DC-DC stimmt mein Filter am Ausgang?

[Bart (Gast)]

Hallo zusammen

Ich möchte gerne einen DC-DC Wandler in meiner Schaltung einsetzen.

Dazu habe ich mich für den LM3668 entschieden.

Dieser taktet mit 2.2MHz

Deshalb habe ich das filter nach der Formel 1/(2pi*sqrt(L*C)) = fg 
berechnet.

Dabei ist 52nH mit 100nF herausgekommen und als fg 2.2MHz

Ist dieses Filter denn nun so brauchbar?

Ich habe gelesen, dass es sich beim LC Tiefpass eigentlich um einen 
Schwingkris handelt.

Deshalb soll man ja einen Widerstand zur Dämpfung einbauen.
Ich habe dies mit R100 getan.

Doch wie kommt man auf die Werte von R100?

Eigentlich möchte ich ja nicht einen Widerstand am Ausgang haben. Da 
dies ja unnötig die Ausgangsimpedanz verschlechtert.

Wie löst man solch ein Problem optimal?

Danke schonmal

[Pink S. (pinkshell)]

- Bei einem Serienresonanzkreis wird die Spannung am Kondensator in der 
Regel größer sein als die Spannung an der Reihenschaltung

- Mit den 10 Ohm machst du dir die Regelung kaputt, das heisst, deine 
Ausgangsspannung hängt stark vom Strom ab.

Guck doch mal ins Datenblatt, vielleicht sind da Empfehlungen für ein 
Ausgangsfilter.

[papa_x (Gast)]

>Wie löst man solch ein Problem optimal?
Kein Filter !
Warum willst Du eines ?

[Bart (Gast)]

Pink Shell schrieb:
> - Bei einem Serienresonanzkreis wird die Spannung am Kondensator
> in der
> Regel größer sein als die Spannung an der Reihenschaltung
>
> - Mit den 10 Ohm machst du dir die Regelung kaputt, das heisst, deine
> Ausgangsspannung hängt stark vom Strom ab.
>
> Guck doch mal ins Datenblatt, vielleicht sind da Empfehlungen für ein
> Ausgangsfilter.

Danke für deine Antwort.

Leider steht da nichts im Datenblatt...

[Bart (Gast)]

papa_x schrieb:
>>Wie löst man solch ein Problem optimal?
> Kein Filter !
> Warum willst Du eines ?

Weil da 2.2MHz müll am Ausgang rauskommt...

[papa_x (Gast)]

...in 99% aller Designs eines 3.3V Schaltreglers ist keins drin ....

[papa_x (Gast)]

>Weil da 2.2MHz müll am Ausgang rauskommt...
Wie hoch ist denn der Ripple am Ausgang ?

[Bart (Gast)]

papa_x schrieb:
>>Weil da 2.2MHz müll am Ausgang rauskommt...
> Wie hoch ist denn der Ripple am Ausgang ?

Ehrlich gesagt, hab ich noch nicht gemessen, da ich erst am design 
bin...

Reicht das auch für avdd speisungen?

[papa_x (Gast)]

Ich hab's grad mal simuliert.
5.5V mit 2MHz, L=2.2uH und C=10uF sind ideal ca. 1mVss Ripple.

Ich würd die "Energie" in ein gutes Layout stecken.

[papa_x (Gast)]

>Reicht das auch für avdd speisungen?
Ja. Für avdd würde es passen. Vielleicht 1uF anstatt 100nF und anstatt L 
könntest Du auch ne Ferrit-Perle nehmen.

[Michael (Gast)]

10 uF / X7R und alles wird gut.

[Bart (Gast)]

papa_x schrieb:
> Ich hab's grad mal simuliert.
> 5.5V mit 2MHz, L=2.2uH und C=10uF sind ideal ca. 1mVss Ripple.
>
> Ich würd die "Energie" in ein gutes Layout stecken.

Vielen Dank!

Ja das klingt super!

Hast du da smit LT-Spice simuliert oder womit machst du das?

papa_x schrieb:
> Ja. Für avdd würde es passen. Vielleicht 1uF anstatt 100nF und anstatt L
> könntest Du auch ne Ferrit-Perle nehmen.

Es gibt ja viele Perlen... Welche würdest du nehmen? Worauf ist zu 
achten?

Michael schrieb:
> 10 uF / X7R und alles wird gut.

Wie sieht es mit einem "reinen" Tantal Elko aus?
Hier ist mein bevorzugter typ da ich genügend habe:
http://ch.mouser.com/search/ProductDetail.aspx?qs=wgO0AD0o1vsP6ZuvC%252bflGw==

293D106X9010A2TE3

[papa_x (Gast)]

X7R ist viel besser als Tantal. Gerade bei 2MHz.

[Frank M. (frank_m35)]

Laut Datenblatt kannst du mit einem Ripple von 50mV rechnen (Figure 31 
ff).

