Hallo, ich habe hier zwei Schaltregler verbaut - LMZ21701 und LTC3606 -, die beide nicht annähernd die korrekte Spannung liefern und ich verstehe nicht, warum. Als Nebenbemerkung möchte ich erwähnen, dass beide Chips von Leuten gelötet wurden, die das beruflich machen. Bei beiden fällt mir auf, dass die Spannung an den Feedback-Pins nicht der Referenzspannung aus den Datenblättern entsprechen. (Abweichung etwa 20%) Ich habe das so verstanden, dass die Regler versuchen, sich so einzustellen, dass diese Pins der internen Referenzspannung entsprechen. Die Ausgangsspannung am LMZ21701 ist lastunabhängig konstant zu hoch (entsprechend der Abweichung von FB-Pin zur Referenzspannung) und die Ausgangsspannung am LTC3606 ist zu gering und bricht zudem auch noch mal lastabhängig auf einen niedrigeren Wert ein. Die Last ist nicht zu groß. Ich weiß nicht, ob es an der Stelle schon Sinn macht, Schaltpläne mitzuliefern, ich habe mich einfach an die Datenblätter gehalten. Können die beiden Regler beim Löten kaputtgegangen sein oder gibt es Dinge, die ich über Schaltregler anscheinend nicht weiß, die so ein Verhalten verursachen können? Oder wie kann ich herausfinden, wo der Fehler liegt? Den LMZ habe ich bereits mehrfach erfolgreich verwendet. Grüße Peter
Hallo, ohne Schaltplan und ggf. Layout wirst du hier keine guten Antworten bekommen.
Bitte keinen Schaltplan posten oder gar ein Bild vom Aufbau. Das µC-Rateteam wird sich der Angelegenheit gleich annehmen.
Na wenn die Feedback-Spannung nicht stimmt, kann es ja auch nicht funktionieren. Überprüfe den Feedback-Kreis (Spannungsteiler?).
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Die Schaltpläne habe ich mit angehängt. Ich bin dennoch nicht unbedingt guter Dinge, dass jemand ohne Kenntnis dieser Regler aus den Plänen heraus sagen können wird, was da falsch ist. Ich habe eher gehofft, dass es generelle Fehler gibt, die man bei Schaltreglern jeglicher Art machen kann, die hier dann genannt würden. @Waldemar Den Spannungsteiler für den LMZ (die Widerstände habe ich nochmal ausgelötet und gemessen) habe ich aus dem Datenblatt für 3,3V übernommen und die resultierende Ausgangsspannung würde übereinstimmen, wenn die Spannungsreferenz nicht die angegebenen 0,8V sondern die gemessenen 1,05V sind. Beim LMZ ist zudem das Package ein Problem. Die Kontakte sind ausschließlich auf der Unterseite und da komme ich mit meinen Messspitzen nicht mehr hin. Ich kann nur die ausgehenden Leiterbahnen messen, aber ob diese mit den IC-Pins verbunden sind, kann ich nicht prüfen. Beim LTC bin ich nach wie vor ratlos. weil die Ausgangsspannung eben lastabhängig ist und ich hier gar kein System erkennen kann.
Wenn am Spannungsteiler der korrekte Ist-Wert erscheint, und der Regler nicht das tut, was er soll, ist ein Aufbaufehler am wahrscheinlichsten - d.h. Schaltplan und Realität stimmen nicht überein. Ich tippe denn mal auf nicht korrekt angeschlossene ICs.
> Ich bin dennoch nicht unbedingt guter Dinge, dass jemand ohne > Kenntnis dieser Regler aus den Plänen heraus sagen können wird, > was da falsch ist. Sicher erhoffst Du Dir Antwort von Leuten, die Kenntnis der Regler haben. Und die können dann mit deinem Schaltplan eine Menge anfangen. Aus allgmeiner Erfahrung (nicht konkret mit diesen IC's) kann ich schon ein paar Antworten geben: > Können die beiden Regler beim Löten kaputtgegangen sein? Ja > oder gibt es Dinge, die ich über Schaltregler anscheinend nicht weiß, > die so ein Verhalten verursachen können? Vermutlich ja, niemand weiß alles. > Oder wie kann ich herausfinden, wo der Fehler liegt? messen und mit dem Datenblatt vergleichen. Du hast da schon einen guten Anfang gemacht. Die Feedback Spannung muß mit den Angaben des Datenblattes überein stimmen. Du hast da sehr hohe Widerstände um 1M Ohm. Hast du beachtet, dass gewöhnliche Multimeter aufgrund ihres Eingangswiderstandes das Meßergebnis erheblich verfälschen? Sicher gibt das Datenblatt auch an, wie hoch der Eingangswiderstand des Feddbacl Pins ist bzw. wie hoch die Widersdtandswerte maximal sein dürfen. Hast du das geprüft? Hast du mit einer ausreichenden Last gemessen? Wenn der Laststrom zu gering ist, liefern praktisch alle Schaltregler etwas Überspannung. Wenn umgekehrt die Ausgangsspannung zu gering ist, könntest du mal die Schaltzeiten prüfen. Eventuell läuft der Regeler schon am Limit seiner Möglichkeiten, weil die Spulen nicht ausreichend Energie speichern können oder zu hohe Innenwiderstände haben. > Ich tippe denn mal auf nicht korrekt angeschlossene ICs. Gut möglich. Oder ein Fehler im Layout. Schaltregler sind sehr pingelig, was die Leitungsführung angeht. Du hättest bessr zwei separate Themen für die Regler eröffnet - dafür ist es jetzt zu spät.
