Board Schaltregler

OP #5145376
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Hallo

Ich hätte an euch eine Frage zu den Schaltreglern.

Den Beitrag Beitrag "Schaltregler Layout verbesserungswürdig :-)" ist schon 
älter und darum möchte ich dieses Thema noch einmal ansprechen.

Da ich mehr auf Schaltregler setzte statt die Heizung (LM78xx) möchte 
ich mit euch ein funktionales/schönes Layout entwickeln.

1. was sagt ihr zu den 2 Board die ich Hochgeladen habe?

im Bild "Schaltregler strompfad" die Bedeutung der Linien:
Schwarz: Laden
Grün: Leerlauf
Orange: Recovery Pfad

2. Welche Spulen sind besser (Ringkern oder doch die SMD (zB. PIS -> 
https://www.reichelt.at/?ACTION=3;ARTICLE=73170;SEARCH=l-pis4720))

Das was ich bis jetzt weis ist:
unter der Spule kein Kupfer und auch keine Leiterbahnen, kurze 
Leiterbahnen, Low ESR Kondensatoren verwenden,

Ich bedanke mich schon jetzt für eure Unterstützung, und ein schönes 
Wochenende.
Gruß David
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Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #5146165
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David K. schrieb:
> 2. Welche Spulen sind besser
Du musst bei Ringkernspulen darauf achten, ob sie für die Schaltfrequenz 
geeignet sind. Eisenpulverkerne haben da gern hohe Verluste, und genau 
dafür sind sie ausgelegt: Vernichten von Störungsenergie in 
Stromzuleitungen. Deshalb ist die höchste Frequenz, die du im Datenblatt 
findest, auch nur 1kHz. Und bereits dort reduziert sich die 
Induktivität.

Die L-PIS4720 ist eine dedizierte Speicherdrossel, nimm die.

Die Bauteilplatzierung ist gut, aber ich würde die Masse neimals einfach 
quer drüber fluten, sondern manuell optimal verlegen und nur am 
Eingangs- und Ausgangselko mit der gefluteten Masse verbinden. Dann 
bleiben die Schaltströme mit samt den Störungen lokal im Schaltregler.

Und mach die Leiterbahnen, besonders die, auf denen die Schaltströme 
fließen, so breit wie möglich. Platz ist genug da.

Der Feedback sollte übrigens am Ausgangskondensator angeschlossen sein. 
Nicht an der Spule...

BTW: bei einem halbwegs sauberen Schaltreglerdesign brauchst du nicht 
noch eine zweite LC-Filterstufe.
OP #5146264
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Aso ok ich verstehe, welche könnte ich sonnst noch nehmen falls ich 
keine SMD-Spule nehmen kann (keine doppelseitige Platine/ kein Platz 
unter der Platine)?

Lothar M. schrieb:
> Die Bauteilplatzierung ist gut, aber ich würde die Masse neimals einfach
> quer drüber fluten, sondern manuell optimal verlegen und nur am
> Eingangs- und Ausgangselko mit der gefluteten Masse verbinden. Dann
> bleiben die Schaltströme mit samt den Störungen lokal im Schaltregler.

Wie bringe ich das am Eagle bei?
Ein eigenes Polygon machen? und darin die GND Leitung vom Regler 
verlegen?

Die Feedback Leitung wurde neu verlegt, Die Spule wurde durch eine 
PIS-Spule getauscht und die Leiterbahn zu der Spule wurde dicker.

Jetzt habe ich noch den Eingangskondensator verschoben =)


Gruß David
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Gast #5146313
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Das Poti immer im unteren Teil des Spannungsteilers (mit 
Serienwiderstand!) und nicht im Oberen.

