LM3478 - Instabilität und EMI-Probleme

Hallo,

mich stresst momentan eine Anwendung des LM3478. An sich simpler Step-Up aus einem 6-zelligen Akku (5,5-9V) auf 12V bei max. 1,2A. Ausgelegt wurde das großteils mit dem neuen Wbench (dieses unmögliche, ewig langsame Flashzeug). FET ist ein FDS6690, Rsense 0,033R 1206, Diode eine 50WQ03. Induktivität 15µH (Coiltronics DR127), Cin Sanyo OS-CON SVP 100µ/16V, Cout 2* 100µ/16V SVP und ein 10µ/25V X7R 1206. Schaltfrequenz des Ganzen liegt bei 300Khz, der Rsl bei den von Wbench vorgeschlagenen 604R. Layout ist relativ kompakt, doppelseitig aufgebaut (L/C oben, alles andere unten), die kritischen Loops sind an sich ziemlich klein (das Evkit-Layout scheint nicht viel besser zu sein).

Problem ist nun, dass das Ganze bei mittlerer bis großer Last sehr instabil läuft und je nach Eingangsspannung unterschiedlichen Mist baut, meist begleitet von unschönen, zischenden Geräuschen. Die Pulsbreite ist nicht stabil, auch wenn an der Ausgangsspannung nichts zu erkennen ist jenseits der ca. 20mV an Ripplespannung.

Bisher hat es teilweise etwas gebracht, die Vin zum IC über 47Ohm/100n zusätzlich zu filtern, sauber ist es aber bei weitem nicht. Rsl auf 1k oder 2,2k zu erhöhen (größere Slope Compensation) brachte nix, was auch zu erwarten war (das Problem tritt auch bei Tastverhältnis kleiner 50% auf, und die Slope Compensation sollte theoretisch reichlich sein).

Oszilloskopbilder hab ich zwar gemacht, leider hat sich die Speicherkarte verabschiedet (hat jemand noch eine funktionierende Smartmedia-Karte mit 64 oder 128MB rumliegen?), daher erst morgen.

Die Spannungsregelung scheints nicht zu sein, erstens weil die Beschaltung an Comp praktisch keinen Einfluss auf das Problem hat, und zweitens weil die Schwingungen deutlich höherfrequenter sind als die Regelschleife könnte.

Außerdem hat das Ganze recht arge EMI, jedenfalls rauscht der Werkstattradio bei manchen Zuständen sehr stark, was weitergehende Messungen wohl erstmal überflüssig macht... Woher die wiederum kommt ist an sich schwer erklärbar, die Switch Node ist vielleicht 1 cm² groß (geht aber über beide Seiten der Platine, mit

4 VIAs verbunden) und die dort anliegende Spannung hat jedenfalls auf einem 100Mhz Oszi (HP1980B mit Tek P6106) (und guter Tastkopf-Erdung) einwandfrei saubere Flanken und ist frei von Überschwingern. Das HP1722A hätte 275Mhz, funktioniert aber momentan nicht (was sich hoffentlich bald ändert, Ersatzteile sind inzwischen da). Aktivtastkopf hab ich auch, nur müsste ich erst einen GR874->BNC Adapter dazu besorgen und rausfinden, wo sich die zugehörigen Abschwächer hin versteckt haben.

Irgendwelche Tipps? Oder weg damit und mit anderem IC (welchem?) neu anfangen?

Gruss, Robert

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Robert Obermayer
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Hallo Robert,

Ich setze das Teil nicht mehr ein, das hat mich einige Tage gekostet, nur weil die interne OVP so blöd dimensioniert ist:

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Ich weiß nicht, ob das was mit Deinem Problem zu tun hat.

Für das Ding gibt es übrigens einen Nachfolger (mit genau der gleichen blöden OVP). (LM3481) Den habe ich aber noch nicht ausprobiert.

