Hello, I have design base on MCP19035 a dcdc converer of 15A @5V at output and Isat is 17,25A. making test as I receive the board, the board is working fine, but the tempetature increase up to 110°C at full load at high side transistor and 97°C on inductor. Base on my caclculation, I was expecting a temperatur increase of ca. 22°C at full load. Could somebody explain, why I am having such a huge temperatur increase? Could you make some suggestion on choosing the right inductor and transistor since the max height of inductor has been changed to 7mm? Will be delighted for your feedback.
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Wilfried M. schrieb: > Will be delighted for your feedback 15Ax5V=75W, 90%Eff = 8.33W Verlust, sagen wir 2.77W pro SIR186 und Spule. Das kann je nach Montagesituation, die winzigen SMD Dinger werden ja über die Leiterplatte gekühlt, schon zu +100 GradC führen.
Wilfried M. schrieb: > Will be delighted for your feedback. Du postest im deutschsprachigen Forum. Dann bitte auch auf Deutsch. Ich kann deine Frage aber auch in englische Forum schieben... > of 15A @5V at output and Isat is 17,25A. Das wäre mir unangenehm eng beieinander. Denn Isat ist ja kein binärer Wert im Sinne von "bis 17,2499A ist alle gut!", sondern die Degradation beginnt durchaus schon vorher. Zitat aus Spule: "gibt meist den Strom an, bei dem die Induktivität um 10-40% gegenüber der Nenninduktivität gefallen ist." Und jetzt musst du feststellen, was für deine Spule gilt. Und dann durchrechnen, ob da evtl. die tatsächliche Induktivität schon kleiner als geplant ist. > up to 110°C at full load at high side transistor Augenscheinlich schaltet der nicht so schnell wie er sollte. Das führt automatisch zur Frage: > the board Wie sieht das Layout von dem aus? Denn das Layout ist eines der wichtigsten Bauteile eines Schaltreglers. Viele wissen das nicht...
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Lothar M. schrieb: > Du postest im deutschsprachigen Forum. Dann bitte auch auf Deutsch. sorry,dachte es wäre auch international. Lothar M. schrieb: > Das wäre mir unangenehm eng beieinander. Denn Isat ist ja kein binärer > Wert im Sinne von "bis 17,2499A ist alle gut!", sondern die Degradation > beginnt durchaus schon vorher. Zitat aus Spule: > "gibt meist den Strom an, bei dem die Induktivität um 10-40% gegenüber > der Nenninduktivität gefallen ist." > Und jetzt musst du feststellen, was für deine Spule gilt. Und dann > durchrechnen, ob da evtl. die tatsächliche Induktivität schon kleiner > als geplant ist. danke für Link und die Idee. Ich habe noch durchgerechnet und die schient schon klein zu sein. Ich werde die dann tauschen. Aber wäre es die ursache, dafür, dass die Temperatur der Transistoren so hoch sind? Können Sie mir einen optimalen Transitor vorschlagen, da ich kein Kühklkörper einsetzen möchte? Lothar M. schrieb: > Augenscheinlich schaltet der nicht so schnell wie er sollte. was meinen Sie hiermit? ich habe meine Signale mit Osci angeschaut, die schein gut durchzuschalten. Lothar M. schrieb: > Wie sieht das Layout von dem aus? Denn das Layout ist eines der > wichtigsten Bauteile eines Schaltreglers. Viele wissen das nicht...
Ich denke wie Lothar. Irgendwas mit Treibern kann auch falsch sein, sodass MOSFETs langsam schalten. Damit die Verlusten werden sehr groß. Apropo, MCP19035 zeigt fast ca. 20% Toleranz auf Schaltfrequenz. :-O Sehr breite Toleranz eigentlich. Ich hatte gedacht 10% oder weniger mittlerweile Stand-der-Technik.
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Wilfried M. schrieb: > Lothar M. schrieb: >> Du postest im deutschsprachigen Forum. Dann bitte auch auf Deutsch. > sorry,dachte es wäre auch international. Das englischsprachige Forum ist dort: https://embdev.net/forum/analog-circuits Beiträge von dort werden hier eingeblendet: https://www.mikrocontroller.net/forum/analogtechnik Wilfried M. schrieb: > Aber wäre es > die ursache, dafür, dass die Temperatur der Transistoren so hoch sind? Möglicherweise schon. Wenn die Spule in Sättigung geht, wirkt die Spule nur noch ohmisch, der Strom durch die Spule steigt am Ende des Schaltzyklus stark an und dadurch erwärmt sich die Spule und der Ladetransistor (oben). Auf dem Evalboard ADM00434, das ebenfalls für 15A ausgelegt ist, wurde eine Spule mit Isat = 26,5A verbaut: https://www.we-online.de/icref/de/microchip/MCP19035-ADM00434-Buck Noch ein paar Anmerkungen: Ich kann in deinem Layout keinerlei Eingangskondensatoren sehen. Wo sind die platziert? Ich finde auch die Feedbackleitung nicht. Wo ist die angeschlossen? Hast du dir den Platzierungsvorschlag aus den beiden AppNotes zum Schalregler angeschaut? Die Beispiellayouts dort drin sehen ganz anders aus als deine Lösung. Wenn du von diesen Beispielen abweichst, muss du ganz genau wissen, was du tust. Mein Tipp: kaufe dir das Evalboard: https://www.microchip.com/developmenttools/ProductDetails/PartNO/ADM00434 Mach damit deine Tests und vergleiche die Messungen und Ergebnisse mit deiner Lösung: https://www.mouser.de/ProductDetail/Microchip-Technology/ADM00434?qs=WOIyg0mTyocDxeqJAtlcYQ==
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Wilfried M. schrieb: > Could somebody explain, why I am having such a huge temperatur increase? Du hast vergessen, den Schaltplan, das vollständige Layout und die Teile-Liste zu zeigen. Ohne diese Infos sind geschätzt 200 Fehler denkbar. Auf Ratespiele habe ich keine Lust.