Stefan U. schrieb: > Sicher gibt das Datenblatt auch an, wie hoch der Eingangswiderstand des > Feddbacl Pins ist bzw. wie hoch die Widersdtandswerte maximal sein > dürfen. hast du das geprüft? Die Widerstandswerte hat er aus dem Datenblatt aus Typical Application 3,3V (Figure 18, Seite 12) übernommen. Wo hast Du die Regler-ICs gekauft? Kann es sich um Nachbauten handeln? Gruß, Stefan
Hallo Peder. Kannst du Angaben zu der Drossel und den Kapazitäten machen, die du verwendet hast? Grüße Fasti
Die Regler sind von Farnell und/oder Mouser. Woanders kaufe ich eigentlich nicht. Der LMZ21701 hat seine Spule direkt ab Werk aufgelötet. Und da der bei mir schön öfter gute Dienste geleistet hat in beinahe identischer Schaltung, tippe ich bei dem entweder auf einen nicht verbundenen Pin oder auf einen "Defekt" der Referenzspannung. Beim LTC sieht die Sache anders aus. Bei ihm ist mir sein Verhalten nicht neu. Ich habe drei verschiedene Spulen ausprobiert (auf dem selben Board): - Traco Power TCK-047: http://www.tracopower.com/products/tck047.pdf - Traco Power TCK-059: http://www.tracopower.com/products/tck059.pdf - Würth 744787220: http://www.farnell.com/datasheets/1915080.pdf Die Kondensatoren sind alles Keramik-SMDs. Nach dem ich heute Nacht einige Artikel von Texas Instruments gelesen habe, könnte das allerdings auch nicht so geschickt gewesen sein. Ich habe mir bei der Wahl der Spulen und Kondensatoren keine weiteren Gedanken gemacht, weil ich noch nie auf solche Probleme gestoßen bin. Die Spulen von Traco wurden mal in irgendeinem Regler-Datenblatt empfohlen, deshalb habe ich die gekauft. Könnt Ihr geeignete Spulen oder Spulentypen (sowie Kondensatoren oder Kondensatortypen) empfehlen, die bei Schaltreglern am meisten Sinn machen? Ich bin leider nicht vom Fach, sondern bin eher in die Elektronik reingeschlittert (worden). Danke Peter
LTC3603: Warum liegt Pin2 auf INTVCC? LMZ21701: Spannungsteiler am FB wäre mir zu hochohmig. Etwas Flußmittelreste und die Spannung läuft weg.
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Das unterbindet den Burst Mode. Der Regler schaltet dann auf "Forced Continuous Mode". Sagt zumindest das Datenblatt. ^^
Wer hat denn die Feedback-Widerstände dimensioniert? Der sollte sich mal überlegen, warum die so unendlich hochohmig ausgefallen sind... Die Schaltpläne sind auch bescheiden gezeichnet, vor allem der mit dem LTC3603.
Wie sind denn denn die Eckdaten der Applikation? 3,3V gebe ich mal als Zielsetzung vor, aber wie hoch soll der Strom sein? Peder schrieb: > Beim LTC bin ich nach wie vor ratlos. weil die Ausgangsspannung eben > lastabhängig ist und ich hier gar kein System erkennen kann. Nach dem Datenblatt werden 1-2,2µH als Spulen empfohlen, aber du hast das 10-fache verbaut. Damit wird doch auch Z größer. Du hast Sync/Mode mit IntVcc verbunden, obwohl im Datenblatt da VFB angeschlossen wurde. Hat das einen Grund? R2_B hat bei dir doppelt soviel Widerstand als wie im Datenblatt (Figure 6) und die Steckbrücke ist auch nicht nachvollziehbar. Grund? Wenn du dich nicht an das Datenblatt hältst musst du dich nicht wundern. Peder schrieb: > Ich kann nur die ausgehenden Leiterbahnen > messen, aber ob diese mit den IC-Pins verbunden sind, kann ich nicht > prüfen. Dann löte es aus und verdrahte/messe es nachvollziehbar, dann weißt du es.
Cyborg schrieb: > Wenn du dich nicht an das Datenblatt hältst musst du dich nicht > wundern. Mag ja sein, dass die Schaltung von jemandem zusammen gelötet wurde, der irgendwie löten konnte. Die Schaltungen an sich sind aber noch einmal von Null auf neu zu erstellen und auszulegen. Da lohnt es sich nicht, an 'zig Stellen herumzuflicken. Erstes Schaltnetzteil-Design?
Peder schrieb: > Die Schaltpläne habe ich mit angehängt Da beschleicht mich die Frage: wie sieht denn das Layout aus? Diese MHz Biester sind da recht anspruchsvoll. Hast du die Layout Recommendations aus dem Datenblatt befolgt? Wie viele Lagen hat dein Board? Wenn ich schon das Beispiellayout mit 4 Lagen sehe... :-o
Cyborg schrieb: > Du hast Sync/Mode mit IntVcc verbunden, obwohl im Datenblatt da > VFB angeschlossen wurde. Hat das einen Grund? > R2_B hat bei dir doppelt soviel Widerstand als wie im Datenblatt > (Figure 6) und die Steckbrücke ist auch nicht nachvollziehbar. > Grund? Die Verbindung zwischen Sync/Mode und IntVcc wird im Datenblatt erwähnt, damit schaltet man zwischen bestimmten Betriebsmodi um. R2_B ist Teil des Spannungsteilers, ich habe eine Ausgangsspannung von etwa 5,7V angestrebt. Die Steckbrücke ist für ein externes Poti, mit dem ich den Ausgang etwas korrigieren kann. > Wenn du dich nicht an das Datenblatt hältst musst du dich nicht > wundern. Ich weiß nicht, wie ich sonst eine andere Ausgangsspannung bestimmen soll. > Dann löte es aus und verdrahte/messe es nachvollziehbar, dann weißt > du es. Das kann ich leider nicht. Wie ich geschrieben habe, hat der Chip nur unterseits Kontakte. Das ist der Grund, warum ich den schon nicht eingelötet habe. Zum LTC3606: Die Widerstände beim LTC habe ich so gewählt, weil der 105kR im Datenblattbeispiel als R1 gesetzt wurde. Davon ausgehend habe ich den zweiten Widerstand berechnet. Testweise habe ich eben den Spannungsteiler mit 25x kleineren Widerständen gelötet, was aber am Problem nichts geändert hat. Die zu niedrige Spannung und der zusätzliche Spannungseinbruch unter Last (1A) waren immer noch da. Jetzt ist der LTC allerdings abgeraucht, ohne dass ich sagen könnte, warum. Woran ich mich noch erinnern kann, ist in etwa das Bild vom Oszi, gemessen über der Spule. Die Spannung über der Spule oszillierte rechteckförmig zwischen etwa -5V und 5V, allerdings mit "gewaltigen" Spitzen von mehreren Volt über dem eigentlichen Rechteck. Vielleicht waren die Spitzen zu viel und die Spule (2,2µH) ungeeignet. Zum LMZ21701: Im Datenblatt steht als Beschränkung für R_FBB, er solle kleiner als 400kR sein. Das ist noch der Fall und die Widerstandskombination habe ich 1:1 aus dem Datenblatt übernommen. Und weil das im Laufe des Threads vielleicht unterging: Dieser Spannungsreglertyp hat bei mir schon an zwei Stellen funktioniert - unter anderem einmal in genau der gleichen Schaltung. Die Platine war zwar vorher zweilagig und ist nun vierlagig, geändert hat sich aber dort, wo der Chip sitzt, nichts. Außer, dass nun ein VCC- und ein GND-Layer mehr zwischen Top und Bottom liegen.