Zusammengefassung meines Problems: Die Überspannungsabschaltschwelle liegt nur knapp über der Sollausgangsspannung. Das ist intern als Schmitt-Trigger mit Hysteres ausgeführt. Die Wiedereinschaltschwelle liegt unter der Soll-Ausgangsspannung. Und zwar kann die ziemlich weit drunter liegen. Beispiel (mit vereinfachten Werten): Ausschaltschwelle: 11V Sollspannung : 10V Einschaltschwelle: 8V

Das bedeutet, das nach einem Auslösen der Überspannungserkennung die Ausgangsspannung auf 8V zurückgehen muss, damit das Ding wieder losläuft (mit Softstart). Je nach Auslegung des Wandlers führt das dazu, dass das Ding ewig zwischen 8V und 11V hin un herschwingt, weil in der Zeit, in der die Spannung unter 10V liegt, der Integrator vollläuft.

Bei meinen Wandlern wurde die Überspannungsabschaltung mitten im Betrieb aktiv, ohne dass man mit dem Oszi irgendein Überspannungsereignis sehen konnte.

Michael

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Michael Rübig

Hmm ich kenn deinen Regler nicht, aber kann es sein das dies der Grund ist:

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Olaf

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Olaf Kaluza

Robert Obermayer schrieb:

Hmm, alles SMD oder ? Das heißt du gehst über Via's auf die Spule? Das wäre höchst suboptimal.

, die kritischen Loops sind an sich ziemlich klein (das

Leg mal irgendwo das Layout als PDF ab, ich tippe mal stark aufs Layout. Gerade die ENV Probleme deuten darauf hin.

Andreas

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Andreas Ruetten

WebBench? Oerks. Das hat fast alle meine Design als unmoeglich ausgespuckt und die sind heute alle in Serienfertigung. Diese Online Tools sind IMHO alle ziemlicher Murks. LTSpice ist das einzig senkrechte.

Zischen? Am besten mal ueber einen Holzpin, McDonald's Strohhalm oder sonstwie raushorchen was da zischt.

Michael hat mit dem Ding ja auch schon richtig Stress gehabt, aber es sieht bei Dir nicht wie sein Problem von damals aus. Seines lag wohl daran, dass der FB Pin bei 1.26V einpegelt, aber bei 50mV mehr bereits Grossalarm wegen Ueberspannung ausloest. Ich hatte bisher wohl Dusel, habe vor 4-5 Jahren ein paar Designs damit gemacht und eines laeuft immer noch vom Band. 4% Ripple oer Ueberschwinger waeren schon noetig um die OVP auszuloesen und das wuerde kaum durch die EMV gehen. Induktive Lasten herumreissen sollte man mit dem LM3478 jedoch nicht unbedingt.

200MHz braucht es schon ums sowas zu diagnostizieren. Wenn das Dingen wieder laeuft, sieh Dir mal ISEN und DR an. Bei ISEN auf Ansatz der Haifischzacke achten, nicht das die Spule etwa doch ein klein wenig saettigt ...

Wie Andreas schrieb, setze mal das Schaltbild und die Gerber Files oder wenigstens die Lagen als PDF (was aber muehsamer zum Gucken ist als Gerber) ins Web, falls es Hobby ist oder Dein Arbeit-/Auftraggeber nichts dagegen hat.

Ich nehme in letzter Zeit mehr den LT3757, aber nicht weil ich mit dem LM3478 unzufrieden waere. Er bietet einen entscheidenden Vorteil: Es gibt ein LTSpice Modell dafuer. Nachteil ist, dass er das zwei- bis dreifache kostet, aber in meinen aktuellen Design ist dei Sicherehit kritischer und ohne Sim geht da gar nix. Zweiter Nachteil ist, das die Hand-Loetung mit Fluechen verbunden ist weil der Massekontakt am Bauch des Chips ist. Aber wenigstens gibt es ihn in MSE (MSOP mit Baeuchle-Kontakt).

