Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltregler 16V => 3,3V ~120mA gesucht


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von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)


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Hallo,

suche einen Schaltregler um von ca. 16V auf 3,3V 120mA runterzukommen.

Sollte möglichst wenig Restwelligkeit haben - dient zur Versorgung eines 
Ethernet-ICs (W5500).

Idealerweise auf 2-Layer PCB gut zu entflechten und nicht allzu groß, 
wobei das nicht so kritisch ist.
Wichtig wäre eine gute Verfügbarkeit und eine gewisse "Gutmütigkeit" 
beim Layout.

die 16V sind selbst mit ca. 100mV Restwelligkeit behaftet, sofern das 
relevant ist...

Könnte ihr mir da vielleicht was empfehlen?

von Michael H. (mha1)


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Meine erste Anlaufstelle bei so etwas ist ti.com. Die haben ein nettes 
parametrisches Tool, welches auch gleich ein Design vorschlägt.

https://webench.ti.com/power-designer/switching-regulator

von H. H. (Gast)


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von Rainer W. (rawi)


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Ing-Dom schrieb:
> Sollte möglichst wenig Restwelligkeit haben ...

"Möglichst wenig" willst du nicht wirklich bezahlen.

Es sollte reichen, wenn die Restwelligkeit für deine Anwendung klein 
genug ist ;-)

von Mi N. (msx)


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Rainer W. schrieb:
> "Möglichst wenig" willst du nicht wirklich bezahlen.

Kein Problem:
Entweder ein LC-Filter einfügen oder den Schaltregler auf 3,6 V 
einstellen und einen LDO dazupacken.
Alles durchaus bezahlbar.

von Korbinian G. (korbinian_g10)


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Wenn Effizienz und Abwärme keine Rolle spielen, dann könnte auch ein 
dickerer Linearregler wie der LM317 im TO-220 und ein kleiner Kühlkörper 
eine Option sein.

Verfügbar ohne Ende und sogar den Kühlkörper kannst du dir sparen, falls 
du ein ggfs. vorhandenes Metallgehäuse dafür verwendest.

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Möglichst wenig Restwelligkeit ist für deinen Ethernet Controller nicht 
nötig. Vermutlich hast du noch andere Gründe dafür.

Verlasse dich da mal nicht auf die 120 mA. Das ist bestimmt nur ein 
Mittelwert. Das IC wird während der Netzwerk-Kommunikation Impulsweise 
wesentlich mehr Strom aufnehmen, den muss der Spannungswandler liefern 
können.

Schau dir den Traco TSR1-2433 an. Ähnliche Schaltwandler gibt es etwas 
billiger auch von Recom.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Mi N. schrieb:
> Entweder ein LC-Filter einfügen oder den Schaltregler auf 3,6 V
> einstellen und einen LDO dazupacken.

Aber aufpassen. Bei den meisten Linearreglern nimmt die Fähigkeit, 
Welligkeit der Eingangsspannung auszuregeln, mit der Frequenz ab. Bei 
Schaltreglern mit hoher Frequenz (z.B. 1Mhz) die man wegen der kleinen 
Induktivitäten nimmt, kann es gut sein, daß ein simples LC-Filter 
größeren Effekt hat als ein Linearregler.

Beispiel: der gern genommene LT1117 hat bei 100Hz noch typisch 75dB 
ripple rejection. Das fällt bei 100kHz schon auf 35dB. Und weiter als 
bis 100kHz reicht das Diagramm gar nicht ...

von Mi N. (msx)


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Axel S. schrieb:
> Mi N. schrieb:
>> Entweder ein LC-Filter einfügen oder den Schaltregler auf 3,6 V
>> einstellen und einen LDO dazupacken.
>
> Aber aufpassen.

Na gut. Ich mache aus dem "oder" ein "und":
Ein LC-Filter einfügen und den Schaltregler auf 3,6 V
einstellen und einen LDO dazupacken.
Zufrieden? ;-)

Steve van de Grens schrieb:
> Schau dir den Traco TSR1-2433 an.

Ich habe das spasseshalber mal gemacht: Ripple 50 mVpp. Das soll jetzt 
gut sein? Teuer ist er ja.

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Mi N. schrieb:
> Ripple 50 mVpp. Das soll jetzt gut sein?

Jedenfalls ist es nicht auffallend schlecht. "möglichst wenig 
Restwelligkeit" ist halt ein dehnbarer Begriff. Wie Rainer sagte, willst 
du das höchstwahrscheinlich nicht bezahlen. Wie viel (bzw. wenig) 
Restwelligkeit brauchst du denn, oder wie viel darf es kosten?

von Max M. (Gast)


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Ing-Dom schrieb:
> auf 2-Layer PCB gut zu entflechten und nicht allzu groß,
> wobei das nicht so kritisch ist.
> Wichtig wäre eine gute Verfügbarkeit und eine gewisse "Gutmütigkeit"
> beim Layout.