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Stefan ⛄ F. schrieb: > Wilfried M. schrieb: >> Could somebody explain, why I am having such a huge temperatur increase? > > Du hast vergessen, den Schaltplan, das vollständige Layout und die > Teile-Liste zu zeigen. Ohne diese Infos sind geschätzt 200 Fehler > denkbar. Auf Ratespiele habe ich keine Lust. hier füge ich das Schematic und Layout.
Eventuell spielt es auch eine Rolle, welche Spule du verwendet hast. Damit meine ich nicht nur die beiden Kennzahlen, die im Schaltplan stehen. Vorab: ich bin kein Spezialist für solche Sachen, dennoch sind mir ein paar Punkte aufgefallen: Die Induktivität der Spule (3,3 µH) kommt mir arg wenig vor. Ich habe gesehen, dass das Datenblatt eine Beispielschaltung mit 1,5 µH zeigt, das finde ich noch erstaunlicher. Schließlich arbeiten wir hier mit Frequenzen unterhalb von 1 MHz. Das würde ich nochmal durch rechnen, nur um sicher zu gehen. Abweichend von der Beispiel-Schaltung hast du auffällig weniger Kapazitäten am Ausgang. Hast du die Berechnet? Und hast du bedacht, dass die Kapazität der Bauteile spannungsabhängig ist? An deinem layout kann ich nur wenige Leiterbahnen erkennen. Da gibt's doch mehrer Lagen, oder? Hast du dazu keine Einzelnen Bilder oder eine halb-transparente Ansicht wo man alles sehen kann? Orange auf Rot ist zumindest für meine Augen problematisch. Ich kann da nicht einmal den Strom-Pfad der Spule erkennen. Hast du an TP211 eine halbwegs stabile Spannung? Mir ist nicht ganz Klar, warum die Ausgangsstufe an 24V_filtered angeschlossen hast. Der Treiber IC ist klar, aber durch den finalen Laststrom versaust du dir die Filterung wieder - denke ich.
Wilfried M. schrieb: > und Layout. Hmpf, da sitzt der Regler mitten drin im Ladestromkreis. Das ist nicht gut. Wenn du die Referenzdesigns ansiehst, dann erkennst du ganz klar eine Trennung zwischen "Kleinsignalbereich" und "Leistungsbereich", dass die Schaltströme eben nicht so einfach in den Regler stören können. > und Layout. Ich finde die Feedback-Leitung immer noch nicht. Auf den erwähnten Evalboards ist die Feedback-Leitung möglichst weit weg vom Switchnode, dass von dort keine Störungen einkoppeln können.
Wilfried M. schrieb: > Das LDRV udn HDRV Signal sind hinzugefügt Leider ist keine Skalierung zu erkennen und die Bilder unten sind doppelt. Wie sieht die Spannung am Switchnode aus?
Stefan ⛄ F. schrieb: > Eventuell spielt es auch eine Rolle, welche Spule du verwendet hast. Die Drossel hat mir auch mal Probleme gemacht. Ich hatte erst eine von Würth genommen (7443320820). Da war leider keine Angabe zur Arbeitsfrequenz im Datenblatt. Damit kam ich nicht auf den gewünschten Strom, die Überlastabschaltung im Regler sprach an. Ich hab dann eine von Vishay genommen (IHLP5050FDER5R6M01), die für 5MHz spezifiziert ist, die hat es dann gebracht. Die Würth hatte nur Runddraht, die Vishay Flachdraht. Auch strommäßig sollte die Drossel nicht auf Kante dimensioniert werden. Ich hab eine mit 13,5A genommen und ziehe max 6A Laststrom. Regler ist ein XR76208. Zur Wärmeabfuhr habe ich eine 6-Lagen Platine benötigt. Bei 4 Lagen wurde der Regler zu heiß.
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Wilfried M. schrieb: > and 97°C on inductor. Vier Dinge fallen mir da ein die ich mir ansehen würde: - Abfall Induktivität aufgrund der Strombelastung (siehe Lothar's ausführung) - Abfall max. zulässiger Strom der durch die Spule (etliche "einfache" Typen zeigen schon ab 70 C ein derating in der Induktivität. Datenblatt sagt was bei deinem Strom? - Toleranz der Induktivität aufgrund Fertigung. Rechne mit L_min - Bei 97C hast Du rund 75K Temperaturhub gegenüber Raumtemperatur, macht ca. 27% Erhöhung des (Kupfer)-Spulenwiderstandes. sqr[I] * R macht Dir die Erwärmung -- willst Du das so extrem? Wenn nicht, ggfs. Spule anpassen. erst wenn das alles OK is, bist du da sauber. Für die Transistoren: Mehrlagige Platine und thermo Vias hast Du um dort die Wärme wegzubringen?
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