Hallo, bei Schaltreglern hat man ja die Auswahl zwischen verschiedenen Schaltfrequenzen. Teilweise ja auch unterschiedliche durch Beschaltung am Chip selbst. Wie treffe ich denn hier die Auswahl, ob ich eher eine geringe Frequenz oder hohe auswähle? Für ein A6-GSM-Modul wollte ich diesen Regler verwenden TPS62132
T.M .. schrieb: > Wie treffe ich denn hier die Auswahl, ob ich eher eine geringe Frequenz > oder hohe auswähle? Hohe Frequenz -> kleinerer Kern notwendig, kleinere Kondensatoren, dafür höhere Anforderungen an Kernmaterial, Schaltelemente und Kondensatoren. Außerdem wird es bei hohen Frequenzen schwieriger, die EMV-Probleme in den Griff zu bekommen.
Eine Abwägung zwischen Effizienz, Baugröße und EMI. Je geringer die Leistung um so höher kann man die Frequenz wählen ohne in allzu schwere EMI Probleme zu laufen. Man sollte dann aber schon einiges an Erfahrung mitbringen, weil das Layout anspruchsvoll wird. Ich hatte gerade vor kurzem eine Schaltung auf dem Tisch mit einem 2,4Mhz Schaltregler. Vergleichbar zum TPS62132. Der Kollege hatte bei den Masseflächen nicht aufgepasst und damit so hohe Kapazitäten aufgebaut, das der Schaltregler schon ohne Last in die Überstromabschaltung ging. Erst das entfernen von der PCB und eine Freiverdrahtung habens dann gebracht. Also alles extrem kurz halten wo schnell geschaltet wird, zwischen Hin- und Rückleiter der Power keine Flächen aufspannen (Sendeantenne) und Masseflächen in ausreichendem Abstand dazu halten um die Kapazitäten im Griff zu halten. Auch nicht zu weit weg wg. Abstrahlung. Bauchgefühl und Erfahrung. Wenn Du Platz hast, noch nicht so viel Erfahrung und keine Lust auf selbst gemachte Problem würde ich im 100 - 200Khz Bereich bleiben.
T.M .. schrieb: > Wie treffe ich denn hier die Auswahl Die, die du noch beherrscht. Je höher die Frequenz, von 25kHz über 56kHz, 100kHz und 250kHz bis 1MHz, um so schwieriger wird ein erfolgreicher Aufbau, schliesslich kommt man zum Mittelwellensender. Man muss von Hochfrequenzplatinenlayout über Bauteilverhalten (Nebenwerte von Spule und Kondensatoren führen zu Resonanzfrequenzen machen also Spulen kapazitiv und Kondensatoren induktiv) viel wissen und beachten damit höherfrequente Schaltregler noch funktionieren. Im Breadboard gehen wohl nur 25kHz, im Lochraster gehen wohl nur 56kHz, auf einseitig nur 100kHz, und 1MHz muss kleiner als eine Briefmarke sein.
Quatsch. Ich hab vor einigen Jahren einen StepDown-Wandler mit Synchrongleichrichtung von 12V auf 3..5V gebastelt um damit irgendwelche LEDs zu befeuern, der lief mit seinen 200kHz problemlos auf Lochraster.
Na ja - aber rechne mal Worst Case / erste Versuche. Richtig gemacht ist das natürlich drin, dazu muß man aber entw. selbst Bescheid wissen, oder sich besten Bescheid einholen können.
Auch auf Lochraster kann man kompakt und gut verdrahten. Bedrahtete Bauteile sind nur wegen ihrer Anschlussbeine, die als Induktivität wirken, ein Problem. Gibt aber auch Lochraster mit 1.27mm pitch für SMD Aufbauten. Auch Einseitig ist nicht das Problem an sich, sofern sich das gut verdrahten lässt. Einige Schaltregler haben ein sehr durchdachtes Pinning, andere nicht. Mit generellen Größenangaben wäre ich auch vorsichtig. Die geschalteten Powerpfade müssen gut verlegt werden, ebenso eventuelle Feedback Netzwerke. Alles was bereits befiltert ist und HF mässig ruhig, kann beliebige Ausdehnung haben.
