Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM2596S-3.3 gibt 3.9V raus..


von Daniel S. (sany)


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Moin!

Habe ein Problem, ich habe eine Schaltung die aus meinem Akku (12,6V) 
3.3V und 5.0V zaubern soll.

Der LM2596S-5.0 gibt exakt 4.99V raus.
Der LM2596S-3.3 gibt jedoch aber 3.89V raus...

Ich habe den LM2596-3.3V 
(https://www.lcsc.com/datasheet/lcsc_datasheet_2304140030_HGSEMI-LM2596S-3-3-TR_C194350.pdf) 
bereits 6 mal getauscht..

Mein Inductor hat 33uH bei 1.2A 
(https://www.lcsc.com/product-detail/Power-Inductors_Sunltech-Tech-SLH0704S330MTT_C182161.html?s_z=n_C182161) 
die Caps haben jeweils 440uF bei 16v.

Woran könnte es liegen das der LM2596S-3.3 fast 4V ausgibt? Hat er evtl. 
zu wenig Last? evtl. kleineren/größeren Inductor?

Auf dem Board ist noch ein STM32H743 mit SDRAM, ein Funkmodul von Würth, 
2 LTC (RS485), ein SD-Card reader etc..

vielen lieben Dank,
Daniel

: Verschoben durch Moderator
von Harald K. (kirnbichler)


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Hast Du da mal ein Oszilloskop drangehalten? Wie sieht das Layout aus? 
Hat das irgendeine Ähnlichkeit mit S. 32 im Datenblatt?

Daniel S. schrieb:
> Mein Inductor

Daniel S. schrieb:
> die Caps

Du darfst Spule oder Induktivität und Kondensator schreiben. Das 
ist erlaubt.

von Sascha W. (sascha-w)


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Wieviel Last hängt denn aktuell dran, außer der LED?

Sascha

von Daniel S. (sany)


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Irgendwie liest keiner so richtig meinen Beitrag....

Das Layout (Schaltplan ist im oberen Beitrag drin)

Als Last ist eine LED, ein STM32H743, SD-Karte, 1 SDRAM, 1 Würth 
Funkmodul, 2x LTC RS485, 1 QSPI Flash und noch ein ATmega328p.

Mein Oszi, sagt mir 3.92V... oder was möchtest du mir mit "Oszi dran 
halten mitteilen?"

: Bearbeitet durch User
von Karsten B. (kastenhq2010)


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Ein Layout ist kein Schaltplan und ein Oszi benutzt man für gewöhnlich 
dann, wenn man den zeitlichen Verlauf einer Spannung erfassen möchte.

von Jörg R. (solar77)


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Daniel S. schrieb:
> Irgendwie liest keiner so richtig meinen Beitrag....
>
> Das Layout (Schaltplan ist im oberen Beitrag drin)

Layout (PCB) und Schaltplan sind 2 verschiedene Sachen. Du hast einen 
Schaltplan gepostet, gefragt wurde nach dem Layout, also der 
Leiterplatte.

von Harald K. (kirnbichler)


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Daniel S. schrieb:
> Das Layout (Schaltplan ist im oberen Beitrag drin)

LAYOUT, nicht Schaltplan.

Daniel S. schrieb:
> Mein Oszi, sagt mir 3.92V... oder was möchtest du mir mit "Oszi dran
> halten mitteilen?"

Ein Oszi zeigt mehr als eine Spannung. Ist das eine saubere, glatte 
Line, oder wackelt/zappelt da was rum? Das ist ein Schaltregler, kein 
Linearregler. Und deswegen ist das LAYOUT auch relevant.

Oder hast Du das ganze auf einem Frickelboard zusammengesteckt?

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

wie lang ist denn die Feedback Leitung? Die Spule ist vom Strom her 
zudem unterdimensioniert.
Layout?

: Bearbeitet durch User
von Jan K. (jan_k776)


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Schaltplan (schematic) ist was anderes als das Layout, vielleicht wollte 
da der Kollege drauf hinweisen.

Oszi, damit man Störungen sieht. Du schriebst im ersten Beitrag nicht, 
wie du dir Spannung gemessen hast :)

von Daniel S. (sany)


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Hey,

PCB Layout ist im Anhang, PCB ist eine 8 Layer Impendance Controlled 
PCB.

Die Feedback-Line ist sehr kurz, auf eine Groundplane wurde auf der TOP 
Side verzichtet.

Die 5V Seite macht exakt 4.99V...

Ja ich weiß der Inductor ist mit 1.2A zu klein, aber es werden maximal 
800mA gezogen.

Natürlich habe ich mir die Ausgabe auf dem Oszi angesehen, die Linie auf 
der 3.3V sieht sauberer aus als auf der 5V Seite ;)

von Hannes (taurus16)


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What the Heck.

Hast du schon mal einen Schaltregler designed? Also ich weiß gar nicht 
wo ich mit Fehlern anfangen soll.

von Karsten B. (kastenhq2010)


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Hoffentlich war die PCB nicht allzu teuer?

von Karsten B. (kastenhq2010)


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Ich mach mal einen Anfang:

Daniel S. schrieb:
> Mein Inductor hat 33uH bei 1.2A

Nein, hat er nicht. 1.2A kann die Spule maximal ab, in dem Bereich wird 
ihre Induktivität aber steil nach unten gehen, siehe Datenblatt von 
Würth 744778133, etwa vergleichbar.

Daniel S. schrieb:
> Ja ich weiß der Inductor ist mit 1.2A zu klein, aber es werden maximal
> 800mA gezogen.

Bei einem Schaltregler gleicht der Strom in der Spule einem Sägezahn. 
Maximal werden demnach mehr als 800mA fließen.

Diese beiden Dinge stehen genau so im Regler-Datenblatt von TI...