Hallo, falls aufgrund der überdimensionierten Spule so große Spitzen drauf waren, dürften die schaltenden Halbleiter bereits im Durchbruchbereich gearbeitet haben, was sie nur bis zu einer gewissen maximalen Energie dauerhaft unbeschadet verkraften können. Die Halbleiter haben also die Höhe der Spitzen begrenzt. Mit freundlichem Gruß
Christian S. schrieb: > falls aufgrund der überdimensionierten Spule so große Spitzen drauf > waren, dürften die schaltenden Halbleiter bereits im Durchbruchbereich > gearbeitet haben, was sie nur bis zu einer gewissen maximalen Energie > dauerhaft unbeschadet verkraften können. Die Halbleiter haben also die > Höhe der Spitzen begrenzt. Wie bitte?
Peder schrieb: > das Bild vom Oszi, gemessen über der Spule. Nur zur Sicherheit: dabei hast du aber schon beachtet, dass die Masse des Oszis i.A. nicht potentielfrei ist. > das Bild vom Oszi Interessanter wäre übrigens das Bild vom Switch-Node mit kurzem (Feder-)Massekontakt (den brauchst du für vernünftige Messungen bei diesen Dingern). Und natürlich das Layout dieses Reglers. Sieht das aus wie im Datenblatt? > hat der Chip nur unterseits Kontakte. Das ist der Grund, warum ich den > schon nicht eingelötet habe. Wenn die Pads lang genug sind kann man das gut von der Seite löten... > Die Platine war zwar vorher zweilagig und ist nun vierlagig, geändert > hat sich aber dort, wo der Chip sitzt, nichts. Außer, dass nun ein VCC- > und ein GND-Layer mehr zwischen Top und Bottom liegen. Das entspricht aber nicht ganz den Layoutbeispielen aus dem Datenblatt. du wirst das aber bestenfalls bei der EMV-Messung merken. Funktionieren sollte dieser integrierte Wandler trotzdem. > Dieser Spannungsreglertyp hat bei mir schon an zwei Stellen funktioniert > - unter anderem einmal in genau der gleichen Schaltung. Ist doch toll, dann kannst du ja einfach mal die beiden vergleichen...
Peder schrieb: > Die Last ist nicht zu > groß. Ist die Last evtl. sehr klein? Und wie groß ist dein Vcc? 10V? Ist die Ausgangs- (und FB-)Spannung des LMZ konstant zu hoch oder pulst sie auf einen zu großen Wert und trödelt danach langsam nach unten, bis der nächste Puls kommt? So was könnte z.B. passieren, wenn du versehentlich einen viel zu kleinen Ausgangskondensator angelötet hast (oder wenn der eine kalte Löststelle hat). Ein Oszi-Bild von Ein- und Ausgangsspannung des LMZ mit vernünftiger Auflösung und eine Abbildung des Layouts könnten dir die Beratung hier fundierter machen. Gleiches gilt sinngemäß für den LTC, nur dass man dort noch wesentlich mehr interessante Messpunkte anschauen könnte.
Poste mal bitte ein Foto vom Aufbau und die Boardfiles! .sch und .brd bitte! Ist ja Eagle.
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Der LMZ ist jetzt auch hin. Zuvor habe ich den Bereich aber noch mal sauber gemacht und dann lief er. Etwas später wieder nicht mehr, dann wieder doch und dann bin ich mit der Messpitze abgerutscht und hab ihn gegrillt. So wie es aussieht, gab es da wirklich ein Kontaktproblem. Ich werde für's erste auf den LMZ verzichten und zu einem anderen Regler greifen bis ich jemanden finde, der mir das Teil maschinell auflöten kann, wofür dieser Chip wahrscheinlich auch gedacht ist. Beim LTC würde ich es gern noch weiter versuchen. Eine Platine habe ich noch übrig, auf dem schon ein LTC drauf ist - ohne irgendetwas anders. Allerdings weiß ich nicht, was ich da noch anders machen soll. Foto ist gerade schlecht, ich hoffe, das Board reicht.
Deine Bootstrap-Diode hat eine höhere Kapazität, als Dein Bootstrap-Kondensator - das könnte, neben suboptimalem Layout, schon das Problem sein. Normalerweise gehört da sowas wie eine BAT54 hin.