Ben B. schrieb: > Quatsch. Sieh doch die MaWins Werte einfach mal nicht so verbissen (wobei die „56 kHz“ schon lustig sind ;) – in der Tendenz ist es doch völlig richtig. Dass das blinde Huhn auch auf Lochraster vielleicht noch ein besseres Korn finden kann, ist ja dabei nicht ausgeschlossen. Je kleiner man den Aufbau bekommen kann, um so höhere Frequenzen lassen sich beherrschen (was impliziert, dass man mit ordentlichen SMD-Bauteilen problemlos höher kommen kann, als mit THT überhaupt machbar). Allerdings ist die geometrische Größe nicht das einzige Kriterium, das Kernmaterial der Speicherinduktivität und (so vorhanden) die externen Halbleiter (Schaltglied, Diode) müssen die höhere Frequenz ebenfalls verlustarm überstehen, ansonsten hat man von der höheren Frequenz nichts als zusätzliche Probleme.
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Jörg W. schrieb: > dass man mit ordentlichen > SMD-Bauteilen problemlos höher kommen kann, als mit THT überhaupt > machbar Die Wahl der Schaltfrequenz ist allgemein auch eine Frage der genauen Fertigungsmöglichkeiten, die man hat. Natürlich kann man die Grundsätze (die meist vorhandene Halbbrücke so direkt wie irgend möglich mit der Abblockkapazität verbunden, die Stromwege ganz kurz, kleinste Schlaufen) auf jedem Material "richtig machen", aber die Möglichkeiten moderner Multilayer-Technik + die winzigen SMD Teile sind noch mal eine ganz andere Dimension. Angenehm für Leute auch ohne einfachen / günstigen Zugang dazu ist, daß man viele SMD Teile schon auch auf Lochraster gut gebrauchen kann.
Hallo, im Design von Schaltreglern habe ich quasi keine Erfahrung. Ich hätte mich deshalb an Schaltungslayouts gehalten, die der Hersteller angibt. Siehe Anhang. Wo können denn da noch Stolpersteine liegen, wenn man das Layout so komplett übernimmt und auch exakt die Bauteile verwendet, die angegeben. WEBENCH schlägt mir ansonsten noch den TPS54426 vor der mit um die 700khz arbeitet. Fertigen würde ich eine 2lagige PCB. QFN wäre kein Problem zu löten
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T.M .. schrieb: > Wo können denn da noch Stolpersteine liegen, Mit den Vorgaben, Richtlinien, Bauteilen aus dem Datenblatt hast du schon eine sehr gute Anlaufstelle. ? Gruß,
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Angehängte Dateien:
Das war das Beispiellayout
Gibt es eigentlich Schaltregel komplett im Chip? Ich meine jetzt nicht so was wie Recom oder TracoPower.
F. F. schrieb: > Gibt es eigentlich Schaltregel komplett im Chip? > Ich meine jetzt nicht so was wie Recom oder TracoPower. Jau ... zB in einem 4,4*6mm Package. Step-Down mit 1A Strom: https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/ds/en5329qi_08326.pdf *edit*: Arbeitet auf 3,2MHz!
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F. F. schrieb: > Gibt es eigentlich Schaltregel komplett im Chip? Komplette Controller samt Leistungsteil schon, völlig komplette Schaltregler weniger. Man kann ja z.B. die Induktivitäten kaum / schlecht besonders sinnvoll in IC-Gehäusen unterbringen. (Bei Cs wär's wohl einfacher, aber...) Oder was genau meinst Du damit?
js schrieb: > Oder was genau meinst Du damit? Kuck dir mal das PDF über deinem Beitrag an :) In dem Ding ist die Induktivität tatsächlich schon im Package.
