Guten Abend zusammen, ich habe ein etwas nerviges Problem mit einem LT8490 Solar Laderegler. Gleich vorweg: der Regler an und für sich funktioniert tadellos. Direkt am Ein- und Ausgang messe ich auch keine Störungen, lediglich eine kleine Restwelligkeit (direkt an den Keramik C's, Masse über Federdraht angebunden). Allerdings habe ich auf der Platine noch einiges an Zusatzelektronik, unter Anderem auch einen BQ34Z100 der über I2C angesprochen wird. Nun passiert es leider regelmäßig dass der I2C Bus "zusammenbricht". Misst man die Datenleitungen mit dem Oszi sieht man dort auch massive Störungen, teilweise bis zu 1V pkpk. Schaltet man den LT8490 ab verschwinden die Störungen. Ich konnte nun durch Anpassung der Schaltfrequenz und Ändern der Gatewiderstände etwas Besserung erzielen, ganz sauber läuft es aber noch nicht. Anbei Bilder meiner Schaltung... ist ein 2 Layer Design. Ich habe versucht den "Power" GND vom Signal GND weitgehend zu trennen und den Stromfluss möglichst niederohmig zu halten. Scheinbar reicht das noch nicht... Verbesserungsvorschläge? Danke, Gruß Bernhard
Borsty B. schrieb: > Anbei Bilder meiner Schaltung... ist ein 2 Layer Design. Ich habe > versucht den "Power" GND vom Signal GND weitgehend zu trennen und den > Stromfluss möglichst niederohmig zu halten. Scheinbar reicht das noch > nicht... > > Verbesserungsvorschläge? Hallo Thorsten, es wäre gut, wenn Du den Schaltplan so gestalten könntest, dass man darauf auch erkennen kann wo I2C denn angeschlossen ist. Und was das für ein IC ist - ist daas der BQ oder der LT? Es ist schlichtweg nur zu raten. Altium kann da viel meht als nur 3D Bilder - speziell im Schaltplan :) Kann es sein dass der Schaltplan auch nicht vollständig ist - da feheln z.B. K1 und die Sicherung, ... rgds
Hi rgds, Ich gebe zu dass der Schaltplan etwas unglücklich ist. Anbei nochmal alles vollständig. Kurz zur Erklärung: CON1: Anschluss für das Solarpanel oder DC Netzteil, dieser Anschluss geht direkt an den LT8490. Hier können aber auch 48V vom DC Netzteil anliegen, diese können über das Relais direkt an die Last geschaltet werden (BTS50085.png) Ausgang des LT8490 ist BAT+ CON5: (Schaltplan bq34z100.png) Anschluss des Akkus, direkt nach der Klemme kommt eine Sicherung F1. Hier taucht auch wieder BAT+ auf und versorgt direkt einen Spannungsregler LM2936 und die Elektronik rund um den BQ34Z100. Dieser wird über I2C ausgelesen. Sprich die ganze Elektronik hat Saft sobald der Akku angeschlossen wurde. Der Minuspol der Batterie geht an den Shunt R61 (hierüber ermittelt der BQ34Z100 den Strom über die Last, aber auch den Ladestrom). Das Net nach dem Shunt heißt SYSTEM- und bildet das GND Potential für die an der Platine angeschlossene Last. CON7: (Schaltplan BTS50085.png) Anschluss der Last. Hier liegt SYSTEM- direkt an, über das Relais K1 kann der Eingang des Ladereglers direkt mit dem Ausgang verbunden werden. Über den HighSide Schalter IC4 wird die Last geschaltet. FET13 bildet eine Überstrombegrenzung des Schalters. Der Attiny25 schaltet den HighSide Schalter und ggf. das Relais. Ich hoffe das war nun etwas verständlicher... ;-) Gruß Bernhard
Borsty B. schrieb: > Nun passiert es leider regelmäßig dass der I2C Bus "zusammenbricht". Sind alle Betriebsarten gleichermaßen von dem Problem betroffen? > Misst man die Datenleitungen mit dem Oszi sieht man dort auch massive > Störungen Wurde diese Mesusung ebenfall mit "Federdrahtmasseklemme" direkt am Controller gemacht? > Verbesserungsvorschläge? Ich bin noch am Rätseln, ob es EMV-mäßig gut ist, die Switchnodes (FET2+4 sowie FET1+3) so dermaßen flächig auszuführen. Und ich denke auch, dass der Massepfad vom linken "Via-Feld" über die blaue Lage zum rechten "Via-Feld" durchaus Strom vom Schaltregler abbekommt. Der geht da nicht ausschließlich über die rote kurze Verbindung zwischen den Via-Feldern. Insgesamt finde ich das Layout ungünstig angelegt, weil der ganze Leistungsstrom um den Kleinsignalbereich herum muss. Das ist im Demonstrator-Layout DC2069A deutlich besser gelöst.