Thomas E. schrieb: > Deine Bootstrap-Diode hat eine höhere Kapazität, als Dein > Bootstrap-Kondensator - das könnte, neben suboptimalem Layout, schon das > Problem sein. > Normalerweise gehört da sowas wie eine BAT54 hin. Oh, wow! Über sowas hätte ich nie nachgedacht. Allerdings verstehe ich das noch nicht ganz. Das Datenblatt zu meiner B540C (https://www.diodes.com/assets/Datasheets/ds13012.pdf) gibt eine Kapazität von maximal 300pF an. Wenn ich das richtig interpretiere, müsste der Bootstrap-Kondensator der C_BST sein, oder? Und der hat 220nF. Oder meinst du den C_FB mit 10pF? Auf jeden Fall muss ich mir übers Wochenende mal durchlesen, was ich mir unter Bootstrap vorstellen muss. Danke auf jeden Fall für den Hinweis, dem werde ich mal nachgehen.
Peder schrieb: > Und der hat > 220nF. Uuups - sorry, stimmt, da ist in meinen Gehirnwindungen der Wert (0,22µ) direkt gleich in die falsche Größenordnung (220p statt 220n) gerutscht! Der Diodentyp scheint mir da aber trotzdem nicht die richtige Wahl zu sein. Wird dann wohl doch eher am Layout liegen, z.B. Cin und Cout nicht direkt genug am Chip, Strompfade für ein- und Ausschaltphase komisch (siehe http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler), Abblock-Kondi am Chip auch nicht vernünftig an Chip-Gnd angebunden.
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Ach Du große Scheiße... Das Layout ist völlig ungeeignet für einen
Schaltregler. Du solltest unbedingt einmal die entsprechende Strompfade
für die verschiedenen Betriebszustände ("Aufladen" der Induktivität,
"Entladen") einzeichnen. Dann wirst Du sehen, dass diese viel zu groß
sind.
Und je nachdem, welchen Aufbau Deine Spule besitzt, hast Du einen
schönen Schweißtransformator gebaut, d.h. sowohl in der durchgängigen
blaue Kupferlage als auch in einigen roten Kupferinseln werden Ströme
induziert und kurzgeschlossen. In den Bahntechnik würde man so etwas als
Wirbelstrombremse einsetzen.
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Peder schrieb: > Foto ist gerade schlecht, ich hoffe, das Board reicht. Oh Schreck! Schau dir mal von den Schaltreglern den Layoutvorschlag an und bedenke das Hersteller am besten wissen wie ihre Bauteile layoutet werden müssen!
Alex W. schrieb: > Oh Schreck! Schau dir mal von den Schaltreglern den Layoutvorschlag an > und bedenke das Hersteller am besten wissen wie ihre Bauteile layoutet > werden müssen! Kannst du mir vielleicht weiterhelfen, den Layoutvorschlag zum LTC3606 zu finden? Das wäre sehr hilfreich. Im Datenblatt ist keiner und woanders werde ich auch nicht fündig. Ich würde mit Freuden einen Layoutvorschlag übernehmen, weil ich weiß, dass ich nicht unbedingt verstehe, wie diese Regler arbeiten. Andreas S. schrieb: > Ach Du große Scheiße... Das Layout ist völlig ungeeignet für einen > Schaltregler. Du solltest unbedingt einmal die entsprechende Strompfade > für die verschiedenen Betriebszustände ("Aufladen" der Induktivität, > "Entladen") einzeichnen. Dann wirst Du sehen, dass diese viel zu groß > sind. Die Spule muss doch (über einen Widerstand) von SW nach V_FB und die liegen dummerweise auf gegenüberliegenden Seiten des Chips. Wie kann ich den Weg denn da noch verkürzen? > Und je nachdem, welchen Aufbau Deine Spule besitzt, hast Du einen > schönen Schweißtransformator gebaut, d.h. sowohl in der durchgängigen > blaue Kupferlage als auch in einigen roten Kupferinseln werden Ströme > induziert und kurzgeschlossen. In den Bahntechnik würde man so etwas als > Wirbelstrombremse einsetzen. Das kann ich leider nicht nachvollziehen. Wo werden denn da Ströme induziert und kurzgeschlossen? (Nebenbemerkung: Beide Lagen sind auf GND-Potential. Die einzigien beiden "Inseln" habe ich bei der Versorgungsspannung und bei den SW-Pins - einfach, um sie zusammenzufassen.)
> Wo werden denn da Ströme induziert und kurzgeschlossen? Unter der Spule und im direkten Umfeld. > Wie kann ich den Weg denn da noch verkürzen? Zum Beispiel, indem du die Platine beidseitig bestückst. > Das kann ich leider nicht nachvollziehen. Kaufe Dir lieber fertige Spannungswandler-Module. Solche Sachen korrekt zu designen ist schon eine Wissenschaft für sich. Dazu gibt es eigene Lehrbücher.
Peder schrieb: > Kannst du mir vielleicht weiterhelfen, den Layoutvorschlag zum LTC3606 > zu finden? www.linear.com/docs/28692 Seite 15 ;-)
Alex W. schrieb: > www.linear.com/docs/28692 > > Seite 15 ;-) Awesome! Ich werde mal schauen, ob es einen nennenswerten Unterschied zwischen den beiden Reglern gibt, aber danke!
Peder schrieb: >> www.linear.com/docs/28692 >> >> Seite 15 ;-) > > Awesome! > > Ich werde mal schauen, ob es einen nennenswerten Unterschied > zwischen den beiden Reglern gibt Welche zwei Regler? Mir kommt da ein böser Verdacht. (Besser gesagt erlaubt ein Rückschluß den nächsten solchen... keinen guten.) Du hast also... dieses Datenblatt ... ...noch - nie - ge-se-hen?
Freako schrieb: > Welche zwei Regler? Oh... f**k! Ich haue jedes Mal Zahlendreher rein. Einige haben es schon anhand des Pinouts und der Schaltung gesehen: Eigentlich rede ich die ganze Zeit vom LTC3603. Den LTC3606 gibt es gar nicht. Dann verstehe ich auch, wo der LTC3606B herkommt und wieso ich dessen Datenblatt noch nicht kannte. Ich hoffe aber trotzdem, dass ich aus dessen Layout-Vorschlag einiges mitnehmen kann. Ich werde am Montag den LTC3603 nochmal neu designen und dann schauen, was dabei rauskommt.