Zum Layout:
Fürchterliche Platzierung der Bauteile, den Kondensator für die 3.3V 
habe ich zunächst gar nicht finden können. Strippchen hauchdünn, dürfen 
bei allem wo Power rüber geht durchaus dicker sein. Und was sind das für 
Vias? 0.3mm Bohrung, 0.35mm Pad? Das Pad darf ruhig 0.3mm größer als die 
Bohrung sein, 0.35mm ist auch kein Verbrechen.



Klingt jetzt hart, aber Layout und Schaltplan kannst du eigentlich 
wegwerfen. Eventuell wird es trotzdem funktionieren, der Regler ist sehr 
langsam, aber aus der Ferne wird das schwierig zu beurteilen sein.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7854360 wurde vom Autor gelöscht.
von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

also das was beim 5V Regler schon schlimm ist, ist beim 3,3V Regler noch 
schlimmer. Die Masseführung stimmt schon nicht. Leiterbahnen zu dünn und 
zu lang. Zeichne dir einmal den Weg des Stromes ins Layout ein. Im 
Datenblatt gibt es ein Layout Vorschlag. Vergleiche es bitte. Deine 
Regler werden sicherlich auch schlecht regeln und deutlich rauschen.
Du kannst jetzt nur lernen so wie das alle irgendwann angefangen haben. 
Strompfad ist das A & O, wird dir bestimmt Jörg noch näher erklären.

: Bearbeitet durch User
von Daniel S. (sany)


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> Nein, hat er nicht. 1.2A kann die Spule maximal ab, in dem Bereich wird
> ihre Induktivität aber steil nach unten gehen, siehe Datenblatt von
> Würth 744778133, etwa vergleichbar.

Und trotzdem hat nach dem Würth Datenblatt, die Spule noch gute 30uH bei 
1A.

>> Ja ich weiß der Inductor ist mit 1.2A zu klein, aber es werden maximal
>> 800mA gezogen.
>
> Bei einem Schaltregler gleicht der Strom in der Spule einem Sägezahn.
> Maximal werden demnach mehr als 800mA fließen.
>
> Diese beiden Dinge stehen genau so im Regler-Datenblatt von TI...

Wieso sollten mehr als 800mA ziehen, wenn mein Labornetzteil nur 570mA 
zieht?

>
> Zum Layout:
> Fürchterliche Platzierung der Bauteile, den Kondensator für die 3.3V
> habe ich zunächst gar nicht finden können. Strippchen hauchdünn, dürfen
> bei allem wo Power rüber geht durchaus dicker sein. Und was sind das für
> Vias? 0.3mm Bohrung, 0.35mm Pad? Das Pad darf ruhig 0.3mm größer als die
> Bohrung sein, 0.35mm ist auch kein Verbrechen.


Schaltplan entspricht genau dem Datenblatt, oder was sollte hieran nicht 
passen?

Gut über die Plazierung lässt sich immer darüber streiten, trotzdessen 
habe ich erwähnt, es ist ein 8 Layer Board, es gibt eine Lage für 3.3V 
und eine Lage für 5V, warum sollte ich also Dicke Traces nutzen, wenn 
die VIAS auf die Potenzialflächen in die PCB gehen?

Im Datenblatt steht sogar noch drin, Traces so kurz wie möglich zu 
gestalten.

Musste selbst nachsehen, scheint durch den Screenshot anders zu wirken, 
aber die VIAs sind genau 0.4/0.45mm und die Traces über die Power geht 
sind 0,5mm Minimum.

von Thomas Z. (usbman)


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nun Ich würde sagen du solltest das Datenblatt nochmal gründlich lesen
spez.  "9.2.1 LM2596 Fixed Output Series Buck Regulator"

und dann dein "8 Layer Impendance Controlled PCB" nochmal neu malen

übrigens die GND Anbindung mit Mikrovias im PAD ist auch sehr gut wo 
hast du das den gesehen?

von Hannes (taurus16)


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Daniel S. schrieb:
>> Nein, hat er nicht. 1.2A kann die Spule maximal ab, in dem Bereich wird
>> ihre Induktivität aber steil nach unten gehen, siehe Datenblatt von
>> Würth 744778133, etwa vergleichbar.
>
> Und trotzdem hat nach dem Würth Datenblatt, die Spule noch gute 30uH bei
> 1A.
>
>>> Ja ich weiß der Inductor ist mit 1.2A zu klein, aber es werden maximal
>>> 800mA gezogen.
>>
>> Bei einem Schaltregler gleicht der Strom in der Spule einem Sägezahn.
>> Maximal werden demnach mehr als 800mA fließen.
>>
>> Diese beiden Dinge stehen genau so im Regler-Datenblatt von TI...
>
> Wieso sollten mehr als 800mA ziehen, wenn mein Labornetzteil nur 570mA
> zieht?
>
>>
Weil der Strom in einer Spule ansteigt und fällt. (Ripple)
D.h. Der Strom ist mal höher als der Ausgangsstrom und mal kleiner. Im 
Datenblatt findest du auch dazu eine Formel wo du den Maximalen Ripple 
festlegen kannst (über die uH) und damit dann den Strom deine Spule 
festlegst. Max. Strom + 1/2 ripple.

