Layout Schaltregler LM2596 - 2lagig

[Stef (Gast)]

Hallo zusammen,

vor ein paar Wochen habe ich schon einen Thread bzgl. des Layoutes des 
LM2596 eröffnet.

Vgl.
Beitrag "Altium Layout LM2596"

Damals hatte ich ein 1 Lagiges Layout dank freundlicher Mithilfe 
"entwickelt".

Im folgenden würde ich mich gerne an einem doppelseitigen Layout 
versuchen. DIe Diode D16 sowie die "riesen" SPule L2 befinden sich auf 
dem Bottom Layer. Durch die Platzersparnis erhoffe ich mir noch 
kompaktere Stromschleifen.

Der Schaltplan sowie der Toplayer und der Bottom Layer befinden sich im 
Anhang.

Auf dem Toplayer habe ich wiederum versucht die Stromschleifen 
einzuzeichnen.

Gelb: (Eingangs-C (C63 und C65) -> Schalter (Out und Lagenwechsel auf 
Bottomlayer) -> Spule -> wiederum über Lagenwechsel auf Ausgangs-C (C64 
und C66)-> über Ground Plane zurück aufs Eingangs-C

Pink: Ausgangs-C (C64 und C66) -> über GND Plane auf dem Toplayer zur 
Freilaufdiode dann Lagenwechsel zum Bottomlayer -> Spule (auf Bottom 
Layer) -> zurück zu Ausgangs-C (wieder Lagenwechsel)

Vermutlich sind in dem Layout noch eklatante Fehler drin, deswegen würde 
ich mich über Kritik und Verbesserungsvorschläge freuen. Welches Layout 
ist nun besser? Das 1.lagige aus dem ersten Thread oder hat dieses hier 
mehr Potential?

Vielen Dank im Voraus

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Stef schrieb:
> Gelb: (Eingangs-C (C63 und C65)
Der C65 ist nutzlos über einen langen Umweg mit Masse verbunden. Die 
eingezeichnete gelbe Stromschleife gilt ja nur für den C63.

Und warum geht der Freilaufpfad über die D14?

Mein Tipp: zeichne die Stormpade genau so ein, wie der Strom fließen 
muss. Nur dann siehst du ob der Strom Umwege macht. Und genau darum 
geht es...

> Welches Layout ist nun besser? Das 1.lagige aus dem ersten Thread oder
> hat dieses hier mehr Potential?
Das hier ist besser, weil kompakter. Allerdings kann es sein, dass du 
große Augen machst, wenn es darum geht, die schwere Spule auf der 
Unterseite im Automaten zu Bestücken und kopfüber zu Löten...

Noch was: wirf doch endlich mal diese D14 raus. Kein Mensch macht sowas 
hinter seinen Schaltregler...

[Stef (Gast)]

Vielen Dank wieder einmal für die schnelle Antwort.

Lothar Miller schrieb:

> Der C65 ist nutzlos über einen langen Umweg mit Masse verbunden. Die
> eingezeichnete gelbe Stromschleife gilt ja nur für den C63.

Richtig, habe den C65 jetzt direkt neben den C63 platziert. Platz ist ja 
genug da, da die Spule ja auf Bottom Layer.

> Und warum geht der Freilaufpfad über die D14?

danke, habe es bei den Stromschleifen editiert (siehe Anhang)

> Mein Tipp: zeichne die Stormpade genau so ein, wie der Strom fließen
> muss. Nur dann siehst du ob der Strom Umwege macht. Und genau darum
> geht es...

habe versucht die Strompfade noch genauer eingezeichnet, hoffe dabei 
keinen Fehler gemacht zu haben!?? Mir als Laie würde kein anderer Weg 
einfallen die Bauteile so zu platzieren, damit der Strom weniger 
"Umwege" nimmt.


> Noch was: wirf doch endlich mal diese D14 raus. Kein Mensch macht sowas
> hinter seinen Schaltregler...

OK

Eigentlich hatte ich geplant über die gesamte Leiterplatte auf Top-, 
Bottom- und Midlayer eine GND-Kupferfläche zu ziehen, so dass die 
gezogenen Masseverbindungen eh hinfällig wären?! Dank dem Hinweis auf 
Ihrer Homepage, dass keine Masseflächen unter die Spule dürfen gehe ich 
davon aus dass ich bei der Ziehung der Kupferfläche alle Schaltregler 
auf der Platine ausklammer sollte und die Verbindungen für die 
Masseverbindungen manuell ziehen sollte??