Alex W. schrieb: > https://www.google.de/url?q=http://downloads.cdn.re-in.de/1200000-1299999/001257651-da-01-en-IC_REG_BUCK_SY_LTC3646EDE_PBF_DFN_14_LTC.pdf&sa=U&ved=0ahUKEwjOvNbR5ezTAhUGuRQKHRjfBJAQFgggMAk&usg=AFQjCNEPi2qxqjpGua3DcQuGF8H7mJVuIg Schön, dass du Google benutzt. Aber wen interessiert das hier. Es würde ganz einfach der Link zum Datenblatt des LTC3646 reichen https://cds.linear.com/docs/en/datasheet/36461fc.pdf
Peder schrieb: > Ich hoffe aber trotzdem, dass ich aus dessen Layout-Vorschlag einiges > mitnehmen kann. Sieh dir meine oben verlinkte Seite auch mal an und versuche nachzuvollziehen, warum dein Layout richtig schlecht ist. Zeichne mal die Strompfade in dein Design ein und mach das selbe auch im Beispiellayout. Vergleiche die beiden Lösungen. Du wirst sofort erkennen, warum hier ein Redesign nötig ist... Und vergiss diese Massefluterei im Schaltregler. Das führt nur zu unnötigen Störaus- und Überkopplungen. Eines gilt allem voran: keine Thermals im Leistungspfad (CIN, Schalter, Spule, COUT, Freilaufdiode [falls vorhanden]). Niemals!
Forist schrieb: > Schön, dass du Google benutzt. Aber wen interessiert das hier. Ernsthaft? Mich anpissen ohne den Sinn zu verstehen?
> Ich bin leider nicht vom Fach, sondern bin eher in die > Elektronik reingeschlittert (worden). Was lernen wir daraus? Schon allein die Idee mit dem externen Poti CON_POTI(R2) ist ja zum Kichern. > Als Nebenbemerkung möchte ich erwähnen, dass beide Chips > von Leuten gelötet wurden, die das beruflich machen. Dann sollte man das beim Layout auch so handhaben.
Lothar M. schrieb: > Eines gilt allem voran: keine Thermals im Leistungspfad (CIN, Schalter, > Spule, COUT, Freilaufdiode [falls vorhanden]). Niemals! Bei Hochstromnetzteilen wird man aber leider nicht darum herumkommen, Thermals auch dort zu verwenden, nämlich dann, wenn die betreffende Spule auf Grund ihrer Größe bzw. Masse nicht mehr als SMD erhältlich oder zuverlässig zu verarbeiten und zudem auf Grund unzureichender Wärmebeständigkeit zu großer Wärmekapazität oder Abschattungseffekten die gesamte Baugruppe inklusive Spule nicht mehr im Reflowofen oder in der Dampfphase verarbeitet werden könnte. Dann müsste man ggf. die Kontakte händisch oder per Selektivlötanlage löten. Vorzugsweise sollte man dann aber die Kontakte bei Leiterbahn und nicht per Kupferfläche anbinden, wobei bei sehr breiten Leiterbahnen und zudem dicken Anschlussdrähten der Spule die Grenze zur Kupferfläche hinsichtlich der Lötbarkeit schon verwischt. Für solche kleinen Schaltregler spielen diese Überlegungen aber weniger eine Rolle. Allerdings sollte man sich bei fast jeder Leiterplatte ein paar Gedanken darüber machen, wie gelötet wird, d.h. händisch, klassichem IR/Heißluftreflow oder in der Dampfphase. Letztendlich hängt davon auch entscheidend ab, welche Bauteileformen man auf welcher Leiterplattenseite unterbringen kann. Gerade bei händischer Bestückung kann man doch munter beidseitig sowohl SMD als auch THT verwenden und muss nur darauf achten, dass man die Bestückungsreihenfolge so wählt, dass man mit dem Lötkolben überall hinkommt.
Andreas S. schrieb: > Für solche kleinen Schaltregler spielen diese Überlegungen aber weniger > eine Rolle. Richtig. Bei räumlich ausgreifenden Designs wird dann ach nicht mir MHz geschaltet. Bei diesen steilflankigen Biestern sin in den allermeisten Fällen im Beispiellayout die Bauteile flächig angebunden. In manchen Layout Guidelines wird dann auch noch explizit von Thermals abgeraten. > Allerdings sollte man sich bei fast jeder Leiterplatte ein paar Gedanken > darüber machen, wie gelötet wird, d.h. händisch, klassichem > IR/Heißluftreflow oder in der Dampfphase. Oder den Spieß umdrehen und die passende Fertigungstechnik für die Leiterplatte verwenden...
Bei Schaltreglern sollte man ein Sternpunktmasse aufbauen, d.h. C_in, C_out und PGND des IC sind so kurz wie möglich in einem Punkt zu verbinden. Ich hab auch Probleme mit einem IR3476 gehabt. Ich wollte damit einen 0..8V/6A Regler aufbauen, aber der hat sich schon bei 5A abgeschaltet, obwohl er sogar 12A schaffen soll. Ich hab dabei gemerkt, daß er eh unbrauchbar ist, da er keinen Hiccup-Mode hat, d.h. er läuft nach Überlast nicht wieder an. Wie kommt man bloß auf eine so blöde Idee? Ich werde jetzt den XR76208 nehmen, das Eval-Board läuft jedenfalls super.
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sch_isl8540.png
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Lothar M. schrieb: > Bei diesen steilflankigen Biestern Bei einer Schaltung mit einem Intersil ISL8540 fielen mir ausgangsseitig Spikes mit ca. 1ns - 3ns Breite auf, den ich auch mit zusätzlichen Abblockkondensatoren nicht in den Griff bekam. Irgendwann hatte ich sogar Vias ausgebohrt und den Schaltregler komplett von der restlichen Schaltung getrennt, aber die Spikes blieben. Die Ausgangsspannung war ansonsten sehr stabil. Letztendlich verbrachte ich fast eine Woche damit, diesen blöden Schaltregler in Betrieb zu nehmen. Der Grund für die Spikes bestand in dem offenbar zu geringen ESR des Kondensators C306, der Bestandteil einer Ladungspumpe für den integrierten Gatetreiber war. Nachdem ich einen Serienwiderstand von ein paar Ohm einfügte, war alles in Ordnung.
