Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC-DC funktioniert nicht.


von Hilfloser (Gast)


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Hallo,
Ich habe einen DC-DC Converter auf meiner Platine integriert.
Er ist exakt Baugleich mit dem, den ich auf einer anderen Platine 
integriert habe. Leider funktioniert er nicht. Wenn ich 12v einspeise, 
bekomme ich am anderen Ende ungefähr 8V raus, die ich auch nicht mit dem 
Poti ändern kann.
Auch kann ich keine Frequenz messen. Es sollten ungefähr 340khz sein.
Kann es ein Fehler im Layout sein?
Ich weiß, es ist nicht gut, hatte aber leider sehr wenig Platz.

mfg

: Verschoben durch User
von Sinus T. (micha_micha)


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Kann man im Layout schlecht erkennen, aber in der Schaltung fehlt der 
Abblock-Kondensator am Eingang.

von Hilfloser (Gast)


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Hallo,
Der ist auf einer anderen Platine Untergebracht.
Der R8 ist 10k, nicht 24k.

von Andreas M. (amesser)


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Hilfloser schrieb:
> Hallo,
> Der ist auf einer anderen Platine Untergebracht.
> Der R8 ist 10k, nicht 24k.

Nicht Dein Ernst oder? Der Eingangskondensator gehört so nah wie möglich 
an den Regler. Bei 340 kHz bewirkt der gar nichts, wenn der irgendwo auf 
einer anderen Platine ist.

Der Ausgangskondensator sieht wie ein Elko aus. Der ist quasi auch ohne 
Funktion. Bei der Frequenz muss das Keramik sein...

von Dr.Who (Gast)


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Vom Layouten hat der TO wohl nicht viel Ahnung.
An vielen Stellen wird es reichlich eng, evtl.
ein Kurzschluss? Manche Leitungen sind ungünstig verlegt.
Ein Poti ist im Datenblatt nicht vorgesehen und kann
bei hohen Freqeunzen stören.
Die Spule wird doch wohl ein 4A-Type sein?
Masse über eine Schraube? Ich würde die Versorgung
mal symmetrisch routen.

von Christian B. (luckyfu)


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Die GND Leitung scheint auch sehr dünn zu sein. Die sollte so 
Niederohmig wie möglich sein (also so breit wie möglich) evtl sieht man 
hier aber angelegte GND Planes nicht. Dann kannst du das geschriebene 
ignorieren.

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


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Hilfloser schrieb:
> Er ist exakt Baugleich mit dem, den ich auf einer anderen Platine
> integriert habe.
Vielleicht hattest du das erste Mal mehr Glück. Inwiefern passt dein 
Layout zum Vorschlag im Datenblatt oder den AppNote? Richtig: gar nicht. 
Im besonderen den Punkt 3 hast du beim Eingangskondensator sträflich 
vernachlässigt. Schon beim Punkt 1 (keep traces short) klemmt es. 
Zeichne mal diese inzwischen berüchtigten Stromschleifen in dein Design 
ein:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

Hilfloser schrieb:
> Der ist auf einer anderen Platine Untergebracht.
Ha, der war gut. Du hattest das erste Mal tatsächlich viel Glück. Und 
wahrscheinlich ungewollt einen Störsender gebaut... ;-)

BTW: bei diesem kleinen MHz-Biest sollte der Ausgangskondensator auch 
ein Kerko sein, damit das Layout hübsch kompakt gehalten werden kann.

: Bearbeitet durch Moderator
von Bussard (Gast)


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Lebensverlängernd für die Last ist es, wenn die Potianschlüsse 1 und 2 
gebrückt werden, sonst geht bei einem Potikratzen die Ausgangsspannung 
aufs Maximum.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Bussard schrieb:
> Lebensverlängernd für die Last ist es, wenn die Potianschlüsse 1 und 2
> gebrückt werden, sonst geht bei einem Potikratzen die Ausgangsspannung
> aufs Maximum.

Die Potentiometerbeschaltung als Rheostat statt als Spannungsteiler ist 
doch ohnehin der größte Mist.

Und ich frage mich, ob bei diesem schrottigen Layout überhaupt jemals 
ein DRC durchgeführt wurde und ob die entsprechenden Einstellungen auch 
nur ansatzweise mit den Parametern des Herstellprozesses abgeglichen 
wurden. Und wenn ein DRC durchgeführt wurde, dürfte der Unmengen an 
Fehlern gemeldet haben. Im Schaltplan hat C11 ein Symbol für einen 
ungepolten Kondensator, aber laut Layout soll es ein gepolter sein. 
Falls da ein Elko oder Tantalelko bestückt sein sollte, wird er nur 
deswegen nicht explodiert oder abgebrannt sein, weil sein "+"-Anschluss 
nicht mit GND verbunden ist.