Lothar M. schrieb: > Sind alle Betriebsarten gleichermaßen von dem Problem betroffen? Es macht keinen Unterschied ob der Wandler im Step-Up oder Step-Down Modus arbeitet. Lothar M. schrieb: > Wurde diese Mesusung ebenfall mit "Federdrahtmasseklemme" direkt am > Controller gemacht? Direkt am Steckverbinder der Platine über Federdrahtmessklemme. Die Spannung vor und nach den Ausgangs C's (220µF C1/C2) sieht ziemlich ruhig aus, keine Peaks der Schaltfrequenz erkennar. Lediglich eine gewisse Welligkeit und die Strom- und Spannungsregelung arbeitet auch einwandfrei. Ich denke also dass die Störungen nicht allzugroß sind. Wo man dann allerdings wieder die Schaltflanken erkennen kann ist an der Ausgangsklemme CON7 (dort wo die Last angeklemmt ist). Gehe ich dort mit dem Oszi ran sehe ich einiges an Müll. Direkt über den Ausgangs C's ist es allerdings ruhig. Lothar M. schrieb: > Das ist im > Demonstrator-Layout DC2069A deutlich besser gelöst. Nagut... ja... aber das sind auch 6 Layer...
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Borsty B. schrieb: > Anbei Bilder meiner Schaltung... ist ein 2 Layer Design. Ich habe > versucht den "Power" GND vom Signal GND weitgehend zu trennen und den > Stromfluss möglichst niederohmig zu halten. Scheinbar reicht das noch > nicht... > > Verbesserungsvorschläge? Wie stark ist den bei Dir BAT- angeschlossen, ist das die "dünne" Massefläche die auch am BQ vorbeigeht (in den PNG schelcht zu erkennen auch mit Zoomen)? Zudem gehen I2C Leitungen direkt durch den Leistungsteil. Könnte sein da spuckt was rein oder der BQ ist an der Masse schlecht angebunden. In einem solchen Design immer: a) wie Lothar schon gesagt hat die Leistungsdomäne von der Signaldomäne trennen b) Strompfade der Leistungsteile zuerst Layouten c) niemals auf Masseflutungen verlassen. d) vielleicht ein Lagenpärchen mehr spendieren in dem Du dann die Signale ordentlich von der Leistung getrennt routen kannst. 2 lagig ist nett, muss man aber in so einem Fall mächtig aufpassen. rgds
6a66 schrieb: > Wie stark ist den bei Dir BAT- angeschlossen, Sorry - ist der R61 dazwischen - habs gerade gesehen. rgds
Borsty B. schrieb: > Nagut... ja... aber das sind auch 6 Layer... Das würde mir sehr zu Denken geben... ;-) Es ging mir primär um den Leistungsstromfluss "um" die Kleinsignalecke herum. > Nagut... ja... aber das sind auch 6 Layer... Man sieht in dem Beispiellayout auch schön, wie die Switchnodes (Spulenanschlüsse und Verbindungen zu den Mosfets) massefrei gehalten wurden...
Lothar M. schrieb: > Man sieht in dem Beispiellayout auch schön, wie die Switchnodes > (Spulenanschlüsse und Verbindungen zu den Mosfets) massefrei gehalten > wurden... Was genau meinst du damit? Ist das bei mir nicht ach der Fall?
Borsty B. schrieb: > Ist das bei mir nicht ach der Fall? Nein. Die Switchnodes koppeln bei dir in die darüberliegende Kupferlage ein. Im Beispiellayout ist dort in der Leiterplattenmitte ein großes kupferfreies Loch, das über alle Lagen hinweggeht...