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo,

ja, die Spule ist über VIAs angeschlossen. Hat mich nicht so stark gestört, einer großen Induktivität von 15µH noch ein bis zwei nH in Form von 4 parallelen VIAs in Serie zu schalten. Bauteile sind alles SMD. Der Kritische Pfad FET-Rsense-Masse-Cout (10µ)-Masse ist auf einer Seite (bis auf den großen 200µ-Cout, der über viele VIAs auf der Rückseite sitzt). Derartige Konstruktionen aus meiner Entwicklung laufen mittlerweile einige, u.a. mit LM267x (260Khz) und LT1317 (500Khz), ohne erkennbare Probleme und auch ohne Rückläufer (von "wurde vom Bagger überfahren" mal abgesehen).

Layout als PDF, von unrelevanten (und nicht veröffentlichbaren) Teilen befreit und die auf der Rückseite liegenden Bauteile angedeutet.

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So, jetzt nochmal gemessen.

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Wenn ich sehe, was am Rsense so anliegt (obere Kurve), wundert mich die EMI GAR nicht mehr. Gestern hab ich allenfalls die Spannung (unten) angesehen gehabt, die sah dabei garnichtmal so schlimm aus. Schnelleres Oszi (1725A, das 1722B hat noch irgendeinen Kurzschluss im Netzteil :( )und 500Mhz-FET-Tastkopf bringt nicht viel besseres zu Tage :(
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Das sieht ja GRAESSLICH aus.

Interessant, das es absolut nichts bringt, den FET über 22Ohm _richtig_ langsam zu schalten. Die Amplitude des Mülls sinkt vielleicht um 50%, der Wirkungsgrad aber auch. Snubber über die Diode (10R/4n7) wird allenfalls warm, bringt aber auch nix.

Sieht so aus als ob das Design reif ist für die Tonne.

Dabei sollt das nur ein "kleines" Upgrade für ein existentes Produkt werden. Was daraus wurde ist langsam etwas ganz anderes... Eigentlich sollts nur ein größeres Display bekommen. Das zieht aber mehr Strom, also reichen die vorherigen 8 C-Zellen nicht mehr, stattdessen gehen 6 D-Zellen gut rein vom Platz. Das kann das alte Netzteil aber nicht mehr (+12V 0,8A mit LT1308), also entstand das...

Gruss, Robert

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Robert Obermayer

Spule. Hätt mich auch gewundert, wenn es was anderes wäre.

Den gleichen Mist baut meine Schaltung auch, aber nur bei unbelastetem Ausgang. Sobald 1k dran hängt ist damit aber Ruhe, und im Betrieb fließt nie weniger als 0,25A.

Siehe mein anderer Post, aber nochmal:

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So siehts am Rsense aus. ISEN ist ein gutes Stück sauberer, aber sieht trotzdem grässlich aus. Irgendwas ist da oberfaul. Die Bauteile sinds nicht, alles schon geprüft (und wurde bei Farnell gekauft, sollte also auch ok sein). DR ist dagegen fast sauber, U_GS des FETs einwandfrei, fast schon etwas langsam.

Was der Auftraggeber davon hält weis ich direkt nicht, nachdem es aber keine expliziten Verbote gibt nehme ich mal an, dass er sich nicht dran stört, wenn der hier interessante Teil veröffentlicht wird. Das Interessante des ganzen Geräts sitzt wo anders.

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Wie entlockt man Eagle eigentlich eine funktionierende Gerberfile? Ich habs bisher nicht hinbekommen, etwas zu erzeugen das von gerbv als brauchbar angesehen wird. Der Platinenhersteller nimmt halt .brd an und wandelt kostenlos...

Hört sich unpraktisch an, bei dem Auftragsvolumen wird handgelötet. Wie siehts eigentlich mit dem LT1370 aus? Hat da jemand Erfahrungen mit? Das letzte Stückchen Wirkungsgrad ist nicht so wichtig wie eine zuverlässige Funktion oder die geringsten Kosten.