>> Zum Layout:
>> Fürchterliche Platzierung der Bauteile, den Kondensator für die 3.3V
>> habe ich zunächst gar nicht finden können. Strippchen hauchdünn, dürfen
>> bei allem wo Power rüber geht durchaus dicker sein. Und was sind das für
>> Vias? 0.3mm Bohrung, 0.35mm Pad? Das Pad darf ruhig 0.3mm größer als die
>> Bohrung sein, 0.35mm ist auch kein Verbrechen.
>
>
> Schaltplan entspricht genau dem Datenblatt, oder was sollte hieran nicht
> passen?
>
> Gut über die Plazierung lässt sich immer darüber streiten, trotzdessen
> habe ich erwähnt, es ist ein 8 Layer Board, es gibt eine Lage für 3.3V
> und eine Lage für 5V, warum sollte ich also Dicke Traces nutzen, wenn
> die VIAS auf die Potenzialflächen in die PCB gehen?
>
> Im Datenblatt steht sogar noch drin, Traces so kurz wie möglich zu
> gestalten.
>
> Musste selbst nachsehen, scheint durch den Screenshot anders zu wirken,
> aber die VIAs sind genau 0.4/0.45mm und die Traces über die Power geht
> sind 0,5mm Minimum.

Darüber lässt sich nicht streiten. Vllt solltest du nur 2 Layer nehmen 
und dafür das ganze schick machen. Hast du mal ins Datenblatt geguckt?

Falls du jetzt eine Platine vor dir liegen hast, kann ich nur sagen, da 
sind so viele elementare Fehler, mach es neu und lass es hier reviewen.

Gruß
Hannes
Ps. Ich mach das beruflich und weiß was ich schreibe. Das gilt auch für 
andere die dir helfen wollen.

von Karsten B. (kastenhq2010)


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Daniel S. schrieb:
>> Nein, hat er nicht. 1.2A kann die Spule maximal ab, in dem Bereich wird
>> ihre Induktivität aber steil nach unten gehen, siehe Datenblatt von
>> Würth 744778133, etwa vergleichbar.
>
> Und trotzdem hat nach dem Würth Datenblatt, die Spule noch gute 30uH bei
> 1A.
>

Das sind schon einmal 10% weniger als die nominellen 33uH, die sowieso 
mit +-20% angegeben werden. Wie viel hat denn deine ausgesuchte Spule 
bei 1.2A?


>>> Ja ich weiß der Inductor ist mit 1.2A zu klein, aber es werden maximal
>>> 800mA gezogen.
>>
>> Bei einem Schaltregler gleicht der Strom in der Spule einem Sägezahn.
>> Maximal werden demnach mehr als 800mA fließen.
>>
>> Diese beiden Dinge stehen genau so im Regler-Datenblatt von TI...
>
> Wieso sollten mehr als 800mA ziehen, wenn mein Labornetzteil nur 570mA
> zieht?
>

Ich weiß nicht, wie viel dein Labornetzteil bereitstellt, nicht einmal 
die zugehörige Spannung. Wenn du "max. 800mA, da ist noch viel Luft zu 
1.2A" schreibst, dann ignorierst du komplett den Stromripple. Mit wie 
viel Ripple hast du dimensioniert? Üblich sind 30-40%, d.h. wir sind 
bereits bei 1.1A peak, obwohl deine Schaltung maximal 800mA im Schnitt 
benötigt.


>>
>> Zum Layout:
>> Fürchterliche Platzierung der Bauteile, den Kondensator für die 3.3V
>> habe ich zunächst gar nicht finden können. Strippchen hauchdünn, dürfen
>> bei allem wo Power rüber geht durchaus dicker sein. Und was sind das für
>> Vias? 0.3mm Bohrung, 0.35mm Pad? Das Pad darf ruhig 0.3mm größer als die
>> Bohrung sein, 0.35mm ist auch kein Verbrechen.
>
>
> Schaltplan entspricht genau dem Datenblatt, oder was sollte hieran nicht
> passen?
>
> Gut über die Plazierung lässt sich immer darüber streiten, trotzdessen
> habe ich erwähnt, es ist ein 8 Layer Board, es gibt eine Lage für 3.3V
> und eine Lage für 5V, warum sollte ich also Dicke Traces nutzen, wenn
> die VIAS auf die Potenzialflächen in die PCB gehen?
>
> Im Datenblatt steht sogar noch drin, Traces so kurz wie möglich zu
> gestalten.
>
> Musste selbst nachsehen, scheint durch den Screenshot anders zu wirken,
> aber die VIAs sind genau 0.4/0.45mm und die Traces über die Power geht
> sind 0,5mm Minimum.

Zur Platzierung und den Strompfaden haben sich bereits andere geäußert. 
Aber was ist ein 0.4/0.45mm Via? 0.4mm Bohrung und 0.45mm Pad?

von Karsten B. (kastenhq2010)


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Das sind 1.7mm Pitch? Dann sind das nie und nimmer 0.5mm, die vom Pad 2 
weggehen. Und die Steuersignale sind 100µm?

von Mani W. (e-doc)


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Daniel S. schrieb:
> Mein Oszi, sagt mir 3.92V... oder was möchtest du mir mit "Oszi dran
> halten mitteilen?"

Warum kein DVM?

von Wolf17 (wolf17)


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Mani W. schrieb:
> Warum kein DVM?
Weil man da nur einen mittleren Wert der Integrationsphase bekommt, aber 
Peaks und anderes Missverhalten nicht sieht.

von Mani W. (e-doc)


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Wolf17 schrieb:
> Mani W. schrieb:
>> Warum kein DVM?
> Weil man da nur einen mittleren Wert der Integrationsphase bekommt, aber
> Peaks und anderes Missverhalten nicht sieht.

Sorry, habe nichts von Peaks gelesen...

Und es gibt auch kein Oszibild...

: Bearbeitet durch User
von Christian M. (christian_m280)


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Keine Ahnung von Elektronik, aber

Daniel S. schrieb:
> 8 Layer Impendance Controlled PCB

machen...