Mampf F. schrieb: > In dem Ding ist die Induktivität tatsächlich schon im Package. Ich fass es nicht. Tatsächlich. Das ist mir neu...
Vermutlich eine in taugliches Material eingehüllte Drahtspirale. Habe ich echt noch nicht gesehen, außerdem nicht damit gerechnet.
js schrieb: > Ich fass es nicht. Tatsächlich. Das ist mir neu... ist aber schon ein alter Hut. Maxim hat so Teile z.B. schon länger. Torex Semi ist vmtl. führend und hat einige Typen im Programm.
js schrieb: > Man kann ja z.B. die Induktivitäten kaum / > schlecht besonders sinnvoll in IC-Gehäusen unterbringen. Wie würdest du denn die Worte "Converter with Integrated Inductor" in der Kopfzeile des Datenblattes vom EN5329QI interpretieren.
Wolfgang schrieb: > Wie würdest du denn die Worte "Converter with Integrated Inductor" in > der Kopfzeile des Datenblattes vom EN5329QI interpretieren. Du meinst bestimmt: Was würde ich antworten, wenn Du mich das jetzt völlig verspätet fragen würdest. Ja, nee... ich hätt's ja vielleicht früher erfahren können ("alter Hut"), wenn ich denn mehr mit solchen stark miniaturisierten Sachen zu tun gehabt hätte. Selbstverständlich muß ich meine (auch noch nach dem pdf abgeschickte) Aussage natürlich gänzlich widerrufen. Nu haut mich aber auch nicht länger - is doch grausam...
> Ich fass es nicht. Tatsächlich. Das ist mir neu...
Wuerth hat sowas auch seit neuestem. Und ich glaube Linear auch.
Kommt wohl gerade in Mode.
Olaf
js schrieb: > Nu haut mich aber auch nicht > länger - is doch grausam... so war's ja auch gar net gemeint ;) Die Elektronik-Welt entwickelt sich so ungeheuer schnell und vielfältig, dass man kaum jede Entwicklung mitbekommen kann.
js schrieb: > Mampf F. schrieb: >> In dem Ding ist die Induktivität tatsächlich schon im Package. > > Ich fass es nicht. Tatsächlich. Das ist mir neu... Das war meine Idee dabei. Noch enger geht es eben nicht. Wenn man die Frequenz möglich hoch schrauben will, ist das schon mal ein guter Ansatz.
Hallo, ich benutze für HF-Schaltungen eine möglichst hohe Schaltfrequenz. Am Besten >1MHz. Einerseits ist die Spule klein und damit das Streufeld auch. Andererseits sind die Flanken von den niederfrequenten Reglern auch so steil, dass man Oberwellen bis in den dreistelligen MHz-Bereich haben kann. Will man das filtern braucht man also einen Filter der von z.B. 50kHz bis 100MHz ausreichend Dämpfung erreicht. Die sind relativ groß und teuer und haben z.T. nur beschränkte Performance. Mit 2MHz Schaltfrequenz brauche ich nur noch einen Filter von 2MHz bis 100MHz. Die können wesentlich kleiner und idR. mit höherer Dämpfung realisiert werden. Außerdem weiß ich, dass ich nur Störungen im Abstand von 2MHz zu erwarten habe und kann das ggf. im Frequenzplan mit berücksichtigen. Wenn man sich klar macht wo der Strom entlang fließt und keine großen Schleifen baut ist das auch kein Hexenwerk. Eine 4-Lagen PCB hilft dabei allerdings enorm. Viele Grüße, Martin Laabs
Martin L. schrieb: > Einerseits ist die Spule klein und damit das Streufeld auch. Hi Martin, magst du näher erläutern, wie das gemeint ist? "Klein" im Sinne von physische Größe (Volumen) oder klein im Sinne von Induktivität L? Gruß,
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Hinsichtlich EMV und überhaupt benutze ich das Layout, das im Datenblatt angegeben ist. VG WALTER
Das ist in meinen Augen immer der richtige Weg, wenn man sich mit neuen IC's befasst, das Design aus dem Datenblatt zu nehmen. Wenn es andere Gründe gibt oder einfach einen die Neugierde treibt es anders zu machen, kann man immer noch neue Sachen ausprobieren. Als ich mich mit Audio beschäftigen musste, was ich eigentlich nie wollte, habe ich das beispielsweise so gemacht und dann auch mit anderen Kondensatoren experimentiert. Der Klang verbesserte sich (subjektiv empfunden) mit anderen Größen. Das war jetzt nur ein Beispiel. Immer erstmal nach dem Datenblatt gehen.