MC34063 oder einer seiner Varianten.
Nehme ich immer wieder gerne, wenn es um nichts spezielles geht.
Restwelligkeit bei Eth ist nicht wesentlich.

Gutmütig, billig, überall verfügbar und universell einsetzbar.
Langweiliger Hysterewandler ohne moderne Features aus der Mottenkiste.

von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)


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Danke schonmal für das viele Feedback.
Ich seh schon, ich weiß gar nicht was ich alles nicht weiß.

Hab' halt gelesen für Ethernet wäre es wichtig eine gute 
Spannungsversorgung zu gewährleisten, vielleicht ist die Anforderung an 
die Restwelligkeit gar nicht so groß ?
Frage an die Experten: was ist den aktzeptabel?

Effizienz ist schon ein Thema, hab ein knappes Leistungsbudget.
40mA @ 16V.

Das sind bei 85% Effizienz 165mA @ 3,3V.

Ich lese gerade im Design Guid:
> Use a 3.3V Regulator with at least 300mA output current.

Für die Leistungsspitzen kann ich ein paar Elkos auf der 16V Ebene 
vorhalten.

Der BD9G101G schaut schon mal nicht schlecht aus...

von Stefan F. (Gast)


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Ing-Dom schrieb:
> Hab' halt gelesen für Ethernet wäre es wichtig eine gute
> Spannungsversorgung zu gewährleisten

Das halte ich für Quatsch.

> was ist den aktzeptabel?

200 mV ist meistens noch OK, würde ich sagen. Manche Schaltungen 
vertragen mehr, manche weniger. Ethernet ist jedenfalls nicht besonders 
anspruchsvoll.

> Für die Leistungsspitzen kann ich ein paar Elkos auf der 16V Ebene
> vorhalten.

Womit du den Ripple erheblich erhöhst, im Vergleich zu einem 
Spannungsregler, der den Strom ohne "Stützräder" liefern kann.

von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)


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Stefan F. schrieb:
> 200 mV ist meistens noch OK, würde ich sagen. Manche Schaltungen
> vertragen mehr, manche weniger. Ethernet ist jedenfalls nicht besonders
> anspruchsvoll.
Danke! Das hilft mir weiter.


Stefan F. schrieb:
>> Für die Leistungsspitzen kann ich ein paar Elkos auf der 16V Ebene
>> vorhalten.
>
> Womit du den Ripple erheblich erhöhst, im Vergleich zu einem
> Spannungsregler, der den Strom ohne "Stützräder" liefern kann.

Der Regler soll doch die 16V auf 3,3V runtersetzen.
Wenn ich da z.B. 1000µF am Vin des Schaltreglers habe, erhöht das den 
Ripple am Vout ? Der sorgt doch für eine stabilere Vin ?

von Stefan F. (Gast)


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Ing-Dom schrieb:
> Wenn ich da z.B. 1000µF am Vin des Schaltreglers habe,

Ich dachte an einen fetten Elko am Ausgang eines Spannungsregler, der 
knapp für die mittlere Stromaufnahme aber nicht für die Spitzen 
ausreicht.

Sorry, im Arduino Umfeld sieht man das so oft, dass mir dieser Murks 
direkt wieder in den Sinn kam.

von Harald A. (embedded)


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TPS54202 bzw. TPS54302
Bei LCSC sehr günstig, gutmütiges Verhalten, einfaches Layout, Synchron 
(keine Diode), Spread Spectrum

Schöne Spule dazu gefällig?

https://www.lcsc.com/product-detail/Power-Inductors_cjiang-Changjiang-Microelectronics-Tech-FXL0420-100-M_C177242.html

Übrigens: W5500 würde ich auf 4-Lagen routen, damit die 
impedanzbehafteten Leiterbahnen in vernünftigen Breiten bleiben. 2-Lagen 
oder 4-Lagen ist doch wurscht heutzutage. Entspannt auch die vernünftige 
Führung der Power.

: Bearbeitet durch User
von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)


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Harald A. schrieb:
> TPS54202 bzw. TPS54302
> Bei LCSC sehr günstig, gutmütiges Verhalten, einfaches Layout, Synchron
> (keine Diode), Spread Spectrum
>
> Schöne Spule dazu gefällig?
>
> 
https://www.lcsc.com/product-detail/Power-Inductors_cjiang-Changjiang-Microelectronics-Tech-FXL0420-100-M_C177242.html

schau ich mir an, Danke!

> Übrigens: W5500 würde ich auf 4-Lagen routen, damit die
> impedanzbehafteten Leiterbahnen in vernünftigen Breiten bleiben. 2-Lagen
> oder 4-Lagen ist doch wurscht heutzutage. Entspannt auch die vernünftige
> Führung der Power.