Gruss Chregu

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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



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Daniel S. schrieb:
> PCB ist eine 8 Layer Impendance Controlled PCB.
Diese Phrase wird meist völlig falsch übersetzt und genauso falsch 
verstanden. Denn eigentlich heißt "to control" auf deutsch "steuern". 
Eine "impedance controlled PCB" ist also eine Leiterplatte, deren Layout 
und Fertigung so **gesteuert werden muss**, dass hinterher die richtige 
Impedanz für hochfrequente Signalleitungen herauskommt. Du kannst also 
nicht einfach naiv ein "Häckchen" bei "Impedanzkontrolle" machen und 
alles wird automatisch richtig und gut, sondern du als Entwickler hast 
das nötige Wissen und bist dafür verantwortlich, dass das passiert.

Soweit die Lehrstunde zum Thema "Impedanzkontrolle".


Weil du es hier aber in keinster Weise mit hochfrequenten 
Signalleitungen, sondern "einfach" einem Schaltregler (und zudem einem 
recht langsamen) zu tun hast, ist irgendwelche "Impedanzkontrolle" 
völlig fehl am Platz. Das Layout eines Schaltreglers ist im Grunde 
deshalb so "einfach", weil es üblicherweise für diese Bauteile Design 
Recommendations gibt (wenn man nicht gerade ein Datenblatt eines 
chinesischen Nachbauderivats erwischt). Neben der Auswahl der nötigen 
Spule und der Kondensatoren betreffen die auch das Layout. Diese 
Designregeln hast du in allen Belangen vollumfänglich misachtet. Ganz 
ehrlich: mit dem jetzigen Layout ist da nichts zu machen. Da sind schon 
im Schaltplan so viele grundlegende Fehler (nur 1 Cin für beide Regler 
und der Cout für den 5V-Regler ist ausge-X-t), da kann nicht mal ein 
gutes Layout was richten...

Daniel S. schrieb:
> Die 5V Seite macht exakt 4.99V...
Hört sich sehr nach "Glück gehabt" an.

Ingolf O. schrieb im Beitrag #7854360:
> C3 hat keine GND-Verbindung!
"Via in Pad" braucht "Blind Vias" (am besten kupfergefüllte), sonst 
fließt Zinn ins Via ab:
- 
https://www.globalwellpcba.com/de/was-sind-blind-vias-buried-vias-und-micro-vias/

Daniel S. schrieb:
> die Caps haben jeweils 440uF bei 16v.
Wo gibts solche Bauteile?


Der Q1 erscheint mir übrigens auch sehr verdächtig. Wenn der irgendwann 
mal die Spannung vom J2 auf die Leitung "Akku" schalten soll, dann muss 
VBUS um mindestens 5V höher sein als die Spannung am J", sonst ist dem 
kleinen Winzling ein kurzes Leben (im Bereich weniger ms) sicher.

Wenn der aber die Akkuspannung auf den J2 schalten soll, dann ist er 
verkehrt herum eingebaut, denn über die Bulkdiode leitet er immer.

: Bearbeitet durch Moderator
von Arno R. (arnor)


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Daniel S. schrieb:
> Woran könnte es liegen das der LM2596S-3.3 fast 4V ausgibt? Hat er evtl.
> zu wenig Last? evtl. kleineren/größeren Inductor?

Die Induktivität ist zu klein, das steht doch klar im Datenblatt Seite 
19, Fig. 27. Der LM2596-3,3 braucht bei Ue=12,6V und Ia=0,8A eine 
68µH-Drossel (L21/L30).

: Bearbeitet durch User
von Gerald B. (gerald_b)


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Den LM2596 stellt so ziemlich jeder Chinafertiger als Generika her. Da 
du erwähnt hast, bei LCSC zu bestellen, welcher Hersteller isses denn 
nun? es nutzt nur bedingt was, ins TI DB zu gucken, wenn man dort 
irgendeinen Exoten verbaut. Keine Ahnung, welche Genauigkeit die 
Festspannungsversion bei dem hat, oder ob eine Mindestlast erfoderlich 
ist, damit die Spannung ncht hochläuft.
Andererseits ohne Last messen, kann auch sehr aufschlusseich sein, denn 
durch zu dünne GND-Leiterzüge kann dir die Spannung auch hochlaufen, bei 
Last.
Welche Bauart hat die Spule? ich frage, weil die FB Leitung schön unter 
der Spule durchgeht. Ein offener Kern koppelt da ganz hervorragend ein. 
Ein allseitig gekapselter Kern ist da unkritischer, aber generell sollte 
man nicht unter der Spule damit durchgehen.

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


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Gerald B. schrieb:
> ich frage, weil die FB Leitung schön unter der Spule durchgeht. Ein
> offener Kern koppelt da ganz hervorragend ein. Ein allseitig gekapselter
> Kern ist da unkritischer, aber generell sollte man nicht unter der Spule
> damit durchgehen.
Und vor allem sollte die Feedbackleitung **nicht** an der Spule 
abgegriffen werden, sondern am Cout (und ja, da geht es um einzelne mm, 
einfach mal die einschlägigen Appnote zum Thema durcharbeiten). Ganz 
besonders ungeschickt ist es dann, wenn es gar keinen Cout gibt.

Und zum Thema "mit dem Oszi gemessen" noch der dringende Hinweis auf die 
Sache mit der "Massefeder". Denn sonst sind solche Messungen von 
beliebigen guten und schlechten Artefakten übersät.
- 
https://www.all-electronics.de/elektronik-entwicklung/richtiges-testen-von-stromversorgungen-teil-2.html
- https://www.mikrocontroller.net/articles/Oszilloskop

: Bearbeitet durch Moderator
von Daniel S. (sany)


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Lothar M. schrieb:
> Daniel S. schrieb:
>> PCB ist eine 8 Layer Impendance Controlled PCB.
> Diese Phrase wird meist völlig falsch übersetzt und genauso falsch
> verstanden. Denn eigentlich heißt "to control" auf deutsch "steuern".
> Eine "impedance controlled PCB" ist also eine Leiterplatte, deren Layout
> und Fertigung so **gesteuert werden muss**, dass hinterher die richtige
> Impedanz für hochfrequente Signalleitungen herauskommt. Du kannst also
> nicht einfach naiv ein "Häckchen" bei "Impedanzkontrolle" machen und
> alles wird automatisch richtig und gut, sondern du als Entwickler hast
> das nötige Wissen und bist dafür verantwortlich, dass das passiert.
>
> Soweit die Lehrstunde zum Thema "Impedanzkontrolle".