Ich nutze auf Lochraster oft diese hier: https://www.distrelec.ch/Web/Downloads/_t/ds/tsrn1_eng_tds.pdf Grade eben um den oben erwähnten Problemen entgegen zu wirken. 95% Wirkungsgrad @ full load.
F. F. schrieb: > Gibt es eigentlich Schaltregel komplett im Chip? > Ich meine jetzt nicht so was wie Recom oder TracoPower. SIMPLE SWITCHER®-Stromversorgungsmodule: Ultimative Anwendungsfreundlichkeit http://www.ti.com/ww/de/simple_switcher/power-modules.html Diese Dinger sind einfach Toll. mfg Klaus
Habe mir gerade ein Datenblatt angeschaut. Richtig interessant. Danke Klaus!
So, nachdem ich gestern deutlich mein "nicht-up-to-date-Dasein" gezeigt habe, scheint die NSA mich nicht mehr als würdig einzustufen, TI Seiten anzugucken. Egal was, wenn "ti" in der URL, kommt ACCESS DENIED. (Hat wer Rat?)
js schrieb: > Hat wer Rat Warten, später nochmal versuchen bzw. Router reset um ne neue IP zu bekommen. Vielleicht wird gerade ein ganzer IP Block wg. einer DOS Attacke gesperrt. Die NSA würde Dich weiter surfen lassen um Profile zu erstellen, Falschinformation zu liefern oder Dir Software unterzuschieben. Wenn Die alle aussperren würde die nicht mehr tun als Applikationsschriften abzupinseln, dann wären 80% aller Entwickler draussen ;-)
Hallo, Al3ko -. schrieb: > Martin L. schrieb: >> Einerseits ist die Spule klein und damit das Streufeld auch. > "Klein" im Sinne von physische Größe (Volumen) oder klein im Sinne von > Induktivität L? Beides :-) Das Feld außerhalb der Spule sinkt sehr schnell ab. (Faustformel habe ich vergessen.) Da ist eine kleine Spule offensichtlich besser als eine große. Die kleine Induktivität ergibt sich fast zwangsweise durch die hohe Schaltfrequenz. Und das magnetische Feld ist bei einer kleineren Induktivität bei gleichem Strom auch kleiner. Viele Grüße, Martin Laabs
Martin L. schrieb: >> Martin L. schrieb: >>> Einerseits ist die Spule klein und damit das Streufeld auch. Es gibt schon viele Induktivitäten die gekapselt sind. Wenn man bedenken in Sachen EMI hat wären diese ein Muss. mfg Klaus
Hi Martin, vielen Dank für deine Antwort. Hinsichtlich EMI / EMV etc möchte ich mich definitiv noch weiterbilden, daher meine Fragen :) Martin L. schrieb: > Beides :-) Das Feld außerhalb der Spule sinkt sehr schnell ab. > (Faustformel habe ich vergessen.) Da ist eine kleine Spule > offensichtlich besser als eine große. Wenn das Feld außerhalb der Spule schnell absinkt, machen dann 30% weniger Bauvolumen der Spule einen signifikanten Unterschied? Denn die magnetischen Feldlinien sind m.E. die Übeltäter, die dann beiliegende Bauteile stören. Kann man durch eine hohe Frequenz das Bauvolumen um 30% verkleinern, bleibt der relative Abstand zwischen Spule und beiliegenden Bauteilen dennoch gleich (denn man möchte doch prinzipiell gerne ein kompaktes Design haben). Insofern kann ich deine Aussage nicht ganz nachvollziehen. Vielleicht magst du ja geeignete Literatur diesbezüglich nennen, dann kann ich auch selbst nachlesen und muss dich nicht durchlöchern :) Martin L. schrieb: > Die kleine Induktivität ergibt > sich fast zwangsweise durch die hohe Schaltfrequenz. Und das magnetische > Feld ist bei einer kleineren Induktivität bei gleichem Strom auch > kleiner. Hmmm, ich bin mir nicht sicher, dass ich dir so richtig folgen kann. di = 1/L*u(t)*dt = 1/L*u(t)*D*Tsw di: Stromripple L: Induktivität der Spule u(t): Über der Spule anliegende Spannung (Bei DCDC Wandlern meist als konstante Größe betrachtet) D: Duty Cycle Tsw: Schaltperiode, Tsw = 1/fsw Meine Erfahrung (bzw. meines Wissens nach) ist, dass der Stromripple di gewählt wird (z.B. 20% vom DC Anteil). u(t) ist gegeben und konstant. Duty cycle D ist ebenfalls gegeben. Man kann also an zwei Parametern drehen, nämlich L und Tsw (bzw. fsw), um das gegebene di zu erreichen. Jetzt drehen wir die Schaltfrequenz hoch, so können wir dasselbe di mit einem kleineren L erreichen. Soweit sind wir uns alle einig. Letztendlich ist es aber so, dass sowohl der DC Anteil des Stromes als auch der Ripple des Stromes unverändert bleiben. Inwiefern kommt jetzt die physisch kleinere Spule hinsichtlich EMV positiv ins Spiel? Man braucht ein kleineres L, kann also einen kleineren Kern verwenden. Der kleinere Kern braucht jedoch (geschätzt) dieselbe Anzahl an Windungen (oder auf jeden Fall vergleichbar), um das gewünschte L zu bekommen. Hinsichtlich EMV kann ich nicht ganz nachvollziehen, inwiefern eine physisch kleinere Spule ein besseres Verhalten liefert. Ist jedenfalls nicht intuitiv für mich. Irgendwo ist der Wurm bei mir drinnen und mein Gedankengang endet irgendwo im Nirvana :D Gruß,
Hallo, Al3ko -. schrieb: > Wenn das Feld außerhalb der Spule schnell absinkt, machen dann 30% > weniger Bauvolumen der Spule einen signifikanten Unterschied? Denn die > magnetischen Feldlinien sind m.E. die Übeltäter, die dann beiliegende > Bauteile stören. Kann man durch eine hohe Frequenz das Bauvolumen um 30% > verkleinern, bleibt der relative Abstand zwischen Spule und beiliegenden > Bauteilen dennoch gleich (denn man möchte doch prinzipiell gerne ein > kompaktes Design haben). In dem Fall ja. Aber meist gibt es ja Schaltungsteile die bzgl. der EMV unkritischer sind und die man mit gutem Gewissen in die Nähe packen kann. Und die Weißblechabschirmkästchen die man gern mal aus Angst über kritische Bereiche packt schirmen bei hoher Frequenz auch besser. > Insofern kann ich deine Aussage nicht ganz > nachvollziehen. Vielleicht magst du ja geeignete Literatur diesbezüglich > nennen, dann kann ich auch selbst nachlesen und muss dich nicht > durchlöchern :) Keine Ahnung ob es dazu gute Literatur gibt. Das was ich gesehen habe war entweder ganz nah an der Grundlage oder sehr speziell auf eine Anwendung/Anwendungsgebiet bezogen. Und die ganze Sache mit den geteilten GND-Planes hat bei mir noch nie funktioniert bzw. war nicht besser oder schlechter als eine durchgehende GND-Plane. >> Die kleine Induktivität ergibt >> sich fast zwangsweise durch die hohe Schaltfrequenz. Und das magnetische >> Feld ist bei einer kleineren Induktivität