Naja nicht ganz. 20 PCBs 50x80 2 Layer: 11$, 4 Layer 42$ ...
Ich meine die Imp hätte ich ganz gut im Griff. 0,16 ist doch nicht so 
tragisch. Siehe Anhang.

von Harald A. (embedded)


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Zdiff muss 100Ohm sein, nicht Z0.

Schau Dir mal ein Bild vom Raspberry Pi Pico an, wie breit die 90Ω 
Leiterbahnen vom USB sind.

42€zu 11€ hört sich dramatisch an, sind bei 20 Stück aber auch nur 1,50€ 
pro PCB.

: Bearbeitet durch User
von Jobst M. (jobstens-de)


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MAX15062

Gruß
Jobst

von Andreas M. (amesser)


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Diodes AP3211

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Max M. schrieb:

> MC34063 oder einer seiner Varianten.
> Nehme ich immer wieder gerne, wenn es um nichts spezielles geht.
> Restwelligkeit bei Eth ist nicht wesentlich.
>
> Gutmütig, billig, überall verfügbar und universell einsetzbar.
> Langweiliger Hysterewandler ohne moderne Features aus der Mottenkiste.

Ausserdem ist der nicht allzu schnell, sodas ein LDO als Filter noch
gut funtionieren würde, falls das wirklich nötig sein sollte.

von Harald A. (embedded)


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Jobst M. schrieb:
> MAX15062
>
> Gruß
> Jobst

Bemerkenswertes Teil, superklein. Funktioniert perfekt.

Richard hat es mal analysiert:
https://www.richis-lab.de/voltageregulator10.htm

Falls es eingesetzt wird: Vorsicht, der weiße Punkt oben drauf ist NICHT 
Pin 1

: Bearbeitet durch User
von Harald A. (embedded)


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Zum MC34063 nur eine Warnung: Preis ist verlockend, jedoch kann die 
Schaltung aufgrund der Arbeitsweise recht nervige Arbeitsgeräusche von 
sich geben. Jaja, kann man sicherlich alles in den Griff bekommen, bin 
mir aber nicht sicher, ob das heutzutage noch sein muss. Dazu „riesige“ 
Kapazitäten, „riesige“ Spulen, Diode auch noch dazu, relativ schlechter 
Wirkungsgrad.
Aber jeder wie er mag.

von Harald W. (wilhelms)


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Harald A. schrieb:

> „riesige“ Spulen,

Bei 120mA?

von Harald A. (embedded)


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Ich habe es in Anführungsstriche gesetzt, 120mA reichen nicht UND ich 
schrieb, dass es meinetwegen jeder machen kann, wie er will.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Harald A. schrieb:
> Vorsicht, der weiße Punkt oben drauf ist NICHT
> Pin 1

Der weiße Punkt ist vor allem nicht drauf, wenn das Ding neu ist. ;-)

Gruß
Jobst

von Harald A. (embedded)


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Jobst M. schrieb:
> Harald A. schrieb:
>> Vorsicht, der weiße Punkt oben drauf ist NICHT
>> Pin 1
>
> Der weiße Punkt ist vor allem nicht drauf, wenn das Ding neu ist. ;-)
>
> Gruß
> Jobst

Doch, ich hatte davon 20 Stück von Mouser, alle mit diesem Punkt.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Harald A. schrieb:
> Doch, ich hatte davon 20 Stück von Mouser, alle mit diesem Punkt.

DAS ist der MAXM15062, nicht der von mir genannte MAX15062

Gruß
Jobst

von Harald A. (embedded)


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Jobst M. schrieb:
> Harald A. schrieb:
>> Doch, ich hatte davon 20 Stück von Mouser, alle mit diesem Punkt.
>
> DAS ist der MAXM15062, nicht der von mir genannte MAX15062
>
> Gruß
> Jobst

Wo Du recht hast, hast Du recht!

von Jobst M. (jobstens-de)


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Das haben die mit Absicht gemacht.
Fehlt einem nur noch der fiese Suchalgo beim Distributor und man hat was 
falsches gekauft ...

Gruß
Jobst

von Max M. (Gast)


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Harald A. schrieb:
> Zum MC34063 nur eine Warnung:
...
> Dazu „riesige“
> Kapazitäten, „riesige“ Spulen, Diode auch noch dazu, relativ schlechter
> Wirkungsgrad.

Bei 3,3V x 120mA = 400mW?
Da wollen wir jetzt nicht ernsthaft mit ein paar Berechnungen zum 
Wirkungsgrad jonglieren, oder?

Jobst M. schrieb:
> MAX15062
Hoch effizienter 500kHz Synchronwandler.
Beherrschbar auch auf 2L, aber gutmütig ist was anderes.
Maxim Bausteine = gut und langfristig verfügbar?
Ich habe da ganz andere Erfahrungen gesammelt.