Gruss, Robert

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Robert Obermayer

Hallo Robert,

Pass da auf, ich hatte da beträchtliche Unterschiede zwischen verschiedenen Exemplaren aus der gleichen Charge.

Hast Du bei der Messung auch die Tastkopfmasse kurz angebunden oder mit dem normalen Masseschwänzchen gearbeitet? Das macht einen riesen Unterschied. Die Resonanz scheint irgendwo zwischen 10Mhz und 50MHz zu liegen, genaues sieht man leider aus Deinen Osziplots nicht. Beim Ausschalten des FETs spielt hier meistens die Sperrschichtkapazität eine Rolle, beim Einschalten ist es die Sperrschichtkapazität der (Schottky)-Diode, die den Dreck mit verursacht. Zusmammen mit irgendeiner Streuinduktivität klingelt es halt dann.

Der LM3478 hat ja Blanking integriert und stellt sich die ersten 325ns nach dem Einschalten des FETs taub (Minimum On-Time). Wenn es nach den

325ns immer noch klingelt, dann löst der Current-Comparator halt manchmal aus und manchmal nicht, was zu extrem ungleichmäßigen Tastverhältnis und ziemlich chaotischem Betrieb führt. Man kann den Sense deshalb filtern, was den Betrieb stabiler machen sollte, jedoch nur die Symptome bekämpft.

Wenn Du am Gate langsam bist, verschenkst Du je nach Auslegung des Gate-Netzwerks die ersten 100ns oder 200ns des Blankings und verschlimmerst das ganze eventuell noch.

Wenn ich das richtig sehe, ist das TO252 die Schottky-Diode. Muss das wirklich so ein großes Ding sein? Die Schottky sollte man immer so klein wie möglich wählen, um eine geringere Sperrschichtkapazität zu erhalten.

10MQ060 ist z.B. ziemlich gut (Stromtragfähigkeit zu Sperrschichtkapazität). Ich kenne allerdings Deinen Strombedarf nicht.

Also die gemessenen Spikes haben vermutlich wenig mit dem Regler selbst zu tun. Die musst Du eh bekämpfen, sonst holt Dich das bei einem anderen Regler auch ein. Was mich beim LM3478 auch gestört hat, ist, dass der Gate-Treiber aus der gleichen Spannung wie der Regler selbst versorgt wird. Die teilen sich den LDO und den Abblockkondensator, was ziemlich behämmert ist. Zwischen Kerko und der internen Schaltung ist dann der dünne Bond. Du kannst Dir vorstellen, wie übel die Spannung innen aussehen muss.

Das wurde am LM3481 verbessert, der hat 2 Pins mehr. Es gibt auch noch den LM5022, der auch die Macke mit der Überspannungsschwelle nicht hat und hier anstandslos lief.

Michael

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Michael Rübig

Direkt aufgelötete Tastkopf-Buchsen, da dran je eine Philips PM8943 mit einem 10:1 Abschwächer.

Ja, tut es. Daher mach ich es auch so, notfalls noch mit diesem

2-Spitzen-Attachment von Tek, das Signal und GND in Form von 2 Spitzen in ca. 15mm Abstand ausführt.

So hab ich das auch beobachtet. Mit einem richtig großen Gatewiderstand war die EMI zwar minimal besser, dafür hats noch schlimmer gepfiffen als eh schon. Aktuell ist gar kein Gatewiderstand dran.

Ausgangsseitig fließen 1,2A. Die 50WQ03 war mit ein Vorschlag von Wbench, und vorhanden war sie eben auch noch im Lager. Die Bilder entstanden übrigens schon mit einer B340, hat keinen signifikanten Unterschied gebracht.

FET ist auch schon mal getauscht, diesmal FDS6680, Ergebnis: Nix. Nur wärmer wird es jetzt.