Letztendlich lässt sich wieder einmal feststellen, dass der TE nicht nur 
ahnungslos ist, sondern einfach irgendeinen Aufbau hinrotzt und den 
Forenteilnehmern die Fehlersuche überlässt.

von abc (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Letztendlich lässt sich wieder einmal feststellen, dass der TE nicht nur
> ahnungslos ist, sondern einfach irgendeinen Aufbau hinrotzt und den
> Forenteilnehmern die Fehlersuche überlässt.

Jeder fängt mal klein an, genau wie Du irgendwann mal. Wenn Dich solche 
Threads so nerven, dann ignoriere sie doch einfach. Echt unglaublich wie 
der Ton mancher hier im Forum ist.

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Ich würde spontan darauf tippen daß das Thermalpad an den Digitalground 
muß.
Auch mit dem schrottigsten Layout wird der Regler seine 5V liefern, 
allerdings nicht besonders stabil.

von Urlauber (Gast)


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>irgendeinen Aufbau hinrotzt und den Forenteilnehmern die Fehlersuche überlässt.

Wird ja niemand gezwungen, den Fehler zu suchen. Du hast ja bestimmt 
auch Kundenprojekte die gut bezahlt werden.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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abc schrieb:
> Jeder fängt mal klein an, genau wie Du irgendwann mal.

Es geht nicht darum, Anfängerfehler verwerflich zu finden, sondern 
darum, dass es heutzutage eben manche Leute nicht mehr für nötig halten, 
die Fehlerursachen selbst herauszufinden, sondern so etwas auslagern. 
Dabei lernt man durch die Fehleranalyse doch am meisten. Ich habe als 
Anfänger nie einen Dritten um Hilfe gebeten, sondern ggf. sehr viel Zeit 
mit Fehlersuche und Literaturarbeit verbracht.

von jemand (Gast)


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Kein Eingangskondensator.

Ein großes Faul bei einem Buck. Denn hier fließt ein Großteil des 
Rippelstroms. Damit ist der Eingangskondensator extrem kritisch.

Ja, ist wirklich so, denn:
Am Ausgang fließt der Rippel, der durch die Drossel zustandekommt. Am 
Eingang der mittlere Ausgangsstrom + Rippel der Drossel.
Das ist bei normaler Auslegung ein Mehrfaches.

Darum ist das extrem kritisch.

von Hilfloser (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Es geht nicht darum, Anfängerfehler verwerflich zu finden, sondern
> darum, dass es heutzutage eben manche Leute nicht mehr für nötig halten,
> die Fehlerursachen selbst herauszufinden, sondern so etwas auslagern.
> Dabei lernt man durch die Fehleranalyse doch am meisten. Ich habe als
> Anfänger nie einen Dritten um Hilfe gebeten, sondern ggf. sehr viel Zeit
> mit Fehlersuche und Literaturarbeit verbracht.

Mal wieder einer der nur Meckern kann...
Ja, recht schön ist die Schaltung nicht.
Hat aber den DRC bestanden.
Ich denke das ich den DC/DC nach der Vorgabe nachbauen werde.
Gewundert hat mich es aber, weil die letzte Schaltung ohne ein Problem 
funktioniert hat.

Andreas S. schrieb:
> Letztendlich lässt sich wieder einmal feststellen, dass der TE nicht nur
> ahnungslos ist, sondern einfach irgendeinen Aufbau hinrotzt und den
> Forenteilnehmern die Fehlersuche überlässt.
Ich selbst habe schon lange nach den Fehler geschaut, und bin halt nicht 
fündig geworden. Dafür gibt es doch ein Forum? Damit man sich 
austauschen kann, und sich gegenseitig helfen kann. Bestimmt hat mal 
einer den gleichen Fehler, da hilft es wenn man was im Internet dazu 
findet. Wenn du aber keine Lust hast mitzuhelfen, dann las es lieber.

von Hilfloser (Gast)


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jemand schrieb:
> Kein Eingangskondensator.
>
> Ein großes Faul bei einem Buck. Denn hier fließt ein Großteil des
> Rippelstroms. Damit ist der Eingangskondensator extrem kritisch.
>
> Ja, ist wirklich so, denn:
> Am Ausgang fließt der Rippel, der durch die Drossel zustandekommt. Am
> Eingang der mittlere Ausgangsstrom + Rippel der Drossel.
> Das ist bei normaler Auslegung ein Mehrfaches.
>
> Darum ist das extrem kritisch.