Lothar M. schrieb: > Oder den Spieß umdrehen und die passende Fertigungstechnik für die > Leiterplatte verwenden... Je nach Stückzahl und Anforderungen sollte man sein Layout aber auch so gestalten, dass man überhaupt eine geeignete Fertigungstechnik findet. Bei moderaten Stückzahlen und THT-Pins ist ein weiterer Durchlauf für Handlötungen noch akzeptabel, aber bei vielen THT-Pins sollte man die Leiterplatte schon so gestalten, dass man diese mit einer Selektivlötanlage gelötet bekommt, d.h. hinreichenden Abstand zwischen THT-Pins und auf der Lötseite befindlichen Fine-Pitch-SMDs einhalten.
Andreas S. schrieb: > Nachdem ich einen Serienwiderstand von ein > paar Ohm einfügte, war alles in Ordnung. Jepp, das habe ich auch mal auf ähnliche Weise lernen müssen.
@Lothar Ich bin gerade dabei, die Strompfade nachzuvollziehen und arbeite dabei mit deiner verlinkten Seite. Warum ich nicht gesehen habe, dass C_in und C_out wirklich schlecht liegen, ist mir schleierhaft, weil das eigentlich zu den Basics gehört und nicht nur Schaltregler betrifft. Allerdings kommt mir zu deiner Freilaufdiode eine Frage: Ich habe die hinter die Spule gelegt, so dass die Diode direkt vor den Verbraucher kommt und den Regler so "früh" wie möglich schützen kann. Bei dir liegt die Diode (V120) zwischen dem Regler und der Spule und damit für mich im "Regelkreis", wenn ich das mal so nennen darf. Hat das einen besonderen Grund oder Vorteil? Spezialist schrieb: > Was lernen wir daraus? > Schon allein die Idee mit dem externen Poti CON_POTI(R2) ist ja zum > Kichern. War der Zweck deines Beitrags einfach nur, mich zu beleidigen oder bist du auch gewillt, zu helfen, in dem du mir sagst, warum die Idee so lächerlich ist? Außer zur Unterhaltung dient es doch niemandem, wenn du nicht zumindest sagst, wo mein Fehler liegt und was eine sinnvolle Alternative ist. Ansonsten bin ich wirklich dankbar für all die Beiträge. Ich habe noch nie so viel hilfreiche und konstruktive Kritik für eine meiner Fragen bekommen wir hier. Grüße Peter
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Peder schrieb: > Allerdings kommt mir zu deiner Freilaufdiode eine Frage: Ich habe die > hinter die Spule gelegt, so dass die Diode direkt vor den Verbraucher > kommt und den Regler so "früh" wie möglich schützen kann. Die Freilaufdiode eines Schaltreglers hat nichts mit Schutz zu tun. Sie ist elementar wichtig für die Funktion. Allerdings ist beim LTC3603 die "Freilaufdiode" als synchroner Gleichrichter mit einem Mosfet im IC realisiert. Im angehängten Bild ist der rot umkringelt. Das, was bei dir als 'D' im Schaltplan eingebaut ist, ist ein völlig unnötiges Stück Silizium...
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Lothar M. schrieb: > Peder schrieb: > Die Freilaufdiode eines Schaltreglers hat nicht mit "Schutz" zu tun. Sie > ist elementar wichtig für die Funktion. Allerdings ist beim LTC3603 > die "Freilaufdiode" als synchroner Gleichrichter mit einem Mosfet im > IC realisiert. Im angehängten Bild rot umkringelt. > > Das, was bei dir als 'D' im Schaltplan eingebaut ist, ist ein völlig > unnötiges Stück Silizium... Der Regler soll eine externe große Magnetfeldspule (>20mH) mit Strom versorgen. Das hat er auch bereits getan, wenn auch eben anders als erwartet. "Meine" Freilaufdiode sollte dabei verhindern, dass beim An-, Ab- oder Umstecken der Spule die Induktionsspannung den Regler vernichtet. Würde das deiner Meinung nach der MOSFET tun oder lohnt es sich dann trotzdem (oder schadet eher), eine extra Freilaufdiode einzuplanen?
Peder schrieb: > "Meine" Freilaufdiode sollte dabei verhindern, dass beim An-, > Ab- oder Umstecken der Spule die Induktionsspannung den Regler > vernichtet. Hallo Peder, wenn Du unbedingt "hot" Deine Spule an- und abstecken willst (v.a. bei letzterem funkt's), gehört die Diode auf die andere Seite vom Stecker, also direkt an die Spule.
Peder schrieb: > "Meine" Freilaufdiode sollte dabei verhindern, dass beim An-, Ab- oder > Umstecken der Spule die Induktionsspannung den Regler vernichtet. Würde > das deiner Meinung nach der MOSFET tun Nein. Der übernimmt zwar die Funktion einer "Freilaufdiode", aber diese Freilauffunktion gilt nur und ausschließlich für die Schaltreglerspule! Es reicht ja auch nicht, 1 einzige Freilaufdiode einzubauen, wen du 10 Relais hast... > oder lohnt es sich dann trotzdem eine extra Freilaufdiode einzuplanen? Mach dir die Wirkung der Diode klar. Was passiert beim Ausstecken der Lastspule? Wie fließt der Strom? Welchen Pfad musst du bereitstellen, damit er keinen Schaden anrichten kann? Dorthin gehört dann die Freilaufdiode.