Den Rsense hab ich mal auf seine Induktivität hin vermessen, liegt wie zu erwarten unter der Auflösung des Messgeräts (kleiner 5nH).

Ja, das befürchte ich auch. Fragt sich, was an dem Layout so katastrophal ist? Die Vias des selber hergestellten Prototypenboards sind noch dazu mit

0,6mm Draht (beidseitig "flachgeschlagen" und gelötet) gemacht, das ist elektrisch vermutlich noch besser als übliche DuKos...

So dermaßene Probleme hatte ich nichtmal mit den schlimmsten Testaufbauten anderer Regler (u.a. LTC1625 Stepdown@600Khz) auf Massefläche und Luftverdrahtung.

Ja. Auch praktisch ist, dass das Teil beim Durchgang der Eingangsspannung durch ca. 7,2V die Bias-Quelle wechselt und, was im Datenblatt auch mehr oder weniger direkt drinsteht, als Ergebnis Murks baut und nicht selten als Hystereseregler weiterarbeitet danach. Genau das tat es auch (hat gesummt und gerattert, und die U_Out sah schlimm aus, das Teil hat manchmal auch über die OVP getaktet), daher ist am Testboard die VCC des LMs mit 47ohm/1µ||10n gefiltert, wodurch die auch bei maximaler V_in ein kleines Stück drunter bleibt.

BTW, 1722B funktioniert jetzt auch. Man sollte, wenn man Bauteile von oben in eine festgeschraubte Platine lötet, vermeiden dass die Pins unten gegen das Gehäuseblech stehen...

Gruß, Robert

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Robert Obermayer

Robert Obermayer schrieb:

Wenn man die Sperrschichtkapazitäten bei 5V mal vergleicht:

50WQ03 : 590pF B340 : ~250pF 10MQ040: 42pF

Ich würde da nochmal rumprobieren. Wenn die 10MQ es auch nicht verbessert, liegt es an was anderem. Vor allem muss man rausfinden, welche Maßnahme die Resonanzfrequenz der Spikes ändert. Nur so findet man die Verursacher der Spikes.

Ansonsten könnte der Gate-Treiber natürlich auch die EMI verursachen. Sonstige Kandidaten wären Elkos und Drossel. Du hast den Schaltknoten flächig ausgeführt, was natürlich eine größere Kapazität zur Umgebung bildet. Das sollte aber vernachlässigbar sein.

Sonst fällt mir leider auch nichts mehr ein.

Ich hab damals auch immer mehr außen dazugebaut, um das Ding meinen Bedürfnissen anzupassen. Irgendwann ist das Teil dann rausgeflogen. Einfach ein zu schlechter Kompromiss für bestimmte Anwendungen.

Schau Dir den LM5022 als Alternative mal an.

Michael

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Michael Rübig

Hatte ich auch gedacht, aber sicher ist sicher. Denn wenn es ein Elko ist muss man aufpassen in Sachen fatz ... poeff. Man hat ja nur zwei Augen und mir ist als Kid mal ein grosser Becher wenige Zeintimeter am Kopf vorbeigezischt. Hat einen kleinen Krater in der Decke gelassen.

Dann sollte es mit normalem Ripple auch keine Probleme geben.

Hast Du mal zum Test die Tastkopfspitze (wichtig: in gleicher Position) auf Masse gehalten, dass es wirklich keine Einstrahlung ist?

Irgendwie sehe ich die Spule nicht, das Dingen unter Q2 kann's ja nicht sein. Der ganze Isense Knoten ist zu lang, das sieht beinahe nach 2cm vom FET bis zum Pin 1 aus. Ebenso der FB Knoten. Wenn das unvermeidlich ist, sollten diese Knoten "buried" (zwischen VCC und Masseflaeche oder so) liegen.

Falls die Spule unter der Source-Flaeche von Q2 sitzt und keine Lage dazwischen ist, dann koppelt sie in den Isense Pfad und es gibt Ungemach. Denn dort reichen einige zig Millivolt um Aerger zu machen. Der Isense Pfad wuerde quasi zu einer ungewollten Sekundaerwicklung.