Stelle sicher, dass du sowohl an Eingang, als auch Ausgang X7R 
Keramik-Kondensatoren platzierst, welche Ausreichend dimensioniert 
sind!!
http://www.edn.com/design/analog/4402049/Temperature-and-voltage-variation-of-ceramic-capacitors--or-why-your-4-7--F-capacitor-becomes-a-0-33--F-capacitor

Ein Widerstand in der Versorgungsleitung is ganz schlecht, da die 
Spannung dann abhängig vom Strom schwankt (U = R*I).

Ich hoffe du bist dir im Klaren, dass der IC von Hand nur sehr schwer 
lötbar ist, ohne die entsprechende Ausrüstung und ohne entsprechend 
angepasste Leiterplatte. Also überdenke nochmal, ob du wirklich so einen 
Brocken brauchst (Strom, Buck/Boost).

Das Leiterplattenlayout ist maßgeblich für die Stabilität und das Ripple 
verantwortlich. Da du bei dem IC kaum externe Komponenten brauchst, kann 
man zwar wenig falsch machen, aber dennoch, befolge auf jeden Fall die 
Angaben auf Seite 20 unten.

So einen Filter mit Ferrit-Perle kannst du in die Versorgungsspannung 
vor einen kritischen IC setzen, aber auch ohne Widerstand in Reihe.

[Bart (Gast)]

papa_x schrieb:
> X7R ist viel besser als Tantal. Gerade bei 2MHz.

Rein informativ, gibt es noch was besseres als X7R?

[Bart (Gast)]

Frank M. schrieb:
> Laut Datenblatt kannst du mit einem Ripple von 50mV rechnen (Figure 31
> ff).

Wie könnte man diesen noch besser Stabilisieren?

Meine Idee, jedoch bestimmt nicht die beste:

Boost Topologie verwenden und zb. auf 5V boosten.
Nun einen linearen 3.3V Regler einsetzen mit einem möglichst geringen 
Noise Pegel.

Frank M. schrieb:
> Ein Widerstand in der Versorgungsleitung is ganz schlecht, da die
> Spannung dann abhängig vom Strom schwankt (U = R*I).

Das ist mir klar, aber Danke :)

Frank M. schrieb:
> Ich hoffe du bist dir im Klaren, dass der IC von Hand nur sehr schwer
> lötbar ist, ohne die entsprechende Ausrüstung und ohne entsprechend
> angepasste Leiterplatte. Also überdenke nochmal, ob du wirklich so einen
> Brocken brauchst (Strom, Buck/Boost).

Ich bin bestens Ausgerüstet.
Der Strom wird benötigt, da diese Speisung für ein Mikrocontroller 
Breakoutboard dienen soll und an der 3.3V noch externe Peripherie 
angehängt werden können soll.

Frank M. schrieb:
> Das Leiterplattenlayout ist maßgeblich für die Stabilität und das Ripple
> verantwortlich. Da du bei dem IC kaum externe Komponenten brauchst, kann
> man zwar wenig falsch machen, aber dennoch, befolge auf jeden Fall die
> Angaben auf Seite 20 unten.

Beim Layout werde ich die meiste Zeit "verbrauchen"
Danke für den Tipp auf Seite 20.

Frank M. schrieb:
> So einen Filter mit Ferrit-Perle kannst du in die Versorgungsspannung
> vor einen kritischen IC setzen, aber auch ohne Widerstand in Reihe.

Jetzt stellt sich nur noch die Frage, was für eine Perle (Typ, Wert)

[Bart (Gast)]

papa_x schrieb:
> X7R ist viel besser als Tantal. Gerade bei 2MHz.

Sieh mal die angehängte Kurve.

Ich finde der Tantal ist auch nicht schlecht!

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Warum willst du denn ausgerechnet ein Filter mit der Resonanzfrequenz 
der Schaltfrequenz des Wandlers  hinbasteln?? Das ist kontraproduktiv.
Normalerweise braucht man da gar nichts, empfindliche Analogtechnik mal 
aussen vor. Wenn überhaupt, kommt da ein satter Tiefpass hin mit 
möglichst geringem DC-Widerstand und ausreichend geringer Grenzfrequenz 
hin.

[Frank M. (frank_m35)]

Bart schrieb:
> Frank M. schrieb:
>> Laut Datenblatt kannst du mit einem Ripple von 50mV rechnen (Figure 31
>> ff).
>
> Wie könnte man diesen noch besser Stabilisieren?
>
> Meine Idee, jedoch bestimmt nicht die beste:
>
> Boost Topologie verwenden und zb. auf 5V boosten.
> Nun einen linearen 3.3V Regler einsetzen mit einem möglichst geringen
> Noise Pegel.

Die Frage ist: Was brauchst du wirklich. Es bringt nichts da rum zu 
optimieren, wenn es keinen Nutzen hat, da digitale ICs davon 
unbeeindruckt sind.
Falls du Analoge Messungen durchführst, kannst du auch einfach eine 
zusätzliche Low Noise Spannungsreferenz verwenden gegen die gemessen 
wird, somit kann dir das Ripple auf der Versorungsspannung mehr oder 
weniger egal sein. Zudem hast du dann auch keine Schwankungen in der 
Messung durch wechselnde Last zu befürchten und kannst auf unnötige 
Filterung verzichten.

Was ist denn deine Eingangsspannung?