Nö, die olle MC Gurke tut auch heute noch ihren Job, ist in zahllosen 
Designs der letzten Jahrzehnte enthalten, wird deswegen auch von vielen 
gebaut.
Nicht aufregend, nicht schick und nicht hoch effizient, aber ein braves 
Arbeitspferd für die zahllosen Hilfsspannungsversorgungen.
Ich verwende neuerdings den NCV3066.
Im Endeffekt ein MC34063 in kleinerem FP, mit höherer Frequenz und 
niedrigerer Vfb, als LED SChaltregler designt, aber überall einsetzbar 
wo der MC34063 reinpasst.

von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)



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Harald A. schrieb:
> Zdiff muss 100Ohm sein, nicht Z0.
>
> Schau Dir mal ein Bild vom Raspberry Pi Pico an, wie breit die 90Ω
> Leiterbahnen vom USB sind.

Argh! Danke Harald, da wäre ich doch wohl auf die Fresse gefallen.
Um die 100Ohm ZDiff zu erreichen brauche 0.75er Leiterbahnen mit 0.2 
Spacing.. ja, das ist "etwas" dicker ;)


Hab mir alle eure Vorschläge mal grob angesehen und denke das für mich 
der TPS54202 erstmal eine gute Wahl ist.
Günstig, klein, Low-EMI.
Und...


Michael H. schrieb:
> Meine erste Anlaufstelle bei so etwas ist ti.com. Die haben ein nettes
> parametrisches Tool, welches auch gleich ein Design vorschlägt.

hier purzelt mir auch gleich die passende Auslegung mit raus :)

Ich werd das mal layouten und sehen was da rauskommt.
Evtl. zeig ich dann mal mein Layout um mir Haue abzuholen :P

von Harald A. (embedded)


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Wenn die differenziellen Leitungen sehr kurz ist das aber auch fast 
wurscht. 100MBit ist da sehr gutmütig. Ich würde Dir trotzdem weiterhin 
zum "Luxus" 4-Lagen raten, innen dann GND und 3.3V, außen die Signale

von Mi N. (msx)


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Ing-Dom schrieb:
> Hab mir alle eure Vorschläge mal grob angesehen und denke das für mich
> der TPS54202 erstmal eine gute Wahl ist.

Sieh Dir auch noch an, was passieren könnte, wenn dieser Regler seine 
vollen 2 A liefert. Selber würde ich einen Typ einsetzen, der nur 
Ausgangsströme liefert, die auch gebraucht werden.

Für kleine Ströme hatte ich LM2574 bzw. LM26xx verwendet und neuerdings 
(die letzten 10 Jahre) MCP16301 wegen der höheren Schaltfrequenz.

von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)



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Harald A. schrieb:
> Wenn die differenziellen Leitungen sehr kurz ist das aber auch fast
> wurscht. 100MBit ist da sehr gutmütig. Ich würde Dir trotzdem weiterhin
> zum "Luxus" 4-Lagen raten, innen dann GND und 3.3V, außen die Signale

was ist "sehr" kurz ?

von Harald A. (embedded)


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@Max: ich wusste, dass Du meinen Kommentar zum MC nicht unkommentiert 
lassen kannst. Alles gut, kann man so machen, natürlich kann man den 
nehmen. Deine Einwände sind (wie fast immer) richtig. Ich kenne den MC 
auch schon recht lange und habe mich bei den letzten Designs im 
Nachhinein aus verschiedenen Gründen geärgert, dass ich den doch nochmal 
genommen habe.

Für mich (ausdrücklich nur meine Meinung) ist das Ding durch, ich werde 
ihn aufgrund zahlreicher besserer Alternativen nicht mehr einsetzen. Den 
NCV Nachfolger habe ich auch mal probiert. Besser, auf jeden Fall, aber 
für mich ebenfalls raus.

von Harald A. (embedded)


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Ing-Dom schrieb:
> was ist "sehr" kurz ?

Funktionieren wird das, aber warum ist der C14 zwischen das Pair 
reingequetscht, ohne Not?

Und dann liegt GND direkt auf dem RJ45. Sicher?

von Max M. (Gast)


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Harald A. schrieb:
> zahlreicher besserer Alternativen
Dann ging die Beschaffungskrise durchs Land und all die schicken 
einzigartigen Teile waren bis Ende 2023 ausverkauft.
Und plötzlich wurde der MC34063 wieder unheimlich attraktiv ;-)

Aber ja, es gibt viel besseres und das verwende ich auch wenn handfeste 
Gründe dafür sprechen.

von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)



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Harald A. schrieb:
> Funktionieren wird das, aber warum ist der C14 zwischen das Pair
> reingequetscht, ohne Not?

ohne Not? der C14 hat mir schlaflose Nächte bereitet und ich dachte 
jetzt eine aktzeptable Lösung gefunden zu haben.
Wie würdest du ihn den platzieren?
Der liegt ja genau deswegen zwischen dem Pair damit ich an beide Tracks 
ohne Via ranokmme...

> > Und dann liegt GND direkt auf dem RJ45. Sicher?
Magjack HR911105A, da ist ein 1000pF / 2kV zwischen...