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Ich hatte jetzt nochmals Zeit mich etwas genauer damit zu befassen. Interessant ist dass die Platine für sich standalone super läuft, auch keine Störungen am I2C Bus. Verlässt allerdings ein Kabel (z.B. ein Flachbandkabel) die Platine nehmen die Störungen deutlich zu. Je nachdem wie lang das Kabel ist und wie es geführt wird hat man mehr oder weniger Störungen, bis hin zum Ausfall des Busses. Steckt man das/die Kabel ab ist alles ok und der Bus läuft stabil, sieht auch sauber auf dem Oszi aus. Nun habe ich mal ein paar Messungen des Schaltreglers gemacht. Zur besseren Übersicht habe ich auch den Ausschnitt des Layouts mit angehängt. Ich finde das sieht alles recht gut aus, oder? Ich frage mich wo diese Störungen herkommen... Vielleicht fällt euch ja etwas mehr auf. Die Beschriftungen der Bilder geben an wo gemessen wurde. Alle Messungen wurden mit dem kurzen Federdraht am Tastkopf gemacht. GND war immer möglichst kurz angebunden. Bin über Hinweise sehr dankbar. Möchte es eigentlich vermeiden das Layout neu zu machen... Danke!!
Hört sich verdächtig nach einer Masseschleife an. Problem ist dabei, wenn man Module über eine Signal-Masse verbindet und die Module mit nur einer Versorgung bestromt, die Masse stehts mit angeschlossen. Bei Audio schon heftigst ploblematisch, ist die EMV auch in Digitalsystemen nicht ganz ohne.
Inkognito schrieb: > Hört sich verdächtig nach einer Masseschleife an. Die Vermutung hatte ich auch schon, ist es aber nicht. Ich habe das Gerät heute mal zerlegt und weitere Messungen gemacht. Masseschleife kann ich ausschließen weil ich alles was nicht notwendig war getrennt hatte und definitiv keine Schleife bestand. Ich habe die Steuerleitungen, die die Wandlerplatine verlassen mit losen Drähten verbunden und an den Steckverbindern mit dem Oszi beobachtet. Ich konnte sehr schön sehen wie sich die Störungen häufen wenn ich die Kabel bewege und in Richtung Spule bzw. Fets halte. Oszi Screen: gelb -Signal | pink - Spulenfrequenz (Tastkopf nur an die Spule gehalten) Wie auf den Screenshots zu sehen folgen die Störungen auch der Schaltfrequenz des Wandlers. Somit ist also schon mal sicher dass der Schaltregler die Störungen ausstrahlt und die Geräteverkabelung diese wieder auffängt. Nun... ich habe versuchsweise auch die Spule etwas angehoben (siehe Bild) aber das brachte keine Veränderung. Was kann ich nun noch machen? Jemand einen Tipp?? Schaltflanken abflachen? Frequenz anpassen? Andere Fets? Andere Spule? Gruß Bernhard
Hm, die EMV dürfte unter anderem abhängig von der Schaltfrequenz und der Steilheit der Flanken sein. Eine klassische Methode zur Vermeidung von EMV in Endstufen ist es, die Schaltflanken flacher zu machen, also die Gate-Widerstände zu erhöhen. Inwiefern das mit dem LT8490 möglich ist, wäre die Frage. Vielleicht von 2 (?) auf 3-4 Ohm testweise erhöhen - falls möglich? Die Schaltfrequenz Pin22 (fosc), RT bzw. R31 (215K) liegt derzeit anscheinend bei ca. 200 kHz. Höhere Frequenzen strahlen leichter ein. Durch Austausch von R31 mit 365K kann man die Schaltfrequenz auf z.B. 100 kHz senken. Über Pin21 (SYNC) kann man anscheinend bei Bedarf auch eine eigene Schaltfrequenz einspeisen.