Danke für die Lehrstunde, aber auf der PCB sind in der Tat hochfrequente 
Signalleitungen, ich hatte oben erwähnt, das noch ein SDRAM und 
Funkmodul verbaut ist und ein RGB666 Interface genutzt wird, somit 
benötige ich schon für den SDRAM die Impendanzkontrolle als auch für das 
Funkmodul..


>
> Weil du es hier aber in keinster Weise mit hochfrequenten
> Signalleitungen, sondern "einfach" einem Schaltregler (und zudem einem
> recht langsamen) zu tun hast, ist irgendwelche "Impedanzkontrolle"
> völlig fehl am Platz. Das Layout eines Schaltreglers ist im Grunde
> deshalb so "einfach", weil es üblicherweise für diese Bauteile Design
> Recommendations gibt (wenn man nicht gerade ein Datenblatt eines
> chinesischen Nachbauderivats erwischt). Neben der Auswahl der nötigen
> Spule und der Kondensatoren betreffen die auch das Layout. Diese
> Designregeln hast du in allen Belangen vollumfänglich misachtet. Ganz
> ehrlich: mit dem jetzigen Layout ist da nichts zu machen. Da sind schon
> im Schaltplan so viele grundlegende Fehler (nur 1 Cin für beide Regler
> und der Cout für den 5V-Regler ist ausge-X-t), da kann nicht mal ein
> gutes Layout was richten...
>

Nur weil der Cout ausge-X-t ist, heißt es nicht, das es diesen nicht 
gibt :-)  er wurde lediglich nicht beim Hersteller bestückt, da er nicht 
vorrätig war.

C3 hat eine Groundverbindung zur Groundplane, Blind Vias gesetzt, sowohl 
an GND von C3, als auch an den Spannungsreglern.

Die Blind Vias und InPad Vias sind mit Kupfer gefüllt..

> Daniel S. schrieb:
>> Die 5V Seite macht exakt 4.99V...
> Hört sich sehr nach "Glück gehabt" an.
>
> Ingolf O. schrieb im Beitrag #7854360:
>> C3 hat keine GND-Verbindung!
> "Via in Pad" braucht "Blind Vias" (am besten kupfergefüllte), sonst
> fließt Zinn ins Via ab:
> -
> 
https://www.globalwellpcba.com/de/was-sind-blind-vias-buried-vias-und-micro-vias/
>
> Daniel S. schrieb:
>> die Caps haben jeweils 440uF bei 16v.
> Wo gibts solche Bauteile?

Leider vertippt, es sind bei Cin 470uF/16V und bei Cout auch 470uF/16V 
als Elektrolyt Kondensatoren.

>
> Der Q1 erscheint mir übrigens auch sehr verdächtig. Wenn der irgendwann
> mal die Spannung vom J2 auf die Leitung "Akku" schalten soll, dann muss
> VBUS um mindestens 5V höher sein als die Spannung am J", sonst ist dem
> kleinen Winzling ein kurzes Leben (im Bereich weniger ms) sicher.
>
> Wenn der aber die Akkuspannung auf den J2 schalten soll, dann ist er
> verkehrt herum eingebaut, denn über die Bulkdiode leitet er immer.

Bin leider erst jetzt wieder dazu gekommen, habe nun nochmal Oszi Fotos 
beigefügt und den Fehler in der Tat beim Ohm messen gefunden. Schuld war 
leider der Cout Kondensator, diesen habe ich gegen einen neuen getauscht 
und das Problem war beseitigt.

Siehe Oszi Fotos, der Output des Labornetzteiles (SDS00003) sieht 
deutlich beschissener aus, als der 3.3V und 5V teil. (SDS00001, 
SDS00002)

Fürs nächste mal weiß ich, dass die Spule 68uH haben muss, die 
Groundplane um die Spannungsregler und die Traces dafür dicker und mehr 
Platz auf der Platine..

Trotzdessen, finde ich den Output nach den Oszi Ausgaben "nicht 
schlecht".. ??

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


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Daniel S. schrieb:
> nach den Oszi Ausgaben
Sehe ich das richtig: Zeitbasis 10ns/div bei 150kHz Schaltfrequenz?

Das ist, wie wenn du mitten im Baum sitzt und nach dem Wald suchst...

von Markus E. (markus_e176)


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Lothar M. schrieb:
> "Via in Pad" braucht "Blind Vias" (am besten kupfergefüllte), sonst
> fließt Zinn ins Via ab.

Kleine Anmerkung:
Blind Vias enden in einer Innenlage, das ist für Via-in-Pad nicht 
unbedingt notwendig.

Es gibt die Möglichkeit, durchgehende Vias zu verschließen (mit Harz, 
"plugged vias"). Das reicht auch aus, dass kein Zinn durchfließt. Die 
Steigerung ist "cap&fill", harzverfüllte Vias, die danach eine 
Kupferoberfläche bekommen, sodass das Pad wieder eine geschlossene 
Kupferfläche hat. V.a. bei kleinen Pads zu empfehlen.
Kupfergefüllt ist für Lötbarkeit und thermische Leitfähigkeit natürlich 
der Königsweg, aber wahrscheinlich auch am teuersten, insbesondere als 
blind via.