Grund, der obere R taucht in der AC Kleinsignalübertragungsfunktion  des 
Reglers auf, der untere nicht (nur für den DC Arbeitspunkt). Du stellst 
so sicher, dass dein Poti die Stabilität deiner Regelung nicht 
beeinflusst!
Gast #5146366
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Die wesentlichen Parameter deiner zu regelnden Strecke bleiben konstant 
solange du nichts an L und C oder den Betriebsmodus (CCM oder DCM) 
wechselst. Der DC gain deiner Strecke ist aber abhängig vom Verhältnis 
von Ein- zu Ausgangsspannung. Such dir also den worst case, leg deine 
Regelung darauf aus und eine Variation der Ausgangsspannung ein paar 
Volt hin oder her sollte nicht zu Instabilität führen.

Zur Not rechnest du halt 6dB mehr Gainmargin ein, dann solltest du auf 
der sicheren Seite sein.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #5147015
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David K. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Die Bauteilplatzierung ist gut, aber ich würde die Masse neimals einfach
>> quer drüber fluten, sondern manuell optimal verlegen und nur am
>> Eingangs- und Ausgangselko mit der gefluteten Masse verbinden. Dann
>> bleiben die Schaltströme mit samt den Störungen lokal im Schaltregler.
> Wie bringe ich das am Eagle bei?
Du formst das "allgemeine Massepolygon" so, dass der Schaltregler 
komplett und vollkommen von der gefluteten Masse ausgespart ist.

Und dann verlegst du im Schaltregler die Masse wie jedes andere Signal 
mit Leiterbahnen. Diese machst du in den "Leistungs-Strompfaden" so 
breit wie möglich. Und zwar sollte vom Eingangskondensator über den 
Schalter und die Spule und den Ausgangskondensator zurück zum 
Eingangskondensator diese Leiterbahn nicht unnötig verjüngt werden (so 
wie z.B. bei dir jetzt vom Eingangskondensator zum Regler: diese 
Leiterbahn ist unnötig eng und vor allem viel schmäler als vom Regler 
zur Spule, wo ja der exakt gleiche Strom fließen muss!)
Dann siehst du also durch die Verdrahtung mit Leiterbahnen auch eher, 
wie der Strom fließt. Und die Bauteile werden nicht über solche 
hochohmigen Pigtails (diese ultradünnen Thermals) an die Masse 
angebunden...
OP #5147610
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Aso ja das hatte ich mir nachher e gedacht danke, werde ich laufe dieser 
Woche machen.


> Und dann verlegst du im Schaltregler die Masse wie jedes andere Signal
> mit Leiterbahnen. Diese machst du in den "Leistungs-Strompfaden" so
> breit wie möglich. Und zwar sollte vom Eingangskondensator über den
> Schalter und die Spule und den Ausgangskondensator zurück zum
> Eingangskondensator diese Leiterbahn nicht unnötig verjüngt werden (so
> wie z.B. bei dir jetzt vom Eingangskondensator zum Regler: diese
> Leiterbahn ist unnötig eng und vor allem viel schmäler als vom Regler
> zur Spule, wo ja der exakt gleiche Strom fließen muss!)
> Dann siehst du also durch die Verdrahtung mit Leiterbahnen auch eher,
> wie der Strom fließt. Und die Bauteile werden nicht über solche
> hochohmigen Pigtails (diese ultradünnen Thermals) an die Masse
> angebunden...

Ich verstehe, für 1A nehme ich eine Leiterbahnstärke von ca 0,6 mm, aber 
der Strompfad beim Schaltregler muss noch dicker sein.
Wie viel Strom kann denn hier ca fließen bzw. ist das einfach wegen den 
Störungen? (Das ist mir noch nicht ganz klar)

Gruß David
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #5148613
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David K. schrieb:
> Ich verstehe, für 1A nehme ich eine Leiterbahnstärke von ca 0,6 mm,
> aber der Strompfad beim Schaltregler muss noch dicker sein.
Er muss nicht, aber er wird besser und niederohmiger (bzw. 
niederimpedanter), wenn es so ist.

> Wie viel Strom kann denn hier ca fließen
Im Großen und Ganzen so viel wie hinten rauskommt...

> bzw. ist das einfach wegen den Störungen?
Es ist 1. weil du das Kupfer eh' schon bezahlt hast, und 2. je 
niederohmiger die Leiterbahn, desto geringer die Verluste.

