Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler mit geringer EMI


von Klaus (Gast)


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Hallo,

ich versuche gerade einen geeigneten Schaltregler für 12V -> 3.3V @ ~1A 
(für Mikrocontroller und Peripherie) zu finden. Da ich das Gerät gerne 
irgendwann für CE-Konformität auf EMV testen lassen möchte, sollte er 
natürlich möglichst leise sein. Ich kann leider nicht einschätzen wie 
heikel Schaltregler bei EMV sind und auf welche Eigenschaften man achten 
sollte. Einerseits gibt es Module wie den LMZ12002, bei dem die meisten 
passiven Teile schon integriert und optimiert sind, andererseits gibt es 
Schaltregler wie bspw. den LT8609 mit spread spectrum frequency 
modulation, die allerdings dann externe Komponenten brauchen, was 
wiederum anfälliger für schlechtes Layout und schlecht abgestimmte 
Komponenten ist. Da wird es sicherlich kein Patentrezept geben, aber auf 
welche Eigenschaften legt ihr am meisten Wert? Oder hat man selbst bei 
'normalen' Schaltregler ICs (ohne Funktionen wie SSFM und mit externen 
passiven Komponenten) mit gutem Layout keine Probleme mit EMV?

K.

von Helmut L. (helmi1)


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Klaus schrieb:
> Oder hat man selbst bei
> 'normalen' Schaltregler ICs (ohne Funktionen wie SSFM und mit externen
> passiven Komponenten) mit gutem Layout keine Probleme mit EMV?

Wenn man es richtig macht hat man auch da keine Probleme.
Stichwort: Ein / Ausgangsfilter einbauen.

von Olaf (Gast)


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> ich versuche gerade einen geeigneten Schaltregler für 12V -> 3.3V @ ~1A
> (für Mikrocontroller und Peripherie) zu finden.

Du solltest den nicht finden, sondern passend zu deiner Schaltung 
entwickeln.

> sollte. Einerseits gibt es Module wie den LMZ12002, bei dem die meisten
> passiven Teile schon integriert und optimiert sind,

Wenn es passt dann darfst du damit faul sein und bezahlst dafuer halt 
mehr Kohle. Wenn es nicht passt dann bist du am Arsch weil du die 
Schaltung nicht beeinfluessen kannst. :)

> den LT8609 mit spread spectrum frequency modulation,

Damit kann man seinen Dreck flach aber dafuer breit bekommen. Kann 
besser oder schlechter sein. Haengt halt von deiner Anwendung ab.

> modulation, die allerdings dann externe Komponenten brauchen, was
> wiederum anfälliger für schlechtes Layout und schlecht abgestimmte
> Komponenten ist.

Dafuer kannst du halt auch optimieren. Es liegt an dir es gut zu machen 
oder sogar sehr gut.

> Da wird es sicherlich kein Patentrezept geben, aber auf
> welche Eigenschaften legt ihr am meisten Wert?

Das sie zu meiner Anwendung passen. In der Regel bedeutet das definierte 
und feste Schaltfrequenz und moeglichst geringen Iq. Das kann bei dir 
aber ganz anders aussehen. Mir ist z.B der Wirkungsgrad nicht ganz so 
wichtig da meine Schaltungen >>90% im Sleepmode sind.

> Oder hat man selbst bei
> 'normalen' Schaltregler ICs (ohne Funktionen wie SSFM und mit externen
> passiven Komponenten) mit gutem Layout keine Probleme mit EMV?

Ein Layout ist gut wenn du keine Probleme bei der EMV hast. Ein Layout 
ist sehr gut wenn du auf derselben Platinen einen Oszilator fuer eine 
PLL im Ghz Bereich und einen 16Bit AD-Wandler hast und der Regler immer 
noch nicht stoert.

Es gibt letztlich keine einfache Antwort. Das macht unseren Beruf doch 
so interessant. Waer doch langweilig wenn wir alle nur Module und 
Gummibaerchen von Wuerth verarbeiten wuerden oder?

Olaf

von Mark S. (voltwide)


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Ja, die Gummibärchen von Würth sind die besten. Die sind mit der 
Verrentung leider weg gefallen.

von Helmut L. (helmi1)


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Mark S. schrieb:
> Ja, die Gummibärchen von Würth sind die besten. Die sind mit der
> Verrentung leider weg gefallen.