Für Handmuster reichen oft auf normale (beidseitig offene) Vias aus, 
wenn die Zinnmenge angepasst wird. Oder "tented vias", die sind dann mit 
Lötstopplack verschlossen. Günstigste Variante, aber nicht prozessicher. 
Bei tented vias unbedingt eine Seite offen lassen, sonst dehnt sich 
möglicherweise die Luft darin beim Löten aus und sprengt das Lötzinn 
weg... Aus dem Grund auch blind via-in-pad unbedingt gefüllt verwenden.

von Hmmm (hmmm)


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Daniel S. schrieb:
> Siehe Oszi Fotos, der Output des Labornetzteiles (SDS00003) sieht
> deutlich beschissener aus, als der 3.3V und 5V teil. (SDS00001,
> SDS00002)

Und was meinst Du, warum ersterer so beschissen aussieht?

Guck mal genau hin, wie weit die Peaks auseinanderliegen, und überleg 
Dir, zu welcher Frequenz das passen könnte. Und danach kannst Du Dich 
dann mal mit dem Thema leitungsgebundene Störungen befassen.

: Bearbeitet durch User
von Daniel S. (sany)


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Lothar M. schrieb:
> Daniel S. schrieb:
>> nach den Oszi Ausgaben
> Sehe ich das richtig: Zeitbasis 10ns/div bei 150kHz Schaltfrequenz?
>
> Das ist, wie wenn du mitten im Baum sitzt und nach dem Wald suchst...

Kommt durch Auto-Einstellungen, aber auch wenn ich die 2us/div setze, 
ist der Output nicht verzerrt....

von Crazy Harry (crazy_h)


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Hab mit dem bisher 2x eine Spannungsversorgung aufgebaut. Das erste Mal 
stellte ich dann fest, daß 47uH etwas wenig sind und der ohne Last 
deutlich drüber geht. Das 2. Mal dann mit 100uH und 1000uF am Ausgang 
hervorragend.

Und das war ein einseitiges Layout 😉

: Bearbeitet durch User
von Daniel S. (sany)


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Hmmm schrieb:
> Daniel S. schrieb:
>> Siehe Oszi Fotos, der Output des Labornetzteiles (SDS00003) sieht
>> deutlich beschissener aus, als der 3.3V und 5V teil. (SDS00001,
>> SDS00002)
>
> Und was meinst Du, warum ersterer so beschissen aussieht?
>
> Guck mal genau hin, wie weit die Peaks auseinanderliegen, und überleg
> Dir, zu welcher Frequenz das passen könnte. Und danach kannst Du Dich
> dann mal mit dem Thema leitungsgebundene Störungen befassen.

Was möchtest du mir mitteilen? Es ist doch völlig egal, was aus meinem 
Labornetzteil rauskommt und was da für Peaks sind, dass ist die 
Eingangsseite, später ist dort ein Akku

Aber trotzdem sind die 3.3V und 5V Sauber....

von Hmmm (hmmm)


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Daniel S. schrieb:
> Was möchtest du mir mitteilen? Es ist doch völlig egal, was aus meinem
> Labornetzteil rauskommt und was da für Peaks sind, dass ist die
> Eingangsseite, später ist dort ein Akku

Eigentlich wollte ich Dir mitteilen, dass nicht das Labornetzteil schuld 
ist, sondern Deine Schaltung. Und wenn Du Dich weiter so geschickt 
anstellst, kann das auch bei Akkubetrieb noch ein brauchbarer Störsender 
werden.

von Karsten B. (kastenhq2010)


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Ach Quatsch, ganz normal, dass aus einem Labornetzteil +-600mV 
rauskommen.

Aber ist ok,
Daniel S. schrieb:
> Fürs nächste mal weiß ich, dass die Spule 68uH haben muss, die
> Groundplane um die Spannungsregler und die Traces dafür dicker und mehr
> Platz auf der Platine..
falsche Spule und die Traces sind zu dünn, am Rest vom Layout gibt es 
nichts zu beanstanden.

Rein aus Neugier: Hast du noch ein Oszibild von den 3.3V und 5.0V für 
uns? Vielleicht nicht mit 1V/Div, sondern etwas feiner aufgelöst?

von Andreas H. (drbo)


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Daniel S. schrieb:

> Was möchtest du mir mitteilen? Es ist doch völlig egal, was aus meinem
> Labornetzteil rauskommt und was da für Peaks sind, dass ist die
> Eingangsseite, später ist dort ein Akku


Der Ausgang deines Labornetzteils sieht "beschissen" aus, weil deine 
Schaltung eine "beschissene" Last ist ;). Vielleicht hättest du den 
Eingang deiner Schaltregler ein wenig besser puffern können.

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Daniel S. schrieb:
> Aber trotzdem sind die 3.3V und 5V Sauber....

Nö. Das siehst Du nur wegen der falschen Zeitbasis nicht.

Beide haben 125 bzw. 120 mV Amplitude, wie Dir Dein Oszilloskop sogar 
verrät. Und wenn Du die Zeitbasis korrigieren würdest, könnte das sogar 
noch ganz anders aussehen.

Was Du da nämlich machst, ist mit einer Lupe auf den Bogen des Arc de 
Triomphe zu blicken und zu sagen "der ist gerade".

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


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Karsten B. schrieb:
> am Rest vom Layout gibt es nichts zu beanstanden.
Ich sehe das anders.

Harald K. schrieb:
> Beide haben 125 bzw. 120 mV Amplitude, wie Dir Dein Oszilloskop sogar
> verrät.
Und diese Werte hat das Oszi sehr aus dem Trüben gefischt.