Das geht mit dem CAM Prozessor. Aber ich habe damit keine Erfahrung, weil ich Layouts immer rausgebe.

Ich habe meinen Layouter gebeten, den Footprint durch Rausziehen der Masse so zu aendern, dass mein guter alter Ersa 150W Loetpruegel daneben das Zinn unter dem Chip fluessig halten kann.

LT1370 habe ich noch nicht benutzt, oder es war so lange her dass es mir entfleucht ist. Aber IME verhalten sich die Regler dieser Firma ziemlich genau so wie die Simulation. Sofern das Layout HF-maessig gut schnackelt.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Gut, das würde man normalerweise auch an der Stromaufnahme sehen, wenn die Elkos falschrum drin wären...

Ja, ich hab die Masse schon "abgesucht", mehr als ein paar mV an Mist ist kaum zu finden. Das hier ist da ein ganz anderes Kaliber.

Spule ist (wie die 3 großen Elkos) auf der anderen Seite der Platine. Befindet sich ca. da, wo es durch deren Schaltzeichen angedeutet wurde, das heisse ende bei den 4 VIAs und das unkritische kalte Ende (an dem keine 10mV an Ripple anliegen und nahezu keine Hochfrequenz) unter der Source-Leitbahn.

Ja, da hat es einen gewissen Abstand. Wollte das IC eben etwas entfernt von der "heissen" Gegend rund um den FET und die Diode haben. Die Leitbahn zum Pin1 ist überall von "ruhigen" Stellen (GND und V_IN) umgeben, macht das echt so viel?

Hab leider nur 2 Lagen, aber an sich ist die ganze Gegend recht sauber, ich habe aber darauf geachtet, die "heissen" Stellen eine gute Ecke davon entfernt zu halten und geschaut, dass kein Strom in der Gegend von AGND fließt. Die Widerstände an FB sind zudem recht niederohmig (8,45k/1k).

Nachdem ja irgendwas überfaul sein muss an der ganzen Sache, frag ich mich immernoch was. Ich nehme momentan an, dass die ganzen sekundären Probleme (Instabilität, Pfeifen) daher kommen, dass sich die ganze Schaltung selber stört aufgrund der Riesenmenge an HF-Dreck (~50-100Mhz) die da aus irgendeinem Grund entsteht. Angenommen der R_sense wäre bei der Frequenz noch größtenteils ein Widerstand, und der parallelgeschaltete 10nF X7R 0603 wäre vollkommen wirkungslos (was er anscheinend ist, da seine Abwesenheit kaum etwas ausmacht), hat das Ganze eine Amplitude über 20A. Woher kommt das?

Ja, das wäre dann wohl ein Problem. Die Spule ist der typische Ferritt-Würfel wie es ihn von allen Herstellern gibt, also halbwegs abgeschirmt, aber sicher nicht so gut wie ein Ringkern. Nur, kann die Kopplung dahin dieses hochfrequente Klingeln enormen Ausmaßes verursachen? Dass es die Pulsbreite versaut würde mich nicht wundern (später mal mit einer Ringkernspule versuchen zur Überprüfung), aber erstmal muss die HF da weg.

Die Störungen sind echt schlimm, mein Radio wird praktisch unverständlich sobald man einen 10cm langen Schraubendreher auf den Source hält (beim Drain natürlich erst recht). So schlimm hat seit langem nichts mehr gestört, abgesehen von einem brandneuen Made-in-PRC-Steckernetzteil, in dem man den Snubber praktischerweise eingespart hat (Gesamtlebensdauer bei Nennlast ca.

15min, bis es einen kräftigen Schlag und einen hellen Blitz tat, die 16A-Sicherung ausgelöst hat und das verklebte Netzteilgehäuse in 2 Hälften gesprengt hat)...