Ja, ich werde meine Hausaufgaben machen.
Komisch ist nur, das dass andere Layout ohne ein Problem funktioniert.
(Alle Kondensatoren weggelassen) und hier gar nichts läuft.

von FS (Gast)


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abc schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> Letztendlich lässt sich wieder einmal feststellen, dass der TE nicht nur
>> ahnungslos ist, sondern einfach irgendeinen Aufbau hinrotzt und den
>> Forenteilnehmern die Fehlersuche überlässt.
>
> Jeder fängt mal klein an, genau wie Du irgendwann mal. Wenn Dich solche
> Threads so nerven, dann ignoriere sie doch einfach. Echt unglaublich wie
> der Ton mancher hier im Forum ist.

Selbst wenn ich klein anfange, lese ich mich doch erst einmal in das 
Thema ein, schau mir nach Möglichkeit andere Layouts an und ignoriere 
auch nicht komplett die Layoutempfehlung aus dem Datenblatt. Und wenn es 
dann am Ende immer noch nicht passt, wende ich mich an ein Forum etc. 
Und ganz ehrlich: Wozu ein Abblockkondensator da ist und das dieser so 
dicht wie möglich am IC sein sollte - das gehört doch zu den 
elementarsten Dingen die man wissen sollte bevor man sich überhaupt an 
so eine Schaltung macht.

Auch wenn der Ton nicht angebracht ist - bevor ich etwas konstruiere 
mache ich mich doch erst mal schlau, wie man dabei vorgeht, worauf es 
ankommt, und bastel nicht einfach so drauflos in der Hoffnung, es wird 
schon irgendwie funktionieren. Das kann ja nur Pfusch werden. 
Unprofessionell ist es obendrein, egal ob man Bastler oder Ingenieur 
ist.

von jemand (Gast)


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Hilfloser schrieb:
> Mal wieder einer der nur Meckern kann...

Ich stimme dir generell zu. Auch ich habe schon einen sehr schmerzhaften 
Lernprozess bei Bucks durchlaufen. Bei mir hauptsächlich EMV, oder 
Loop-Stabilität.

Andererseits muss man schon sagen: Du hättest ruhig einmal das 
Datenblatt lesen können.

Ich bin mal so frei und zitiere daraus:

"The input current to the step-down converter is
discontinuous, therefore a capacitor is required
to supply the AC current while maintaining the
DC input voltage. Use low ESR capacitors for
the best performance. Ceramic capacitors are
preferred, but tantalum or low-ESR electrolytic
capacitors will also suffice."

"Bypass ceramic capacitors are suggested
to be put close to the Vin Pin"

"Ensure all feedback connections are short
and direct"

"Keep the path of switching current short
and minimize the loop area formed by Input
cap., high-side MOSFET and low-side
MOSFET."


Du findest es hier:
https://www.monolithicpower.com/en/mp2307.html

von jemand (Gast)


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Nach lesen deines Datenblattes kann ich folgendes sagen:
Das Datenblatt deines Reglers ist ziemlich gut.

Es ist detailliert beschrieben, wie du was berechnest, und die Formeln 
sind brav drin. Es ist ein Layoutvorschlag abgedruckt.

MPS halt, kennt man ja.

Lerne daraus.
Es ist nicht einfach, einen Buck auszulegen, aber machbar. Halte dich an 
die Designprozedur des Datenblatts. Mach dir ein Excel-Sheet für den 
Regler, dann ist die zweite Auslegung eine Fingerübung von 5 Minuten.

Und vor allem:
Inbetriebnahme und Messung. Verifikation.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Hilfloser schrieb:
> Hat aber den DRC bestanden.