Bzgl. 4-Layer hast du mich jetzt ernsthaft zum Überlegen gebracht, 
btw...

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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von Jobst M. (jobstens-de)


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Max M. schrieb:
> aber gutmütig ist was anderes.

Hö? Was denn?

Ich habe den sogar im fliegenden Verhau betrieben. Auf dem Kopf liegend 
und mit dünnen Drähten verbunden. Dazu 20 Jahre alte Elkos - NICHT Low 
ESR.

Oder zur Erzeugung einer negativen Spannung. Funktioniert, wenn er erst 
mal läuft, sogar bis unter 1V Eingangsspannung.

Plötzliche Lastwechsel ...

Alles kein Problem. Wo ist der nun nicht gutmütig? Vor allem, wenn er 
mit ordentlichem Layout auf einem Board sitzt?


Gruß
Jobst

von Harald A. (embedded)


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Ing-Dom schrieb:
> Harald A. schrieb:
>> Funktionieren wird das, aber warum ist der C14 zwischen das Pair
>> reingequetscht, ohne Not?
>
> ohne Not? der C14 hat mir schlaflose Nächte bereitet und ich dachte
> jetzt eine aktzeptable Lösung gefunden zu haben.
> Wie würdest du ihn den platzieren?
> Der liegt ja genau deswegen zwischen dem Pair damit ich an beide Tracks
> ohne Via ranokmme...

Hier gibt es gute Fotos von einem Board, das WIZNET selbst vertreibt 
(mit RP2040, aber das ist ja egal). Im Artikel sind die Gerber-Dateien 
usw. verlinkt. Das würde ich mal nachbauen.

https://goughlui.com/2022/10/23/quick-review-wiznet-w5100s-evb-pico-w5500-evb-pico-development-boards/

Lässt Du bestücken? Dann keine Angst vor 0402, das entspannt das Layout 
an dieser Stelle ungemein. 0402 ist beim JLCPCB Bestückungsservice 
mittlerweile auch schon oft Basic Part.

: Bearbeitet durch User
von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)



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Harald A. schrieb:
> Hier gibt es gute Fotos von einem Board, das WIZNET selbst vertreibt
> (mit RP2040, aber das ist ja egal). Im Artikel sind die Gerber-Dateien
> usw. verlinkt. Das würde ich mal nachbauen.

also ich weiß ja nicht. TXN und TXP über VIAS angebunden??
Wenn ich irgendwas über HF-Layout gelesen habe, dann Vias vermeiden wie 
der Teufel das Weihwasser.
Und die Leitungspaare schauen bzgl Impedanz auch "falsch" aus - wieso 
sind die so dünn? Das ist doch eine 2-Layer-Platine...

Aber was ich fest gestellt habe... die HR911105A hat die Pins blöd 
angeordnet...


Harald A. schrieb:
> Lässt Du bestücken? Dann keine Angst vor 0402, das entspannt das Layout
> an dieser Stelle ungemein. 0402 ist beim JLCPCB Bestückungsservice
> mittlerweile auch schon oft Basic Part.
Ich hab ja auch 0402 drauf. Am Anfang war ich zwar auf 0603,weil ich 
dachte mehr als genug Platz zu haben, aber wenn es darum geht kurze 
Strecken zu realisieren hilft das natürlich. Ich will noch alles auf 
0402 umstellen.

von Mi N. (msx)


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Harald A. schrieb:
> Hier gibt es gute Fotos von einem Board, das WIZNET selbst vertreibt
> (mit RP2040, aber das ist ja egal). Im Artikel sind die Gerber-Dateien
> usw. verlinkt. Das würde ich mal nachbauen.
>
> 
https://goughlui.com/2022/10/23/quick-review-wiznet-w5100s-evb-pico-w5500-evb-pico-development-boards/

Ich habe den Text nur überschlagen. Es fällt aber auf, daß nicht die 3,3 
V vom Pico-Pi verwendet werden, obwohl der Regler den Strom locker 
aufbringen könnte, sondern ein separater 3,3 V LDO-Regler hinzugefügt 
wurde.
Vielleicht ist "möglichst wenig Restwelligkeit" doch relevant?

von Andreas M. (amesser)


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Ing-Dom schrieb:
> also ich weiß ja nicht. TXN und TXP über VIAS angebunden??
> Wenn ich irgendwas über HF-Layout gelesen habe, dann Vias vermeiden wie
> der Teufel das Weihwasser.