Meine Erfahrungen mit kleineren LTs war bisher ja durchgängig gut, aber die Kombination 5A max. Schaltstrom und 500Khz in einem IC hab ich noch nicht in Betrieb gehabt. Ich glaub, ich mach die Woche über mal ein Layout für den LT und lass dich das mal ansehen?

Platz hab ich jetzt btw. etwas mehr, nachdem ich an anderer Stelle optimiert habe (was praktischerweise läuft).

PS: Hat jemand ein Manual zur Philips PM8943 und zur PM954? Bei der letzteren wäre ich schon um eine Information zur Belegung des Probe_Power-Steckers sehr froh, da ich das Teil zusammen mit einigem anderen (zu 90% nicht komplett defektem!) Gerümpel aus einem Abfallcontainer habe, und kein Netzteil finden konnte. Die beiden PM8943 stammen aus der gleichen Quelle, komplett mit allem Zubehör im Koffer, funktionsfähig...

Gruss, Robert

Reply to
Robert Obermayer

Die waren schon korrekt drin. Aber als Schueler hatten wir noch nichts ueber so nebensaechliche Dinge wie ESR gelernt und dieser Lernprozess musste daher exotherm geschehen ;-)

Ok, das ist schonmal gut.

Ja, aber das Streufeld, das Streufeld ...

Sollte man moeglichst nicht tun. Alles sollte so kurz wie moeglich sein. Aber vier Lagen waeren hier schon echt ein Segen.

Ja, denn wenn Du mal eine H-Feld Sonde in die Gegend halten wuerdest, da wuerde Dir beim Anblick des Scope Bildschirms vermutlich uebel.

Dann hat das Streufeld der Spule so ziemlich freie Bahn :-(

Die stoesst das Feld einer Spule locker aus dem Anzug.

Schwer auf die Entfernung zu sagen, aber das sieht handfest so aus, dass diese ganzen langen Leiterbahnen und Flaechen (und selbst der Rsense) jeweils ein kleines Stueckchen ungewollte Sekundaerwindung Deiner Spule darstellen.

Diese Wuerfel Dinger die angeblich "shielded" sind haben eine Kunden schonmal durch die EMV rasseln lassen. Andererseits gab das einen Auftrag. Doch zu Anfang wollten die das nicht glauben, bis ich sie ueberredet hatte mal eine 1cm Loop an Koax zu loeten und dann ins Scope zu stecken. O-Ton des Ingenieurs am Telefon, als er das in die Naehe der Spule hielt: "I think I am going to get sick."

Probiere mal einen Ringkern. Oder setze die bestehende Spule zum Test ueber 5cm eng verdrillten Draht ab. Dann ist sie weiter weg und der Muell sollte weniger werden. Beziehungsweise er verpestet dann eine andere Nachbarschaft :-)

Mit dem LT3757 habe ich das schon gemacht, allerdings bei etwa 400kHz.

Ja, mache das mal. Ich bin die naechste Woche allerdings ab und zu in der Firma eines Kunden und weiss noch nicht genau wann, denn das haengt davon ab wie weit die Maschinenbauer bei denen jeweils sind.

Was ich Montag beim Kunden einbaue da ist beinahe das gleiche in gruen mit drauf, nur mit dem LT Chip. Vierlagen, 1m weiter dudelte ein MW-Radio und es war nicht viel Geknatter drin. Mit nur zwei Lagen wird da nicht so richtig gut, was man auch an vielel Eavl-Board beobachten kann.

Habe mal den Schaltplan der PM8943 an die Email Adresse im Header geschickt, in der Hoffnung dass das eine gueltige ist. Liess sich aber nicht besonders gut scannen.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

,

V,

Kann es nicht sein, dass einfach die Spule zu gro=DF ist?