Dann passen die DRC-Einstellungen nicht zu den Parametern und 
Auflösungsgrenzen des Fertigungsprozesses für die Leiterplatten.

von Hilfloser (Gast)


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jemand schrieb:
> Nach lesen deines Datenblattes kann ich folgendes sagen:
> Das Datenblatt deines Reglers ist ziemlich gut.
>
> Es ist detailliert beschrieben, wie du was berechnest, und die Formeln
> sind brav drin. Es ist ein Layoutvorschlag abgedruckt.
>
> MPS halt, kennt man ja.
>
> Lerne daraus.
> Es ist nicht einfach, einen Buck auszulegen, aber machbar. Halte dich an
> die Designprozedur des Datenblatts. Mach dir ein Excel-Sheet für den
> Regler, dann ist die zweite Auslegung eine Fingerübung von 5 Minuten.
>
> Und vor allem:
> Inbetriebnahme und Messung. Verifikation.

Genau, ich bin anscheinend zu leichtfertig die Sache angegangen.
So, ich habe jetzt den DC/DC überarbeitet. Ich hoffe der passt jetzt 
soweit.
Habe mich am Datenblatt orientiert. Einzig die Diode fehlt.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Hilfloser schrieb:
> Genau, ich bin anscheinend zu leichtfertig die Sache angegangen.

Ja.

> So, ich habe jetzt den DC/DC überarbeitet. Ich hoffe der passt jetzt
> soweit.

Nein, Du hast nicht ansatzweise die vielen Hinweise beachtet.

von Hilfloser (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Nein, Du hast nicht ansatzweise die vielen Hinweise beachtet.

Also, ich habs nach dem Datenblatt kopiert. Poti muss vorhanden sein.
Deine Antwort ist so hilfreich als würde ich in einem Bekleidungsladen 
ein Eis kaufen wollen. Du hättest ja mal wenigstens einen Punkt 
aufzählen können...

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Hilfloser schrieb:
> Poti muss vorhanden sein.

Und warum verwendest Du es dann als Rheostat? Dir wurden doch schon 
etliche Hinweise gegeben, dass diese Beschaltung nichts taugt.

Und auf hinreichende Abstände im Layout hast Du auch nicht geachtet. 
Welche Parameter sind denn vom Leiterplattenhersteller vorgegeben bzw. 
welche Parameter kannst Du denn einhalten?

von Hilfloser (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Und warum verwendest Du es dann als Rheostat? Dir wurden doch schon
> etliche Hinweise gegeben, dass diese Beschaltung nichts taugt.

So, jetzt kommen wir mal weiter...
Ich muss ja die Spannung einstellen können.
Leider gibt es da keine gute andere Möglichkeit.
Die muss zudem recht genau sein.


>
> Und auf hinreichende Abstände im Layout hast Du auch nicht geachtet.
> Welche Parameter sind denn vom Leiterplattenhersteller vorgegeben bzw.
> welche Parameter kannst Du denn einhalten?

0,2mm zur nächsten Leiterbahn werden genau eingehalten.
Die Restlichen vorgaben passen auch.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Hilfloser schrieb:
> Die muss zudem recht genau sein.

DANN SOLLTEST DU DAS TEIL NICHT ALS RHEOSTAT, SONDERN ALS 
SPANNUNGSTEILER VERWENDEN!!!

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


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Andreas S. schrieb:
> DANN SOLLTEST DU DAS TEIL NICHT ALS RHEOSTAT, SONDERN ALS
> SPANNUNGSTEILER VERWENDEN!!!
Warum so laut?
Denn die Genauigkeit wird in beiden Fällen erreicht. Aber richtig 
betriebssicher in Hinsicht auf "zu hohe Spannung trotz Kontaktproblem 
des Schleifers" wird das auch mit einem Poti als Spannungsteiler nicht, 
sondern nur dann, wenn der "obere" Widerstand des Spannungsteilers ein 
Festwiderstand ist. Denn nur dann stellt sich am Ausgang im Fall eines 
Schleiferdefekts zuverlässig eine kleinere Spannung ein.

Hilfloser schrieb:
> 0,2mm zur nächsten Leiterbahn werden genau eingehalten.
> Die Restlichen vorgaben passen auch.
Sie sind halt nicht ausreichend. Einen Schaltregler dimensioniert und 
layoutet man nicht nach "Faustformeln", sondern nach Datenblattvorgaben 
und/oder technischem Wissen und/oder eigener langjähriger Erfahrung (je 
nachdem, was in hinreichender Menge vorhanden ist).