Wenn man da den Eingang mal auf AC stellt und die Skalierung auf 
100mV/div und die Zeitbasis auf einen sinnvollen Wert und den Trigger 
so, dass es auch triggert (so wie man ein Oszi eben einstellen muss, 
damit man mit den Messung was anfangen kann) und mit der erwähnten 
Messefeder die Koppelschleife klein hält, dann könnte man aus den 
Bildern auch was herauslesen.

Ich würde da zudem auch auch die riesige Zahlenwüste ausblenden.

Daniel S. schrieb:
> Siehe Oszi Fotos, der Output des Labornetzteiles (SDS00003)
Google findet da nix:
- https://www.google.com/search?q=sds00003+power+supply

Hast du einen Link zu dem Gerät?

> sieht deutlich beschissener aus.
Mit welcher Last hast du dieses Gezappel am Ausgang deines 
Schaltnetzteils gemessen? Mit einem passiven niederinduktiven 
Lastwiderstand?

Oder hast du evtl. gar nicht den Ausgang des Netzteils gemessen, sondern 
den Eingang deiner Schaltung? Dann kann es natürlich auch sein, dass der 
Ripple vom Eingang deiner beiden Schaltregler kommt.

> somit benötige ich schon für den SDRAM die Impendanzkontrolle als auch
> für das Funkmodul..
Ich bin mir nicht sicher, ob du verstanden hast, was ich sagen wollte: 
Impedanzkontrolle (oder besser Impedanzsteuerung) ist nichts, was du von 
der Toolchain "wollen" kannst, sondern etwas, was du selber "machen" 
musst.

> Fürs nächste mal weiß ich, dass die Spule 68uH haben muss, die
> Groundplane um die Spannungsregler und die Traces dafür dicker
Auch das hast du nur sehr selektiv verstanden. Der Trick am Schaltregler 
sind die Strompfade. Die musst du verstanden haben, dann wird das Layout 
automatisch richtig, weil dir die Fehler sofort ins Auge stechen.

> und mehr Platz auf der Platine..
Du brauchst nicht mehr Platz, sondern die richtige Anordnung der 
Bauteile und Kupferflächen (ich habe einen 24V->3V3 Schaltregler mit 3A 
auf weniger als 1cm² realisiert). Eine quer durch den Schaltregler 
geflutete Masse zeigt, dass dieses Verständnis (noch) fehlt.

: Bearbeitet durch Moderator
von Karsten B. (kastenhq2010)


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Lothar M. schrieb:
> Karsten B. schrieb:
>> am Rest vom Layout gibt es nichts zu beanstanden.
> Ich sehe das anders.

Du hast dieses Zitat hoffentlich nur als passende Einleitung genommen 
oder ging nicht zweifelsfrei hevor, dass es sich um Ironie handelt?

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


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Karsten B. schrieb:
> dass es sich um Ironie handelt?
Sorry, mir war nicht auf Anhieb klar, dass deine Aussage ironisch 
gemeint war. Aber eines ist sicher: wenns bei mir schon nicht gezündet 
hat, dann beim sany garantiert auch nicht.

Daniel S. schrieb:
> Es ist doch völlig egal, was aus meinem Labornetzteil rauskommt und was
> da für Peaks sind, dass ist die Eingangsseite, später ist dort ein Akku
Ein Tipp: häng doch zum Test mal grade so einen Akku da dran. Du wirst 
dich wundern, was der für eine unsaubere Spannung "ausgibt".

von Roland E. (roland0815)


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Für mich sieht das fast so aus, als wenn der 3,3V ein 5V ist, der von 
einem angeschlossenen 3,3V Bauteil über den Eingangsschutz abgewürgt 
wird. Würde mich nicht wundern, wenn da irgend was ziemlich warm wird.

Und ja, das Layout macht so ziemlich alles falsch, was bei einem 
Schaltregler falsch geht. Erklärt aber nicht die zu hohe 
Ausgangsspannung. Mich wundert auch etwas, dass beide die gleiche 
Speicherdrossel haben, kann aber stimmen.

Beitrag #7855244 wurde vom Autor gelöscht.
von Daniel S. (sany)


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Lothar M. schrieb:
> Karsten B. schrieb:
>> am Rest vom Layout gibt es nichts zu beanstanden.
> Ich sehe das anders.

Lothar, Karsten hat die volle Schublade an Ironie ausgepackt.

> Harald K. schrieb:
>> Beide haben 125 bzw. 120 mV Amplitude, wie Dir Dein Oszilloskop sogar
>> verrät.
> Und diese Werte hat das Oszi sehr aus dem Trüben gefischt.

Klaro, mein Oszilloskop fischt gerne in Trüben gewässern und vorallem 
denkt es sich immer die komischsten Werte aus... (ironie)

> Wenn man da den Eingang mal auf AC stellt und die Skalierung auf
> 100mV/div und die Zeitbasis auf einen sinnvollen Wert und den Trigger
> so, dass es auch triggert (so wie man ein Oszi eben einstellen muss,
> damit man mit den Messung was anfangen kann) und mit der erwähnten
> Messefeder die Koppelschleife klein hält, dann könnte man aus den
> Bildern auch was herauslesen.

Erledigt, die Koppelschleife ist klein.. ich hatte nur keine Zeit..

> Ich würde da zudem auch auch die riesige Zahlenwüste ausblenden.
>
> Daniel S. schrieb:
>> Siehe Oszi Fotos, der Output des Labornetzteiles (SDS00003)
> Google findet da nix:
> - https://www.google.com/search?q=sds00003+power+supply
>
> Hast du einen Link zu dem Gerät?

Hat es einen tieferen Hintergrund das du nach meinen Bildernamen 
(SDS00003) googlest?