bei gleichem Strom auch >> kleiner. > Hmmm, ich bin mir nicht sicher, dass ich dir so richtig folgen kann. > [... Grundlagen Schaltregler ...] > Soweit sind wir uns alle einig. Ja. > Letztendlich ist es aber so, dass sowohl > der DC Anteil des Stromes als auch der Ripple des Stromes unverändert > bleiben. Inwiefern kommt jetzt die physisch kleinere Spule hinsichtlich > EMV positiv ins Spiel? > Man braucht ein kleineres L, kann also einen kleineren Kern verwenden. > Der kleinere Kern braucht jedoch (geschätzt) dieselbe Anzahl an > Windungen (oder auf jeden Fall vergleichbar), um das gewünschte L zu > bekommen. Meine Annahme war eher, dass man mit gleich großem Kern weniger Windungen braucht und damit B kleiner wird. Umgedreht kann man eine kleiner Spule nehmen und den Abstand gleich lassen womit man auch eine Verbesserung hätte. Wenn man natürlich die Spule kleiner und auch den Abstand kleiner macht mag das anders sein. Aber das ist dann ein unfairer Vergleich. So als würde man bei einem Wettrennen für das schnellere Auto die Strecke länger machen. > Hinsichtlich EMV kann ich nicht ganz nachvollziehen, inwiefern > eine physisch kleinere Spule ein besseres Verhalten liefert. Ist > jedenfalls nicht intuitiv für mich. Das sind zum Großteil einfach Erfahrungswerte. Mit einem Schaltregler im 2-stelligen kHz Bereich wird man die Störung nur mit ganz großer Mühe los und kann sie ggf. doch noch auf der ganzen Platine messen. Auch wenn ich mir dann nicht mehr so sicher bin ob es tatsächlich dort ist oder in den Messaufbau einkoppelt. Bei einem MHz komme ich mit einem Ferrtit und extra Kondensator so schnell eine saubere DC-Spannung, dass ich mir über den Rest meist keine Gedanken mehr machen muss. Viele Grüße, Martin
Bei Schaltreglern immer darauf achten, daß sie den Hiccup Mode haben, d.h. von selbst wieder anlaufen. Ich hatte mal den IR3477 benutzt und der hat sich beim leisesten Nieser der Last permanent abgeschaltet. Sowas ist in der Regel völlig unbrauchbar.
Martin L. schrieb: > Keine Ahnung ob es dazu gute Literatur gibt. Das was ich gesehen habe > war entweder ganz nah an der Grundlage oder sehr speziell auf eine > Anwendung/Anwendungsgebiet bezogen. Habe jetzt den gesamten thread durchgearbeitet. Ich bin an einem ähnlichen Thema dran und wäre für einen solchen Literaturtipp danbbar. Beitrag "Verzerrungen von digitalen Verstärkern abschätzen"
Welcher Anbieter das war weiß ich nicht mehr, aber der hat im Internet eine Seite, da kannst du alle deine Parameter eingeben und raus kommt eine Schaltung, mit dem richtigen IC dieser Firma. Das fände ich damals ganz lehrreich.
F. F. schrieb: > eine Seite, da kannst du alle deine Parameter eingeben und raus > kommt eine Schaltung, mit dem richtigen IC dieser Firma. Die Existenz einer solchen Seite fände ich bei @Edis Vorhaben durchaus überraschend. Du hast doch nicht vielleicht auf den Besuch des von ihm verlinkten Threads verzichtet? Hört sich nämlich irgendwie so an ...
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