Und was machen dann die Leute mit Ihren FPGAs im BGA wo die SerDes 
Leitungen mitten unter dem Chip sind? Alles eine Frage ob man weis was 
man tut. Ich denke in deinem Fall wären VIAs sogar besser, denn so wie 
du es jetzt machst bildet der Pin der Buchse einen 'Trunk' (Mal davon 
abgesehen das  30MHz noch weit weg von HF sind :-)

Ich würde zumindest für die TX-Seite die Serienwiderstände direkt an den 
Mikrocontroller von da mit Vias auf die andere Seite und an die Buchse. 
Die ganzen anderen Widerstände und Kondensatoren dann auf der 
Bestückungsseite an die Buchse rangeführt. Wozu die Serienkondensatoren 
in der RX Seite gut sein sollen, die Serienwiederstände im Allgemeinen 
erschließt sich mir nicht, habe ich so noch bei keiner unserer 
Ethernetanschaltungen gesehen.

Die 50k sehen auch komisch aus, wir haben 50Ohm Terminierung gegen +3V3 
auf allen Leitungen, Der Kondensator hängt mit 10Ohm gegen +3.3V. bei 
50Ohm kann ich mir noch irgendwie vorstellen, das es Sinn macht das nahe 
am Chip zu haben, aber bei 50k? Was sollen die bewirken.

Allerdings mache nicht die Hardware bei uns. Da wir aber 100m unter 
Industriebedingungen erreichen gehe ich mal davon aus das es nicht so 
falsch sein kann.

von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)


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Andreas M. schrieb:
> Und was machen dann die Leute mit Ihren FPGAs im BGA wo die SerDes
> Leitungen mitten unter dem Chip sind? Alles eine Frage ob man weis was
> man tut.
Jo so siehts wohl aus. Viel ich wohl noch lernen muss ;) bin halt 
eigentlich Softi

Andreas M. schrieb:
> Ich würde zumindest für die TX-Seite die Serienwiderstände direkt an den
> Mikrocontroller von da mit Vias auf die andere Seite und an die Buchse.
> Die ganzen anderen Widerstände und Kondensatoren dann auf der
> Bestückungsseite an die Buchse rangeführt. Wozu die Serienkondensatoren
> in der RX Seite gut sein sollen, die Serienwiederstände im Allgemeinen
> erschließt sich mir nicht, habe ich so noch bei keiner unserer
> Ethernetanschaltungen gesehen.

Ich hab mich - aufgrund meiner sehr beschränkten Erfahrung - eng an die 
Doku vom Wiznet gehalten, insbesondere:
https://docs.wiznet.io/img/products/w5500/w5500_sch_v110_use_mag_.pdf
und
https://docs.wiznet.io/Design-Guide/hardware_design_guide

Andreas M. schrieb:
> Die 50k sehen auch komisch aus, wir haben 50Ohm Terminierung gegen +3V3
> auf allen Leitungen, Der Kondensator hängt mit 10Ohm gegen +3.3V. bei
> 50Ohm kann ich mir noch irgendwie vorstellen, das es Sinn macht das nahe
> am Chip zu haben, aber bei 50k? Was sollen die bewirken.

Danke Danke Danke!!! Da wäre ich wieder auf die Fresse gefallen.
Es ist natürlich ein 49R9 1% und kein 49k9 1%...


> Allerdings mache nicht die Hardware bei uns. Da wir aber 100m unter
> Industriebedingungen erreichen gehe ich mal davon aus das es nicht so
> falsch sein kann.
PROFINet ?

von Harald A. (embedded)


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Ing-Dom schrieb:
> also ich weiß ja nicht. TXN und TXP über VIAS angebunden??
> Wenn ich irgendwas über HF-Layout gelesen habe, dann Vias vermeiden wie
> der Teufel das Weihwasser.

Wir reden hier über 100MBit, manche verdrahten das im Haus über alte 
Klingelleitungen ohne Probleme. Bei USB3 mit 5 oder 10GBit muss man 
schon mehr aufpassen, hier ist das völlig okay.

Ist das wirklich 2-Lagen?

von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)


Angehängte Dateien:

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Harald A. schrieb:
> Ist das wirklich 2-Lagen?

jupp.

von Harald W. (wilhelms)


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Mi N. schrieb:

> Selber würde ich einen Typ einsetzen, der nur
> Ausgangsströme liefert, die auch gebraucht werden.

Zumindest bei den per ebay bestellbaren Platinen ist das keine
gute Idee, da diese den beworbenen Strom oft nicht als Dauerlast
liefern können. Ausserdem verschätzen sich viele Anwender beim
benötigten Strom, weil oftmals kurzzeitig ein deutlich höherer
Strom benötigt wird. Während lineare Trafonetzteile eine kurz-
zeitige Überlastung problemlos wegstecken, funktioniert das bei
Schaltnetzteilen nicht.

von Andreas M. (amesser)


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Ing-Dom schrieb:
> und
> https://docs.wiznet.io/Design-Guide/hardware_design_guide

Ok, die 50 Ohm sind also die Terminierung auf der Transformatorseite. 
Das passt so zu unseren Layouts, die sind dort immer auf der 
Bestückungsseite neben den Buchse, die Signalpaare vom Chip kommen von 
unten bzw. einer der Zwischenlagen ran.