> Ich verstehe, für 1A nehme ich eine Leiterbahnstärke von ca 0,6 mm
Ich nehme für 1A auch mindestens 0,6mm. Aber nur dann, wenn ich die 
Leiterbahn wirklich nicht breiter machen kann. Denn bei 1A erwärmt 
sich diese schmale Leiterbahn um 10K. Und "Erwärmung" bedeutet 
"Verluste".
Gast #5148663
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Lothar M. schrieb:
>> Ich verstehe, für 1A nehme ich eine Leiterbahnstärke von ca 0,6 mm
> Ich nehme für 1A auch mindestens 0,6mm. Aber nur dann, wenn ich die
> Leiterbahn wirklich nicht breiter machen kann. Denn bei 1A erwärmt
> sich diese schmale Leiterbahn um 10K. Und "Erwärmung" bedeutet
> "Verluste".

Richtig.
Aber meist ist nicht die Erwärmung der Leiterbahn das primäre Problem 
und die Grenze, sondern der Spannungsabfall daran.
Von Layouter z.B. kann man häufig hören: die Breite reicht doch! In 
meiner Tabelle steht ....
Oft hat man aber niedrige Spannungen (z. Teil unter 1V für Cores 
größerer FPGAs oder SoCs mit oft nur 3% Toleranz), so dass 
Spannungsverluste von 10mV an der Leiterbahn schon weh tun.
Auch in Schaltnetzteilen sind Peakströme beteiligt, die weit höher sind 
als der Nominalstrom. Es empfiehlt sich also, das gekaufte Kupfer auch 
zu verwenden!
OP #5148907
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Lothar M. schrieb:
> David K. schrieb:
>> Ich verstehe, für 1A nehme ich eine Leiterbahnstärke von ca 0,6 mm,
>> aber der Strompfad beim Schaltregler muss noch dicker sein.
> Er muss nicht, aber er wird besser und niederohmiger (bzw.
> niederimpedanter), wenn es so ist.
Ok umso weniger Widerstand umso besser
>
>> Wie viel Strom kann denn hier ca fließen
> Im Großen und Ganzen so viel wie hinten rauskommt...
Ok
>> bzw. ist das einfach wegen den Störungen?
> Es ist 1. weil du das Kupfer eh' schon bezahlt hast, und 2. je
> niederohmiger die Leiterbahn, desto geringer die Verluste.
>
>> Ich verstehe, für 1A nehme ich eine Leiterbahnstärke von ca 0,6 mm
> Ich nehme für 1A auch mindestens 0,6mm. Aber nur dann, wenn ich die
> Leiterbahn wirklich nicht breiter machen kann. Denn bei 1A erwärmt
> sich diese schmale Leiterbahn um 10K. Und "Erwärmung" bedeutet
> "Verluste".

Stimmt und Verluste bedeutet wieder wärme und so weiter =)
OP #5148911
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HildeK schrieb:
> Richtig.
> Aber meist ist nicht die Erwärmung der Leiterbahn das primäre Problem
> und die Grenze, sondern der Spannungsabfall daran.
> Von Layouter z.B. kann man häufig hören: die Breite reicht doch! In
> meiner Tabelle steht ....

Haha ja stimmt in der Tabelle steht wirklich 1A ca 0.6 mm 10K Erwärmung 
=)

Ja das verstehe ich sehr gut, es könnten auch Messfehler enstehen und 
man wundert sich wieso "ich habe doch Schaltung gerade Kalibriert"

Gruß
OP #5169972
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Guten Abend.

Entschuldigung das ich mich bis jetzt nicht mehr gemeldet habe, hatte 
sehr viel um die Ohren und war nicht am PC. :(

Hier wäre mein neuer Entwurf für den Schaltregler, was haltet ihr von 
diesem Layout.

+ Große Leiterbahnen
+ Masse nur über 2 Punkte (Eingangs- und Ausgangselko)
+ Doppelseitig mit Durchkontaktierung


Grüße David
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