qwerty schrieb: > Hm, die EMV dürfte unter anderem abhängig von der Schaltfrequenz und der > Steilheit der Flanken sein. Eher weniger, dafür sind auf den Oszilloskopbildern relativ starke Schwinger zu sehen, die auf gespeicherte (häufig induktive) Energie deuten. Ich bin skeptisch wenn solchen Baugruppen mit Masseflächen geflutet sind. Selbst wenn die nach Herstellerapplikationen designd sind, können die Probleme bereiten. Auch ungeeignete Bauteile können Ärger machen. Je komplexer ein System aufgebaut ist, um so anfälliger kann es werden. Vor nicht langer Zeit war hier eine nicht unähnliche Schaltung wo am Design eine kaum wahrnehmbare Änderung vorgenommen wurde. Nach Aufdeckung hat sich der TO nicht mehr gemeldet, so dass man annehmen kann, dass sein Problem gelöst war. > Eine klassische Methode zur Vermeidung von > EMV in Endstufen ist es, die Schaltflanken flacher zu machen, also die > Gate-Widerstände zu erhöhen. Inwiefern das mit dem LT8490 möglich ist, > wäre die Frage. Vielleicht von 2 (?) auf 3-4 Ohm testweise erhöhen - > falls möglich? Vielleicht wäre es besser mal einen Blick in die Datenblätter der FETs zu werfen und zu prüfen, ob die Designparameter eingehalten werden. Ein anderer Transistor oder eine feinabgestimmte Beschaltung kann da manchmal Wunder wirken. Gatewiderstände zu verändern, würde ich ziemlich skeptisch betrachten, auch wenn es was bringen kann. > Die Schaltfrequenz Pin22 (fosc), RT bzw. R31 (215K) liegt derzeit > anscheinend bei ca. 200 kHz. Höhere Frequenzen strahlen leichter ein. > Durch Austausch von R31 mit 365K kann man die Schaltfrequenz auf z.B. > 100 kHz senken. EMV ist einstreuend oder abstrahlend zu betrachten, aber es kann auch oszillierend Schaltungsintern Ärger machen. Da gibts so einige Geschichten wo allein die Tastspitze eines Skops, plötzlich eine Reaktion bewirkt hat, mit der man nie gerechnet hatte. Parasitäre Kapazitäten können einem da schnell mal den Tag verderben. Borsty B. schrieb: > Die Vermutung hatte ich auch schon, ist es aber nicht. Ich habe das > Gerät heute mal zerlegt und weitere Messungen gemacht. Leider hab ich da so meine Zweifel, weil ich nicht wirklich weiß, was du wie gemacht hast, selbst wenn ich dich fachlich für Kompentent halte. > Masseschleife kann ich ausschließen weil ich alles was nicht notwendig > war getrennt hatte und definitiv keine Schleife bestand. Eine Blockschaltskizze über die tatsächliche Gesamtschaltung wäre aussagekräftiger. Wenn das nicht möglich ist, dann bin ich mit meinem Latein leider am Ende.
Ich bin langsam absolut ratlos und brauch definitiv eure Hilfe... Blockschaltbild hängt an, ich habe die letzten zwei Tage aber auch so ziemlich alles versucht was man so machen kann. Nochmals kurz zum Problem: Die Schaltvorgänge des LT8490 schlagen extrem auf den I2C Bus durch. Seltsamerweise kaum bis gar nicht auf die Versorgungsspannungen, z.B. die 3V3 oder andere Steuerleitungen. Dort sind sie zwar auch zu erkennen, aber nur marginal. Beim I2C Bus allerdings extrem deutlich. Anfangs hatte ich die PullUps in Verdacht, aber die Spannung aus denen die Pullups versorgt werden ist ruhig. Dennoch habe ich diese mal an die andere Seite des Busses verfrachtet... ohne Änderung. Klemme ich die Verbindung zwischen LT8490 und µC Board ab ist es besser, jedoch noch nicht weg. GND Verbindungen habe ich x-mal geprüft, habe auch die Platinen anders angeordnet und sichergestellt dass keine Verbindungen außer den auf dem Blockschaltbild dargestellten vorhanden sind. Selbst die LT8490 Platine habe ich bearbeitet. Die GND Plane habe ich aufgetrennt, sodass der Strom definitiv den für ihn vorgesehenen Weg läuft. Dies brachte allerdings keine Besserung. Dann