Och, bei mir hat der Wuerthmann im Fruehjahr noch einige Tueten da 
gelassen.
Ohne die braucht der gar nicht erst zu kommen.

von Bauform B. (bauformb)


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Olaf schrieb:
>> Einerseits gibt es Module wie den LMZ12002, bei dem die meisten
>> passiven Teile schon integriert und optimiert sind,
>
> Wenn es passt dann darfst du damit faul sein und bezahlst dafuer halt
> mehr Kohle.

Ich war faul und es hat auf den ersten Versuch gepasst :) Die LMZ sind 
anscheinend ziemlich pflegeleicht, das war mein erstes 
Schaltregler-Layout, ein LMZ14201H von 24V auf 6V.

von Olaf (Gast)


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> Och, bei mir hat der Wuerthmann im Fruehjahr noch einige Tueten da
> gelassen.

Ab gewissen Stueckzahlen gibt es eine Glaskugel mit free refill. :-D

> Die LMZ sind anscheinend ziemlich pflegeleicht, das war mein erstes

Ich wuerde ja gerne auch mal damit spielen, aber mir fallen damit
bisher nur private Projekte ein. :) Fuer die Firma mangelt es da an
Beeinflussungsmoeglichkeiten. Aber ich denke auch das diese Module
fuer Standardkram die Zukunft sein werden. Andererseits, bei
chinesischem Billigkram findet man immer noch den MC34063 obwohl die
teilweise auch sehr interessante und moderne Schaltregler haben.

Olaf

von Klaus (Gast)


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Helmut L. schrieb:
> Wenn man es richtig macht hat man auch da keine Probleme.
> Stichwort: Ein / Ausgangsfilter einbauen.

Das ist ein gutes Stichwort. Ich habe mal ein bisschen mit LTspice 
rumgespielt um zu schauen wie man die Eingangsseite nach außen gut 
filtern kann (siehe Bild). Dafür habe ich einfach mal angenommen, dass 
der Schaltregler eine einfache Last ist, die 2A an Strom mit 500kHz 
schaltet (am Beispiel eines AP63200), beginnend bei 1ms und endend bei 
3ms. Induktivität und Kondensatoren habe ich so gewählt, dass vor allem 
die hohen Schaltfrequenzen des Reglers rausgefiltert werden und das 
Ringing bei den schnellen Lastwechseln noch unter (willkürlichen) 250mV 
zu halten. Kann man das so machen, oder wie geht man bei sowas vor?

Olaf schrieb:
> Fuer die Firma mangelt es da an
> Beeinflussungsmoeglichkeiten.

Ich dachte, dass man gerade im professionellen Feld glücklich ist sich 
nicht um so einen Kleinkram kümmern zu müssen/können. ;-)

Bauform B. schrieb:
> Ich war faul und es hat auf den ersten Versuch gepasst :) Die LMZ sind
> anscheinend ziemlich pflegeleicht, das war mein erstes
> Schaltregler-Layout, ein LMZ14201H von 24V auf 6V.

Das ist ein gutes Feedback, ich glaube ich ich werde es mal mit dem 
LMZ12002 versuchen. Es ist mir lieber pro Schaltregler etwas mehr zu 
bezahlen als deswegen ein zweites mal zur EMV-Prüfung zu müssen.

von Helmut L. (helmi1)


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Klaus schrieb:
> Kann man das so machen, oder wie geht man bei sowas vor?

Kann man so machen. Ich wuerde allerdings der Spule ein bisschen mehr 
Induktivitaet geben. 1uH ist ein bisschen wenig.

Je nachdem wie du die Sache anschliesst kann es auch noch erforderlich 
sein eine Gleichtaktdrossel am Eingang vorzusehen.

von Klaus R. (klara)


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Klaus schrieb:
> Ich kann leider nicht einschätzen wie
> heikel Schaltregler bei EMV sind und auf welche Eigenschaften man achten
> sollte. Einerseits gibt es Module wie den LMZ12002, bei dem die meisten
> passiven Teile schon integriert und optimiert sind

Je kürzer die heißen Wege beim Schaltregler sind, desto weniger stört 
er. Außerdem kannst auch weniger Fehler beim Layout machen. Schau Dir 
immer den Layoutvorschlag im Datenblatt an.
mfg Klaus

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