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Ich hoffe, ich habe nichts vergessen und konnte alles einfließen lassen, was ich an Informationen bekommen habe. Vor allem die Ströme einzuzeichnen, war tatsächlich enorm hilfreich, um zu verstehen, wie verkehrt das Design war. Was an dem externen Poti falsch ist, weiß ich leider immer noch nicht, aber ansonsten bin ich offen für neue Kritik und Verbesserungsvorschläge. Ich habe den Plan mit Gimp bearbeitet, falls sich jemand wundert. Ich weiß nicht, ob es ein Universalrezept dagegen gibt, aber die Namen der Bauteile überlappen sich alle, deshalb Gimp. Vias habe ich vergessen, die setzte ich morgen. Für V_IN und V_OUT habe extra Polygone - erstmal ohne Thermals, auch wenn ich nicht sicher bin, ob ich das dann noch löten kann.
Peder schrieb: > Ich weiß nicht, ob es ein Universalrezept dagegen > gibt, aber die Namen der Bauteile überlappen sich alle, deshalb Gimp. "Smash" Da kannst du dann den Misst, relativ zum Bauteil (bleibt weiter hin daran hängen), verschieben.
Peder schrieb: > konnte alles einfließen lassen, was ich an Informationen bekommen habe. Der Feedback gehört nicht an die Spule, sondern am den Ausgangskondensator. Denn diese Spannung soll ja geregelt werden. Natürlich sind das "nur" ein paar mm. Und wenns nicht anders ginge, dann würde ich auch nichts sagen. Die Spule kann dann im selben Sinne noch ein paar mm in Richtung IC. Und die Störkonturen (Keepout) der Kondensatoren sind riesig. Die Vias natürlich ohne Thermals. Eh' klar, oder?
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Davon mal abgesehen zeigt sich der TO doch durchaus lernfähig. Das ist ja heutzutage nicht unbedingt selbstverständlich.
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LTC-v4-brd.png
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So... Die neuen Platinen sind angekommen und zumindest eine davon bestückt, aber... Wenn ich mit der Eingangsspannung unterhalb eines (nicht ganz konstanten) Wertes bleibe (9V..11V), gibt der LTC ohne Last genau die Spannung aus, für die ich ihn ausgelegt habe (5,7V). Wenn die Eingangsspannung diesen Wert überschreitet, springt die Ausgangsspannung um einige 100mV nach unten. Mit einer Last von 3,6 Ohm wird unterhalb dieser Eingangsspannungsschwelle die Ausgangsspannung nur um einige 100mV verfehlt, oberhalb dieser Schwelle bricht die Spannung auf etwa 4,5V ein. Mit einer Last von 10 Ohm sieht das Verhalten genauso aus wie ohne Last. Meiner Meinung nach wäre es sinnvoll, nun bei der Peripherie zu suchen. Die Spule TCK-059 ist ursprünglich als Eingangsfilter für gekapselte DC-DC-Wandler von Traco Power gedacht - daher kenne ich die. Mittlerweile bin ich der Meinung, dass die als Speicherdrossel ihren Zweck verfehlen dürfte. Aber spielt das eine Rolle, wenn am Ausgang gar keine Last hängt? Als zweites wären da die Ein- und Ausgangskondensatoren, über die es oft unterschiedliche Aussagen gibt. Ich habe einfach Keramikkondensatoren genommen. Wäre hier andere Typen sinnvoller? Wo könnte ich noch suchen?
Ein externes Poti verwendet man nie in so einem Fall, weil die Draehte wie eine Antenne wirken und abstrahlen, und auf der anderen Seite, die Draehte als Induktivitaet wirken. Falls ein Poti, dann ein SMD, zum grad wo der Jumper ist einstellen. Es gibt welche im SOT 23 Gehaeuse, oder etwas groesser, 3x 2.54mm
> Was an dem externen Poti falsch ist, weiß ich leider immer noch nicht,
Sapperlot hat es schon angedeutete, die Antennen strahlen aber weniger,
sondern sie empfangen. Da die Spannungsteiler recht hochohmig sind,
bringt das die Regelung durcheinander. Auch ist es weniger die
Induktivität, sondern die Kapazität.
Dort ist ein 10pF-Kondensator eingebaut, das Poti und die Leitung haben
je nach Länge wahrscheinlich mehr.
Wenn Du eine externe Spannungseinstellung wünschst, verändert man Vref
oder man addiert eine Spannung in den Feedback-Zweig.
Entstördrosseln eignen sich kaum zum Speichern.
Mit den Cs wäre ich ein bisschen freigiebiger umgegangen, Platz ist ja
genug da. Elko + Keramik parallel, sowohl am Eingang als auch am
Ausgang.
Die Kapazität von großen Kerkos ist stark spannungsabhängig.
Bei Nennspannung haben die oft mal nur noch die Hälfte oder weniger.
Evtl. die Aussparungen um die Spule noch etwas größer.
Peder schrieb: > Die Spule TCK-059 ist ursprünglich als Eingangsfilter für gekapselte > DC-DC-Wandler von Traco Power gedacht Die ist 1. ungeschirmt und 2. bei 1kHz spezifiziert. Ich würde da eine geschirmte Würth WE-PD vorschlagen. Deren Daten sind zumindest mal für 100kHz angegeben: http://katalog.we-online.de/de/pbs/WE-PD#vs_t1:2_ct:10
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Peder schrieb: > Mittlerweile bin ich der Meinung, dass die als > Speicherdrossel ihren Zweck verfehlen dürfte. Weil´s so wichtig ist, wiederhole auch ich es nochmal: Drosseln für EMV-Zwecke sind dafür praktisch ungeeignet. Funktioniert a.) manchmal und b.) so halbwegs, wenn man die Drosseln stark überdimensioniert - recht sinnfrei. Außer man hat so eine grade da liegen, und gibt sich damit zufrieden, mit nem rechten Klopper nur minimalen Output zu erreichen (und mieser Effizienz, weil diese Spulen optimiert sind, Verluste zu steigern...).