habe ich die Kupferplanes der Schalttransistoren verkleinert. Meine Vermutung war dass diese als Antennen fungieren. Das machte es allerdings nur noch schlimmer... es scheint also schon etwas mit dem Layout des Schaltreglers zu tun zu haben, ich wüsste nur gerne was genau ich falsch gemacht habe. Ein neues Layout zu entwerfen wäre jetzt kein Beinbruch aber ich möchte vermeiden die selbe Thematik danach wieder zu haben. Anbei noch zwei Screens des Oszis, einmal der I2C Bus und zum Vergleich der Switchnode direkt an der Spule gemessen. In diesem Fall sind es besonders schlimme Störungen, das ist nämlich der Fall wenn Vin nahezu identisch mit Vout ist (knapp 1Volt darüber liegt). Man sieht wie die Einstreuung in den Bus den Schaltflanken des Switchnodes folgt. Können das überhaupt noch Einstreuungen ins Kabel sein?? Bei über 5V pk/pk... da muss doch mehr im Busch sein, oder?? Außerdem noch ein Bild von der Platinenunterseite, mit den geänderten Kupferplanes. Auch mit der Versorgung des BQ34Z100 IC's habe ich etwas herumgespielt, sogar schon aus einer separaten Versorgung gespeist und auf ein anderes GND Potential gelegt (es gibt ja zwei... weil ich den Stromfluss über einen Lowside Shunt messe). Hilft aber leider alles nichts... Vielleicht fällt euch noch was ein/auf das ich ändern kann. Danke, Gruß
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Mir ist da soeben noch was aufgefallen... folgendes Oszibild habe ich wenn ich im Buck Mode die Gate Leitung von Fet4 messe. Egal ob vor oder nach dem Gatewiderstand. Diese Spikes haben dort doch nichts verloren, oder? Sind auch wieder exakt die Selben wie auf meinem I2C Bus. Es wird zwar vermutlich nicht reichen den Fet zum leiten zu bringen, jedoch frage ich mich dennoch wie diese Störungen auf die Gateleitung kommen. (anbei noch das Layout der Gateleitung)
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Borsty B. schrieb: > folgendes Oszibild habe ich wenn ich im Buck Mode die Gate Leitung von > Fet4 messe. Egal ob vor oder nach dem Gatewiderstand. Bei 0-Ohm Widerständen(Wert überprüft?) aber auch anderen Werten (fließt ja quasi kein Strom) wirst du auch nichts anderes messen. Im Zweifel Brücke rein, so wie in der App eh kein Widerstand vorgegeben. Bedenke, dass FETs wegen der Sperrschicht ein Kondensatorverhalten haben, das mit zunehmender Frequenz stören kann. Welche Fets hast du denn verbaut? Geht aus deinem Schaltbild (vervollständigen) nicht hervor. Linear empfiehlt Infinion BSC...-Typen. Außerdem ist bei den beiden Applikationen s. 38/39 hier R4 einmal 2Ohm und bei der anderen gar nichts. C13 fand ich in keiner App, nur bei dir. Evtl. mal entfernen. > Diese Spikes haben dort doch nichts verloren, oder? Sind auch wieder > exakt die Selben wie auf meinem I2C Bus. Schalt doch mal 1M von d. Gates nach Masse. Vielleicht speichert die FET-Kapazität zu lange Ladung, obwohl eigentlich die Treiberstufe des 8490 die Ladung über eine Gegentaktstufe(so der Idealfall) auf GND ableiten müsste. > Es wird zwar vermutlich nicht reichen den Fet zum leiten zu bringen, > jedoch frage ich mich dennoch wie diese Störungen auf die Gateleitung > kommen. Weil die Fets die Störung selbst erzeugen, vielleicht? Die sind ja Induktiv durch die Spule voll belastet. Für mich sieht das einer H-Brücke nicht ganz unähnlich, nur ohne Freilaufdioden. Wenn jetzt die Arbeitspunkte nicht stimmen, also der eine Fet schon sperrt wenn der andere noch nicht leitet, obwohl so geplant, dann muss die Energie doch irgend wo hin, oder? Soweit die Theorie. Ich würde erst mal versuchen mit den 1M den FETs Ladung zu entziehen. Ist natürlich nur ein Schuss ins Blaue, aber im Moment das Beste was mir einfällt.