Da es immer noch mein erstes Layout ist, würde ich möglichst sicher 
immer Vorfeld wissen, ob der Schaltregler mit dem Layout so funktioniert 
wie gewünscht. Deswegen ist ein Feedback von routinierten Entwicklern 
sehr willkommen :)

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Stef schrieb:
> Eigentlich hatte ich geplant über die gesamte Leiterplatte auf Top-,
> Bottom- und Midlayer eine GND-Kupferfläche zu ziehen, so dass die
> gezogenen Masseverbindungen eh hinfällig wären?!
Das ist die längere Schreibweise für: Murks. Solange du nicht /begründen 
kannst/, warum du eine Kupferfläche brauchst, ist sie unnötig.

> habe versucht die Strompfade noch genauer eingezeichnet, hoffe dabei
> keinen Fehler gemacht zu haben!?
Wie soll denn der Strom da unterhalb des Schaltreglers fließen können? 
Auf keiner Lage ist da Kupfer: alles ist schwarz...  :-o
Die Spule ist das wichtigste Bauteil eines Schaltreglers. Durch die 
Spule muss der ganze Strom hindurch. Sie ist der Grund, warum nach dem 
Abschalten des Transistors im Schaltregler der Strom weiterfließt. Ich 
behaupte: vom Pin 2 des Reglers fließt der Strom erst mal in die Spule, 
dann dort wieder heraus und in den Ausgangskondensator. Dein Bild gibt 
das nicht her...

Sieh dir mal das da an:
http://www.youtube.com/watch?v=WMMNxUSTw4E
Evtl. fällt dann der Groschen...

[Stef (Gast)]

Schönes Viedeo, wünschte ich hätte es vor 3 Wochen schon gesehen!

Ich weiss nicht ob der Groschen noch nicht gefallen ist oder ob es ein 
Missverständnis ist :)

Natürlich fließt der Strom vom Eingangs C ersteinmal in den Pin vom 
Schaltregler und dann über den anderen PIN durch die Spule zu fließen um 
zum Ausgangs kond. zu gelangen.

Die Pads dieser Spule sind riesig und nehmen fast die gesamte 
Polygonflchen ein (3,3V und OUT). Den Strom durch das VIa zu zeichnen 
(welchens knapp über dem Out Pad der Spule liegt) war da sicher nicht 
richtig. Der Strom fließt also natürlich nicht über die "schwarze 
Fläche", sondern durch die Spule, deren Pads die "schwarze Fläche" 
sozusagen umschließt. Habe nochmals versuht es etwas eindeutiger zu 
zeichnen. Ärgerlich das man die Pads der Spule nicht deutlicher 
herausheben kann.

Stehe ich immer noch auf dem Schlauch oder ist klarer geworden wie 
meiner Meinung nach der Strom fließt.

Wiederum schönen Dank.

[Stef (Gast)]

Habe die Pads der SPule nochmals hervorgehoben!
Gruss

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Stef schrieb:
> Die Pads dieser Spule sind riesig und nehmen fast die gesamte
> Polygonflchen ein (3,3V und OUT).
Man könnte (und ich wäre das) da jetzt spitzfindig sagen: "Aber es geht 
nur 1 Draht in die Spule, und da muss der Strom durch!"

> Stehe ich immer noch auf dem Schlauch oder ist klarer geworden wie
> meiner Meinung nach der Strom fließt.
Mir war das schon klar. Und dir offenbar auch. Nur musst du das dann 
auch genau so einzeichnen, denn sonst streust du dir selber Sand ins 
Auge...

Und dank dieser exakten Skizze siehst du, dass sich der Strom dort 
theoretisch "praktisch aufhebt". Theoretisch, weil sich die beiden 
Linien überdecken. Praktisch aber nicht so sehr, weil eine davon zur 
Spule gewickelt ist...
Trotzdem ist dieses Layout besser, wenn auch die Fertigungstechnik 
deutlich aufwendiger ist.

[Stef (Gast)]

Alles klar. Die Zeichnung war in der Tat etwas "lapidar". Schönen Dank 
für die Unterstützung.

Gruss

[tobi (Gast)]

Ist der Chip nicht ohnehin schon so eine alte Gurke, mit der man sich 
EMV-Ärger einhandelt?