>
>> sieht deutlich beschissener aus.
> Mit welcher Last hast du dieses Gezappel am Ausgang deines
> Schaltnetzteils gemessen? Mit einem passiven niederinduktiven
> Lastwiderstand?
>
> Oder hast du evtl. gar nicht den Ausgang des Netzteils gemessen, sondern
> den Eingang deiner Schaltung? Dann kann es natürlich auch sein, dass der
> Ripple vom Eingang deiner beiden Schaltregler kommt.

Das Ripple kommt vom Eingang meiner Schaltung der beiden Schaltreglern, 
das gezappel, habe ich auch wenn der Akku dran sitzt. (Siehe Bild)

>> somit benötige ich schon für den SDRAM die Impendanzkontrolle als auch
>> für das Funkmodul..
> Ich bin mir nicht sicher, ob du verstanden hast, was ich sagen wollte:
> Impedanzkontrolle (oder besser Impedanzsteuerung) ist nichts, was du von
> der Toolchain "wollen" kannst, sondern etwas, was du selber "machen"
> musst.

Ist mir schon klar dass ich das selbst machen muss und nicht nur anhaken 
muss, von nichts kommt ja nichts..?
Und ja, die ganzen Signale wurden auch passend mit den Differenzial 
Paaren und Länge berechnet (USB, SDRAM etc)

>> Fürs nächste mal weiß ich, dass die Spule 68uH haben muss, die
>> Groundplane um die Spannungsregler und die Traces dafür dicker
> Auch das hast du nur sehr selektiv verstanden. Der Trick am Schaltregler
> sind die Strompfade. Die musst du verstanden haben, dann wird das Layout
> automatisch richtig, weil dir die Fehler sofort ins Auge stechen.

Die Strompfade sind mir schon klar, mir ist das leider allerdings durch 
die Lappen gegangen...

>> und mehr Platz auf der Platine..
> Du brauchst nicht mehr Platz, sondern die richtige Anordnung der
> Bauteile und Kupferflächen (ich habe einen 24V->3V3 Schaltregler mit 3A
> auf weniger als 1cm² realisiert). Eine quer durch den Schaltregler
> geflutete Masse zeigt, dass dieses Verständnis (noch) fehlt.

Ja, 3A für 3.3V ist schon too mutch, für die 5V Seite benötige ich 
diese, da ein LCD dahinter hängt..

: Bearbeitet durch User
von Gerald B. (gerald_b)


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Daniel S. schrieb:
> Ja, 3A für 3.3V ist schon too mutch, für die 5V Seite benötige ich
> diese, da ein LCD dahinter hängt..

Warum machst du dir mit Gewalt das Leben schwer, das Schaltregler IC bis 
zur 3 Ampere Kotzgrenze prügeln zu wollen?
Auch andere Hersteller haben brauchbare ICs.
XLSEMI hat zwar die LM2596 Derivate ebenfalls kopiert, aber darauf 
basierend, auch Eigenentwicklungen mit mehr Ausgangsstrom.
XL 4005, XL 4013, XL 4015 - gibts zwar nur als Adj Version, aber 
ansonsten sehr pflegeleicht. Man baucht sich vom LM 2576 und 2596 nicht 
umgewöhnen :-)

von Veit D. (devil-elec)


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Gerald B. schrieb:
> Daniel S. schrieb:
>> Ja, 3A für 3.3V ist schon too mutch, für die 5V Seite benötige ich
>> diese, da ein LCD dahinter hängt..
>
> Warum machst du dir mit Gewalt das Leben schwer, das Schaltregler IC bis
> zur 3 Ampere Kotzgrenze prügeln zu wollen?

Davon war seitens Daniel nie die Rede. Wir haben uns nur gewundert warum 
die Spulen unterdimensioniert sind.

@ Daniel:
Ich würde jedoch die Schaltung nicht für deutlich weniger auslegen was 
der Schaltregler kann. Irgendwann benötigt man doch einmal mehr Strom 
wie gedacht und dann macht die Schaltung Mist und alles was 
angeschlossen ist kann kaputt gehen. Es würde eher Sinn machen einen 
kleineren Schaltregler zu verwenden. Dann geht der Regler bei Überlast 
in Strombegrenzung und alles andere bleibt ganz.

Wegen deinen Oszibildern. Warum nimmst du 1µs als Zeitbasis? Zoom mal 
raus, dann sieht man die echten 150kHz Ripple/Spikes. Und messe den 
Ausgang. Das Gezappel was du mit 1µs siehste ist was anderes. Eine 
Massefeder verwendest du?

: Bearbeitet durch User
von Roland E. (roland0815)


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Daniel S. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Karsten B. schrieb:
>>> am Rest vom Layout gibt es nichts zu beanstanden.
>> Ich sehe das anders.
>
> Lothar, Karsten hat die volle Schublade an Ironie ausgepackt.
>
>> Harald K. schrieb:
>>> Beide haben 125 bzw. 120 mV Amplitude, wie Dir Dein Oszilloskop sogar
>>> verrät.
>> Und diese Werte hat das Oszi sehr aus dem Trüben gefischt.
>
> Klaro, mein Oszilloskop fischt gerne in Trüben gewässern und vorallem
> denkt es sich immer die komischsten Werte aus... (ironie)
> ...

Vor allem, wenn man den völlig falschen Zeitbereich wählt. 1us für nen 
150kHz Wandler?!? Was möchtest du dir da anschauen?

von Hmmm (hmmm)


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Veit D. schrieb:
> Warum nimmst du 1µs als Zeitbasis? Zoom mal
> raus, dann sieht man die echten 150kHz Ripple/Spikes.

Sieht man doch gerade noch. 6.7us Periodendauer und 1us/Div., dazu ein 
paar Reflektionen und/oder der zweite Schaltregler, der nicht ganz 
synchron laufen dürfte.

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