Was mich wundert sind die Kondensatoren in den RX-Leitungen. Irgendwie 
liest sich für mich die ganze Seite so als ob die nicht wirklich Ahnung 
haben, was in Ihrem Chip vorgeht. Zitat: "C23 and C24 must be added. 
Otherwise, W5500 won't operate well" Das klingt so als hätten sie das 
mit experimentieren rausgefunden. Ich glaube nicht das die richtig dort 
sind. Das der Center-Tap des Transformators an die Mitte der 
RX-Terminierung kommt hab ich bei uns nirgends so gefunden, die Center 
Taps liegen - meist per 10 Ohm , manchmal direkt - an 3.3V mit einem 
kleinen Stützkondensator von 10-100nF. Vermutlich brauchts deswegen in 
dem Referenzcircuit vom W5500 auch C23, C24. (Vergleich mal mit dem 
W5100s, kann mir nicht vorstellen das die so unterschiedliche Phys 
integriert haben, Phy IP is teuer, das wechselt man nicht einfach so)

Auch dass alle Pins an dem WizNet mit "AVDD" im Schaltplan markiert sind 
ist merkwürdig. Normalerweise sind Versorgung von Phy & Logik getrennt, 
jede Versorgung bekommt einen eigenen Ferrite Bead + 
Abblockkondensatoren.

Ing-Dom schrieb:
>> Allerdings mache nicht die Hardware bei uns. Da wir aber 100m unter
>> Industriebedingungen erreichen gehe ich mal davon aus das es nicht so
>> falsch sein kann.
> PROFINet ?

Ja. (U.a., wir machen aber auch EtherCAT, SERCOS III, Ethernet/IP...)

von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)


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Andreas M. schrieb:
> Irgendwie liest sich für mich die ganze Seite so als ob die nicht wirklich 
Ahnung
> haben, was in Ihrem Chip vorgeht. Zitat: "C23 and C24 must be added.
> Otherwise, W5500 won't operate well" Das klingt so als hätten sie das
> mit experimentieren rausgefunden. Ich glaube nicht das die richtig dort
> sind. Das der Center-Tap des Transformators an die Mitte der
> RX-Terminierung kommt hab ich bei uns nirgends so gefunden, die Center
> Taps liegen - meist per 10 Ohm , manchmal direkt - an 3.3V mit einem
> kleinen Stützkondensator von 10-100nF. Vermutlich brauchts deswegen in
> dem Referenzcircuit vom W5500 auch C23, C24. (Vergleich mal mit dem
> W5100s, kann mir nicht vorstellen das die so unterschiedliche Phys
> integriert haben, Phy IP is teuer, das wechselt man nicht einfach so)

sie schreiben auch:

RJ45 with integrated Transformer and connected CT
For using connected CT signals inside the Transformer or inside RJ45 the 
matching network (2x 50R) of the RX+/- signals must be isolated from CT 
(3.3V). For that isolation we need C23 and C24.

Also nur bei verbundenen Center-Taps ?

Aber das Ref. Layout wird doch sicher so funktionieren..


Andreas M. schrieb:
> Ja. (U.a., wir machen aber auch EtherCAT, SERCOS III, Ethernet/IP...)
Komme aus der gleichen Ecke.
Ich mach wie du beruflich keine Hardware, und wir nutzen idR unseren 
eigenen ERTEC200 / 200P.
Aber da fällt mir ein dass wir irgendwo mal den W5500 hatten - wohl aber 
sicher mit ext. Trafo für höhere Isolation. Mal rumfragen...

von Andreas M. (amesser)


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Ing-Dom schrieb:
> Ich mach wie du beruflich keine Hardware, und wir nutzen idR unseren
> eigenen ERTEC200 / 200P.

Ui die Konkurrenz :-) Nee nee, wird sind ja nur Technologieprovider, 
fertige Produkte machen wir ja nicht. Ich bin in der Profinet-Gruppe bei 
Hilscher...

von Christian M. (christian_m280)


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Ing-Dom schrieb:
> die HR911105A hat die Pins blöd
> angeordnet...

Hast Du denn diese Buchse? Dann passt aber das Layout überhaupt nicht! 
Habe soeben auch ein Projekt mit W5500 und HR911105A durch, die Pins 
sind komplett anders angeordnet. Ach ja, hat auf Anhieb funktioniert. 
Nur habe ich den 1pF Kondensator zweimal drin, einmal auf dem Print und 
einmal in der Buchse...