Hilfloser schrieb:
> So, ich habe jetzt den DC/DC überarbeitet. Ich hoffe der passt jetzt
> soweit. Habe mich am Datenblatt orientiert.
Mitnichten. Mach es GENAU SO, wie es das Datenblatt zeigt. Inklusive der 
FETTEN, DICKEN Verbindungen zwischen den Bauteilen. Jede Abweichung muss 
von dir begründet werden können und nachweislich keine Verschlechterung 
bringen.
Dort ist z.B. keine einzige Leitung schmäler als eines der IC-Pads.
Und: wie ist z.B. der Ladestrompfad in deinem Layout? Ich kann den über 
die Masse nicht schließen, da ist absolut keine Verbindung zwischen dem 
C11 und dem C15 (der im Layout dann irgendwie C17 heißt?).
Und: vergiss diese billige Massefluterei im Schaltregler. In so einer 
Schaltungecke ist nichts, was man einem Automatismus überlassen sollte.
Und: wo ist denn die Feedbackleitung in deinem Layout angebunden? 
Richtig: an der Spule! Du willst aber nicht die Spannung nach der Spule 
regeln, sondern die Spannung am Ausgangskondensator.
Und: ich hatte aus den Designrules "keep traces short" zitiert. Das ist 
ernst gemeint. Denn dabei zählen bei so einem Ding tatsächlich einzelne 
mm.
Auch wenn du es nicht glauben willst.

Eines der wichtigsten "Bauteile" beim Schaltregler ist das Layout. Wenn 
du das falsch "auswählst", dann können die restlichen Bauteile noch so 
gut und passend sein. Die Kette reißt trotzdem am schwächsten Glied.

Ein Wort zum den Kondensatoren im Datenblatt: das x2 im 
Schaltungsvorschlag dort bedeutet, dass 2 Stück dieser 22µF 
Kondensatoren an den Ausgang gehören. Und am Eingang sind 2x 10µF mit 
25V Spannungsfestigkeit, weil die Dinger mit steigender Spanung weniger 
Kapazität haben.
Welche Kondensatoren hast du in deiner Schaltung eingesetzt?

Hilfloser schrieb:
> Deine Antwort ist so hilfreich als würde ich in einem Bekleidungsladen
> ein Eis kaufen wollen.
In gewissem Sinne stellst du dich auch so an.
Du hast ein Problem ("es ist heiß, du willst ein Eis") und suchst nach 
Hilfe. Dir werden Hinweise gegeben ("du suchst im falschen Geschäft und 
man weist dich darauf hin, besser zum Eisverkäufer zu gehen") und du 
sagst immer nur "das letzte Mal gings aber zufällig gut!" ("das letzte 
Mal, bei diesem Tag der offenen Tür, hats hier aber auch zufällig ein 
Eis gegeben!")
Wenn du unbedingt willst, dann lass die Platine so fertigen, du legst 
dann halt ggfs. nochmal eine kostenpflichtige Runde nach ("wenn du 
unbedingt ein Eis willst, dann hol ich dir eines drüben beim 
Eisverkäufer, das kostet dich dann halt ein wenig mehr")...

(Bitte um Entschuldigung für diese arg an den Haaren herbeigezogenen 
Vergleiche, aber ich wars nicht, der das Bekleidungsgeschäft ins Spiel 
gebracht hat... ;-)

: Bearbeitet durch Moderator
von jemand (Gast)


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Hilfloser schrieb:
> Genau, ich bin anscheinend zu leichtfertig die Sache angegangen.
> So, ich habe jetzt den DC/DC überarbeitet. Ich hoffe der passt jetzt
> soweit.
> Habe mich am Datenblatt orientiert. Einzig die Diode fehlt.

Nein, die Sache mit dem Eingangskondensator hast du immer noch nicht 
beachtet. Schau doch mal ins Datenblatt...

Es wird nie zuverlässig laufen, wenn zwischen dem Eingangspin und dem 
Eingangskondensator eine Leitung oder was auch immer ist. Da fließen 
Rechteckströme mit >3A, vielen hundert kHz und Anstiegszeiten im unteren 
ns-Bereich. Das wird so nie zuverlässig laufen.

Und bitte, lies dir die Layouthinweise durch. Wenn dein Englisch nicht 
reicht, dann sag das bitte. Das ist keine Schande. Dann kann man dir 
helfen.

Man sollte sich bei Schaltreglern GENAU an die Datenblätter halten, 
außer man weiß, was man tut.

Und noch eine wichtige Grundregel:
Bevor du das Problem auf deiner Schaltung nicht durch Umbasteln behoben 
hast, weißt du doch gar nicht genau, ob das neue Layout helfen wird, 
oder ob du einen anderen groben Fehler hast.

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