schlumpf schrieb: > Axel S. schrieb: >> Im Layout sind Pin 4 und Pin 5 vertauscht > > Sicher? > Der IC ist auf der Rückseite und daher spiegelverkehrt.. Oh, Mist. Stimmt.
SO ich hab gerade nochmal geschaut was unter größerer Last (etwa dem Anwendungsfall entsprechend) passiert: Rippel geht deutlich in die Höhe und Mittelwert geht sogar noch weiter runter auf ca 2,6 V. Tja, da heißt es wohl: Zurück ans Zeichenbrett. Wenn es soweit ist, würde ich das Layout nochmal hochstellen und mich dann wieder über hilfereiche Anmerkungen freuen
M. W. schrieb: > über hilfereiche Anmerkungen freuen Wie schon gesagt: die Spule sollte für solche Frequenzen taugen...
Lothar M. schrieb: > M. W. schrieb: >> über hilfereiche Anmerkungen freuen > Wie schon gesagt: die Spule sollte für solche Frequenzen taugen... Was genau heist das denn bei einem Schaltregler? Natürlich sollte die Induktivität dem geforderten Wert entsprechend und ich denke, je kleiner der Widerstand, desto besser (weil besserer Wirkungsgrad). Aber wie sieht es mit der Frequenz aus? Die Webbench von TI schlägt mir für die Schaltung eine Bourns SRR7045-6R8M vor (L: 6,8µH, Isat: 2 A, R: 0,036 Ohm, f_test ~8 MHz [laut Datenblatt]). Die gibt es bei Conrad aber leider nicht (ja ich weiß, der Laden ist nicht gerade der günstigste, liegt aber direkt um die Ecke). geht die hier auch? Hier ist eine Resonanzfrequenz von 31 MHz angegeben. Liegt ja eigentlich weit genug weg, von der Schaltfrequenz von 1 MHz https://www.conrad.de/de/induktivitaet-smd-68-h-30-m-bourns-sdr1005-6r8ml-1-st-1056185.html
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M. W. schrieb: > Die Webbench von TI schlägt ... eine Bourns SRR7045-6R8M vor Damit kann man sich schon mal ein Bild von der Drossel machen. > Hier ist eine Resonanzfrequenz von 31 MHz angegeben. Bei der Bourns sind es 28MHz, die Richtung stimmt. Und wenn du jetzt noch eine vollständig geschirmte Spule (wie z.B. die https://www.conrad.de/de/speicherdrossel-smd-7345-68-h-0035-wuerth-elektronik-we-pd-7447779006-1-st-1087933.html) findest, dann hast du einen Volltreffer...
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