Gruss Chregu

: Bearbeitet durch User
von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)


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Christian M. schrieb:
> Hast Du denn diese Buchse?
jo

Christian M. schrieb:
> Dann passt aber das Layout überhaupt nicht!
> Habe soeben auch ein Projekt mit W5500 und HR911105A durch, die Pins
> sind komplett anders angeordnet. Ach ja, hat auf Anhieb funktioniert.
> Nur habe ich den 1pF Kondensator zweimal drin, einmal auf dem Print und
> einmal in der Buchse...

meinst du jetzt das Layout vom W5500-EVB-Pico ? Richtig, das passt nicht 
zur HR911105A. Daher passt auch das Layout nicht zu meinem Projekt.
Mein Layout ist hier zu sehen:
Beitrag "Re: Schaltregler 16V => 3,3V ~120mA gesucht"

Mich würde dein Layout brennend interessieren. Wenn du was zeigen magst.

von Christian M. (christian_m280)


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Ing-Dom schrieb:
> Mein Layout ist hier zu sehen:
> Beitrag "Re: Schaltregler 16V => 3,3V ~120mA gesucht"

Ah jetzt ja!

> Mich würde dein Layout brennend interessieren. Wenn du was zeigen magst.

Im Anhang. Schaltplan darf ich nicht zeigen, zu grauslig...

Gruss Chregu

von Ing-Dom (Firma: OpenKNX) (sirsydom)


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Andreas M. schrieb:
> Ui die Konkurrenz :-) Nee nee, wird sind ja nur Technologieprovider,
> fertige Produkte machen wir ja nicht. Ich bin in der Profinet-Gruppe bei
> Hilscher...

komme mehr aus der Safety Richtung. u.A. PROFIsafe Treiber.


Christian M. schrieb:
> Nur habe ich den 1pF Kondensator zweimal drin, einmal auf dem Print und
> einmal in der Buchse...

Brauchts das?! mit den 2kV ist das ja n ganz schöner Oschi...
die Wiznet Jungs haben den aber auch 2x drauf wie du... zumindest beim 
EVB-Pico.

Danke für dein Layout. Hat mir auch ein paar Anregungen gegeben und ich 
hab mein Layout nochmal überarbeitet und finde - eine schöne Lösung 
gefunden.

Jetzt hab ich auch viel mehr Platz für den Schaltregler weil der W5500 
viel näher an die Buchse kommt.

Jetzt bleibt die Frage.. 4-Layer Board? Impedanz?? Irgendwie würd ichs 
gern vermeiden, aber nicht wenn es Mehrwert bietet...

von Harald A. (embedded)


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Ing-Dom schrieb:.
> Jetzt bleibt die Frage.. 4-Layer Board? Impedanz?? Irgendwie würd ichs
> gern vermeiden, aber nicht wenn es Mehrwert bietet...

Sicher bekommt man es auf 2 Lagen hin, was man ja auch an den 
kommerziellen Boards sieht. Die Impedanzen kann man auf diesen kurzen 
Distanzen einfach vernachlässigen, spielt hier kaum eine Rolle. Es gibt 
allgemein sowieso eine gewisse Diskrepanz zwischen den offiziellen 
Designrules für USB, Ethernet etc. und den tatsächlichen daraus 
entstehenden Designs, die man überall antreffen kann.
Man muss das eher so sehen: Jede Verletzung der Designrules gräbt etwas 
vom Optimum ab, man nähert sich allmählich den Grenzen zu Problemen im 
laufenden Betrieb und sicher auch hin zu schlechteren Resultaten im EMV 
Labor.
4-lagig entspannt an vielen Stellen das Layout:
- Geforderte Impedanzen lassen sich mit praxisgerechten 
Leiterbahnbreiten tatsächlich auch realisieren.
- Supplies lassen sich niederimpedant an die Bausteine führen, 
Störstrahlung wird minimiert und nicht im „Spinnennetz“ der 
Versorgungsleitungen abgestrahlt.
- Thermisch kann es viel bringen, hier nicht relevant.

Es kommt u.a. darauf an:
- was vlt. sonst noch auf der Platine ist
- Muss jeder Euro gespart werden
- Kommt es auf EMV Eigenschaften an oder wird das Zertifikat mal einfach 
so unterschrieben und fertig.

: Bearbeitet durch User
von Andreas M. (amesser)


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Harald A. schrieb:
> Man muss das eher so sehen: Jede Verletzung der Designrules gräbt etwas
> vom Optimum ab, man nähert sich allmählich den Grenzen zu Problemen im
> laufenden Betrieb und sicher auch hin zu schlechteren Resultaten im EMV
> Labor.

So ist es. Gerade im Konsumerbereich wird da sowieso kaum drauf 
geachtet. Viele Netzwerkschnitstellen bekommen bei Kabellängen >15m 
schon Probleme. Z.b. sind nach Norm eigentlich bis zu 100m bei 
100BASE-TX drinnen. Das schaffen aber oftmals nur Industriebaugruppen. 
Es gibt auch diverse Phy Hersteller, die das nicht wirklich 
interessiert. Da findet man PHYs bei denen die Hersteller noch nicht mal 
ausprobiert haben, wie weit sie kommen. Über einen bestandenen IEEE 
Ethernet Compliancetest wollen wir gar nicht sprechen.

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