Ich hab mir noch mal die Apps von Linear mir genauer angeschaut. Die eine App ist für 12V-Säureakkus und hat eine 15µH Spule, die andere ist für LiPo-Akkus und hat eine 10µH Spule. Welchen Akku setzt du denn ein? Jetzt merkt man warum so große Sorgfalt an die Dokumentation zu stellen nötig ist. Da können schon kleinste Details Wirkung haben.
Inkognito schrieb: > Ich würde erst mal versuchen mit den 1M den FETs Ladung zu entziehen. Hat nichts gebracht, habe sogar 500k versucht, keine Veränderung. Inkognito schrieb: > Welchen Akku setzt du denn ein? Einen Li-Ion Akku mit 33,3V. In der Tat scheint die Spule neben den üblichen Parametern für einen Schaltregler auch mit dem Akku zusammenzuspielen. Ich hatte gestern Abend noch test weise eine kleinere Spule verbaut und die Störungen wurden geringer. Muss das aber heute nochmals genauer betrachten. Aktuell verwende ich eine SER2915H-103, habe aber auch SER2915-472 und XAL1510-682ME herumliegen. Werde das heute Abend mal testen.
Hallo, Für 200kHz Schaltfrequenz hat LT eine 10µH Spule "vorgegeben". Die 15µH Spule ist für 145-175 kHz "vorgegeben". Richard
Die Widerstandswerte von R6 und R9 sind wechselseitig vertauscht. Finde ich vom Design bisschen komisch, aber könnte wichtig sein. Borsty B. schrieb: > Aktuell verwende ich eine SER2915H-103, habe aber auch SER2915-472 und > XAL1510-682ME herumliegen. Werde das heute Abend mal testen. Also was Linear vorgibt. Die 472 sind 4,7µH, was die Induktivität halbiert. Ich sehe keinen Grund mal Alternativen nicht zu testen. Allerdings werden dabei sich auch gewünschte Parameter wohl verschieben, befürchte ich. Da gibts von coilcraft(Datasheet) in 10µ noch ein 18H und ein 15L mit anderem DCR (vermutlich Gleichstromwiderstand) die man versuchen könnte. Mouser hat das Datasheet online. Im Bild vom 02.09.2016 19:16 sieht die Spule aus, als wäre die mit Draht gewickelt. Bei Schaltnetzteilen, die ja bekanntermaßen hoch betaktet werden, wird üblicherweise Schaltlitze benutzt um die Kupferverluste klein zu halten. Wenn die käuflichen Spulen nicht funzen, würde ich mal eine selber mit Litze wickeln und ausprobieren. Einen RCL-Tester oder Besseres wirst du wohl haben?
Leute ich habe gute und schlechte Nachrichten... Ich habe eine andere LT8490 Platine heute ausprobiert (eine fertige, die ich gekauft habe) und siehe da, keinerlei Störungen. Der I2C Bus zuckt nicht einmal... Es handelt sich um folgende Platine: http://www.mictronics.de/blog_content/_uploads_/2014/09/LT8490_MPPT_PCB_Top.jpg Ich habe diese heute aus einem anderen, früheren Projekt ausgebaut und für mein jetziges Projekt angepasst. Das war die gute Nachricht... die schlechte Nachricht ist dass mein Layout einfach nur Rotz ist und ich eine neue Platine anfertigen muss. Die andere LT Platine läuft übrigens mit 200kHz, einer Coilcraft XAL1510-682ME und den selben Fets wie in meiner Schaltung (SiR872ADP). Ich werde mich nun also dran setzen und die neue Platine entwerfen. Zur Sicherheit dürft ihr natürlich drüberschauen ;-) Danke erstmals für eure fleißigen Antworten :) Gruß Bernhard
Borsty B. schrieb: > Es handelt sich um folgende Platine: > http://www.mictronics.de/blog_content/_uploads_/2014/09/LT8490_MPPT_PCB_Top.jpg 403 error
Bleibt die Frage ob dies nun der Beweis ist, daß für solche Projekte mindestens ein 4-fach Multilayer herhalten muss?
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