Forum: Platinen Bitte Schaltregler Layout Prüfen


von Sebastian K. (pwned4d)


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Hallo,
da es mein erster SMD Schaltregler ist würde ich ihn gerne mal Überprüft 
haben.

Der Obere ist ein Buck von ca.11V auf 5V für einen µC, RTC und ein paar 
LED Anzeigen.
Der Untere ist ein Boost von den 11V auf 24V für ein Ventil(ca.100mA).
Beide Arbeiten mit 1,6MHz

Buck: 
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/X400/LM2734XX_ENG_TDS.pdf
Boost: http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/LM27313-TI.pdf

Spulen: http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B400/PIS2816.pdf

Wenn ich noch andere Lagen ein/aus Schalten soll einfach schreiben.
Top wird GND.

Vielen Dank schonmal
Grüße Sebastian

von der schreckliche Sven (Gast)


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Ersten Fehler gefunden: D2 (1N4148).
Weg damit!

von der schreckliche Sven (Gast)


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Zweiten Fehler gefunden: T1 (BSS 138) verträgt nie und nimmer 24V am 
Gate.

von Sebastian K. (pwned4d)


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Danke für den Hinweis mit der Diode, die muss nicht weg sondern nur 
anders (Abbildung 13, Datenblatt vom Buck, Seite 11).
Wegen T1, ich hätte wohl besser ne andere Netzbezeichnung wählen sollen, 
da liegen keine 24V an, nur 5V vom µC.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian K. schrieb:
> brd.PNG
Warum ist denn da alles auf der Unterseite? Das ist ja total schlecht 
lesbar :-/

Zum Layout selber: sieh dir mal das Baeispiellayout vom LM2734 im 
Datenblatt an. Dort geht nicht der gesamte Leistungsstrom einmal ums 
ganze IC herum. Und insbesondere der "Switchnode" (dort am Pin 6, wo es 
am meisten zappelt) ist bei dir RIIIIEEESIG (das nennt man dann auch 
"Antenne"), im Beispiellayout hat der nur wenige mm² groß. Und das 
empfiehlt sich auch sehr bei so einer kleinen MHz-Bissgurke...

Nimm einen Stift zur Hand und exerziere die Übung mit den 3 Strompfaden 
mal im Beispiellayout und bei dir durch:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler


BTW: ich stelle mir gerade die Frage, warum das gesamte Design so hübsch 
flächig ist und dann sämtliche Bauteile, sogar die kritischen über dünne 
Kupferhärchen (aka. Thermals) an diese Flächen angebunden werden.

: Bearbeitet durch Moderator
von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Die Thermals sind Standard in Eagle, wenn man Polygone nutzt. Dafür 
gibts aber eine Schaltfläche, das zu unterbinden, resp. eine Eigenschaft 
des Polygons. Wenn er das von Hand löten will, ist das ganz praktisch. 
Meine Erfahrung zeigt aber, dass Drosseln mit den Pads an der 
Unterseite, ganz schlecht von Hand zu löten sind. Hier mags gehen, wenn 
die nicht soviel Masse haben.

Schaltest du das Ventil in der Tat auf der 24V-Seite? Ich mag mich 
täuschen, aber der (Boost-) IC kommt in weniger als 1s hoch und der 
SHDN-Pin könnte als Schalter benutzt werden. Dem Ventil wird es wohl 
gleich sein, ob die Spannung in 20 oder 200ms ansteigt.

Einen Trimmer am Ausgang halte ich für Murks. Du findest a) keine 
ausreichend stabilen (Alterung, Temperatur) und b) drehst du daran 
einmal. Es macht mehr Sinn, ein paar Pads für Widerstände vorzusehen, um 
ggf. nachzutrimmen. Mit der E96-Reihe und 2S oder 2P-Anordnung kommt man 
da sehr weit. (2S=im oberen Teil der Spannungsteilers zwei Widerstände 
in Serie, 2P=im oberen Teil des Spannungsteilers zwei Widerstände 
parallel.) So bleibst du bei 1% und vertretbarer Ungenauigkeit. Wenn es 
wirklich ein Trimmer sein muss, mach ihn in Reihe und klein gegenüber 
dem Festwiderstand. So kannst du 5-10% trimmen.

Neben den Ungenauigkeiten kommt der Schaltregler auch in Bedrängnis, 
wenn die Ausgangsspannung zu niedrig wird. Die dann zu kleine Drossel 
führt zu Strombegrenzungen. 's gibt dann bestimmt auch 
Stabilitätsprobleme, da die Regelung Nullstellen hat, die mit Spule und 
Ausgangskondensator in gewissen Grenzen für Stabilität sorgen. Darüber 
hinaus wirds instabil. (Sonst könnte man ja ziemlich billig 
Schaltnetzteile in Labornetzteile hoher Güte umwandeln.)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Boris O. schrieb:
> Die Thermals sind Standard in Eagle, wenn man Polygone nutzt.
> Wenn er das von Hand löten will, ist das ganz praktisch.
Durchaus richtig, aber bei einem MHz-Schaltregler ist das Löten der 
nachrangige Prozess. Vorne muss die Funktion stehen, und die braucht 
hier kompakte geschlossene Flächen.

> Einen Trimmer am Ausgang halte ich für Murks.
Und wenn, dann darf der Trimmer nur an die LowSide. Denn wenn dann der 
Schleifer mal keinen Kontakt hat, wird die Spannung herunter geregelt. 
So wie der Trimmer jetzt drin ist, wird am Ausgang die maximal mögliche 
Spannung ausgegeben...

> Dem Ventil wird es wohl gleich sein, ob die Spannung in 20 oder 200ms
> ansteigt.
Was ist das überhaupt für ein Ventil und woher kommt VBat?

von Sebastian K. (pwned4d)


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Danke erstmal für die Hinweise.
Ich werde das heute Abend überarbeiten.

Vbat kommt von einem 3S Lipo, Überwachung übernimmt der µC.
Das Ventil ist für Druckluft.

Poti nach R2 und kleiner + Widerstand in Reihe
Thermal durch ganzflächig ersetzen, werde zum Löten dann einfach die LP 
vorheizen.
Layout überarbeiten

mfG Sebastian

von Sebastian K. (pwned4d)


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Hallo,
hat nun doch etwas länger gedauert.

Was ich gemacht habe:
- Trimmer nach unten, kleiner +Widerstand
- direktes Schalten des Ventil über Spannungsregler
- Layout neu und ohne Thermals

mfG Sebastian

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian K. schrieb:
> - Layout neu und ohne Thermals
Das sieht jetzt tatsächlich recht brauchbar aus...   ;-)

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