Peder schrieb: > Als zweites wären da die Ein- und Ausgangskondensatoren, über die es oft > unterschiedliche Aussagen gibt. Ich habe einfach Keramikkondensatoren > genommen. Wäre hier andere Typen sinnvoller? Keramik ist grundsätzlich gut dafür, wegen dem geringen ESR. Ein Problem kann es damit beim Ausgangs-Kondensator u.U. geben, wenn der Regelkreis auf einen gewissen Mindest-ESR angewiesen ist. Bei Deinem Layout sehe ich aber keine ordentliche Anbindung des Eingangs-Kondensators am IC - die GND-Verbindung ist sehr lang und indirekt.
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Thomas E. schrieb: > Bei Deinem Layout sehe ich aber keine ordentliche Anbindung des > Eingangs-Kondensators am IC - die GND-Verbindung ist sehr lang und > indirekt. Der Ausgangskondensator ist doch sogar noch viel schlimmer angebunden... Bei solch einer riesigen Rahmenantenne könnte man doch schon fast glauben, die Schaltung sei als Ersatz für den Berliner Längstwellensender "Teddybär" bestimmt: :-) http://de.verschwoerungstheorien.wikia.com/wiki/L%C3%A4ngstwellensender_unter_dem_Flughafen_Berlin-Tempelhof
Andreas S. schrieb: > Der Ausgangskondensator ist doch sogar noch viel schlimmer angebunden... Das interessiert den LTC aber wohl weniger, als der Eingangskondensator. Zwischen dem LTC und Ausgangskondi sitzt sowieso die Induktivität, so daß der Ausgangskondensator normalerweise auch gar keine harten Stromänderungen und Schaltimpulse sieht. Für die Ausgangsspannung an der Klemme (Vout) ist der Ausgangskondi gar nicht schlecht platziert. Die Ankoppelung des Eingangskondensators am IC ist vielleicht sogar weniger das Problem, als die Masse-Ankoppelung des ICs selbst: insgesamt zu wenige VIAs, nur ein VIA rechts vom Cin, nur recht dünner GND-Pfad auf der Unterseite (bei der linken, oberen Ecke der Induktivität).
Andreas S. schrieb: > Der Ausgangskondensator ist doch sogar noch viel schlimmer angebunden... Der Freilaufkreis ist erstaunlich umständlich. Dem müsste man am besten einen dedizierten Weg vom Ausgangskondensator zur Reglermasse zur Verfügung stellen. Und da sind immer noch Thermals. Wurden die nicht per Edikt verboten? Aber das Beste ist das "Kühlpad" des Reglers, das zwecks Verhinderung der Wärmeabfuhr ein Thermal bekommen hat... :-o Und so eine dahingeflutete Masse in einem Schaltregler. Das tut dem Auge weh und der Funktion nicht gut. Zum Glück ist wenigstens der Switchnode Dank der Spule weitestgehend nicht von der Masse überdeckt.
Nach all der Zeit scheint es einen Riesenschritt vorwärts gegeben zu haben. Insofern schon mal vielen Dank an alle, die mir hier weitergeholfen haben. Nachdem ich die Spule gegen diese hier (Würth 7447786002) (https://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/7447786002.pdf) ausgetauscht habe, tut der Regler sowohl ohne Last als auch unter Last genau das, was er soll. Ehrlich gesagt warte ich trotzdem noch jederzeit auf böse Überraschungen, aber im Moment kann ich das eigentliche Fehlverhalten nicht mehr reproduzieren. Zwischenzeitlich bin ich bei den Kondensatoren hängen geblieben und habe dabei das nächste Fass ohne Boden entdeckt... Ich habe hier einige Typen von Kondensatoren mit 22µF, einfach mal zum Testen mit einem LCR-Messgerät. Und dort zeigt/zeigen bei 100kHz: - ein Alu-Elko noch 13µF - ein bipolarer Alu-Elko noch 3..4µF - zwei verschiedene Tantal-Elkos 16µF - zwei verschiedene Keramik-SMDs aus irgendeinem Grund nur noch 0,4µF Ist das für C_IN und C_OUT überhaupt von Interesse? Der Regler arbeitet mit 1MHz, aber davon sehe ich bei den Kondensatoren eigentlich nichts. Ich werde aber trotzdem noch jeweils einen ELKO drauflöten. @Lothar: Wie kann ich den Freilaufkreis besser gestalten, ohne dabei die Kompaktheit der anderen zu opfern? Durch die fehlende Diode sehe ich keine geeignete GND-Stelle, über der ich den Kreis zeichnen kann wie z.B. auf deiner Seite. All die anderen Hinweise, inklusive die zu den Thermals, werde ich versuchen, im nächsten Design einfließen lassen. Allerdings ist das "Kühlpad" tatsächlich ein exposed Pad und ist mit GND verschalten, insofern ist das der Grund für die Masse unter dem Regler. Die Thermals sind da, weil ich befürchtet habe, dass sich der Chip dann gar nicht mehr löten lässt.
Peder schrieb: > Wie kann ich den Freilaufkreis besser gestalten, ohne dabei die > Kompaktheit der anderen zu opfern? Nur mit (mehreren strategisch gut platzierten) Vias für diesen Pfad. > Die Thermals sind da, weil ich befürchtet habe, dass sich der Chip dann > gar nicht mehr löten lässt. Mach dir keine Sorgen, sondern einfach ein paar mehr kleine Vias unter das Pad. Das hat 2 Vorteile: 1. du kannst "durch" die Platine durch löten, und 2. die Wärme kommt auch gut zur anderen Platinenseite. Peder schrieb: > Ich habe hier einige Typen von Kondensatoren mit 22µF, einfach mal zum > Testen mit einem LCR-Messgerät. Und dort zeigt/zeigen bei 100kHz: > - zwei verschiedene Keramik-SMDs aus irgendeinem Grund nur noch 0,4µF Offenbar kommt das Messgerät da ein wenig durcheinander. Denn bei der dort verendenten Messspannung sollte sich noch keine Degradation der Kapazität ergeben. Das passiert erst bei höheren Spannngen. Und das geht so weit, bis der Kondensator bei seiner Maximalspannung tatsächlich nur noch ein viertel bis ein drittel seiner Nennkapazität hat.
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