Aus dem Leistungsansatz:

0,5*L*I^2 * f =3D 12V*1,2A

ergibt sich f=FCr den Strom durch die Spule:

I =3D sqr ( 2*12V*1,2A/L/f) =3D 2,53 A

Dieser kann sich aber in T=3D1/f=3D 3,33 *10-6 s nicht einstellen.

Aus Uinduziert=3D -L*dI/dt ergibt sich f=FCr die anf=E4ngliche und somit maximale Stromanstiegsgeschwindigkeit

bei 6 V: 6V/15 Mikro H =3D 0,4 A / 10-6 s

und bei 9 V: 9V/15 Mikro H =3D 0,6 A / 10-6 s

Also selbst im Idealfall

bei 6 V: 0,4 A / 10-6 s * 3,33 *10-6 s =3D 1,33 A

und bei 9 V: 0,6 A / 10-6 s * 3,33 *10-6 s =3D 2 A

Mit den involvierten Widerst=E4nden flacht der Stromanstieg ja dann noch weiter ab. Aber selbst im Idealfall werden die 2,53 A nie erreicht.

Gru=DF rb

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Rolf Biegel

Joerg :

Das ist so, weil Mike genau da drauf Wert gelegt hat (und die Modelle so lange verbessert hat, bis sie stimmten). Übrigens war wohl der Auslöser zum Schreiben von LTSpice, dass er mit dem Berkley-Spice das Einschaltverhalten der Regler nicht simulieren konnte (da ging wohl nur steady state). Ist viel Wert, wenn eine Firma Leute hat, die wissen was wirklich wichtig ist.

M.

Reply to
Matthias Weingart

Mit PSPice hatte ich in den 90ern aber etliche Regler inklusive Einschaltvorgang simuliert. Waren allerdings diskret aufgebaut, denn damals gab es im bezahlbaren Bereich nur lahme Chips unter 100kHz und ohne CM Control.

Die haben auch sonst die richtigen Entscheidungstraeger. Da wird normalerweise nichts abgekuendigt, was auch nur einmal in den letzten fuenf Jahren bestellt wurde. Sie haben kapiert, dass man Consultants unterstuetzen muss weil die de fakto die Design-Ins entscheiden. Und so weiter. Jetzt muessten sie nur noch ihre Digikey Datenblatt-Links reparieren.

Wenn die Preise bei LTC nicht so hoch waeren, wuerde ich nur noch deren Schaltregler-Chips benutzen. Gleich geht's zu einem Versuchsstand beim Kunden, wieder ein LT-Design. Diesmal steuert der eine Chose mit 300bar. Wenn ich mich ab morgen nicht mehr melde ist es in die Hose gegangen oder was abgeflogen.

--
Gruesse, Joerg

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Reply to
Joerg

Rolf Biegel schrieb:

Nein.

Im ersten Schaltzyklus nicht. Daher bleibt nach dem kurzen Abschalten ein Spulenstrom bestehen, der sich zu o.g. Wert addiert, so dass binnen einiger Zyklen der nötige Wert zustandekommt. Nennt sich kontinuierlicher Betrieb, und ist auch erwünscht (besserer Wirkungsgrad, geringere Brummspannung, kein Pfeifen).

Gruss, Robert

Reply to
Robert Obermayer

Hallo Rolf,

Rolf Biegel schrieb:

das kann gut sein. Ohne Deinen Ansatz jetzt genau verfolgt zu haben, habe ich mir meine eigenen Gleichungen von früher mal angesehen, um den Standard Stepup-Konverter mit L geschaltet gegen Masse zu dimensionieren. Ich weiß noch, daß die Berechnung dieser Schaltung für mich extrem schwierig war.

Ein kurzer Test mit Ue=5.5 V und ILmax=2.5 A zeigt, daß das erforderliche Tastverhältnis 1.3 beträgt, nicht realisierbar, muß ja < 1 sein. Das entspräche einem L von 9.6 uH.

Anderer Test mit ILmax=5 A (max. Strom durch L, wegen Sättigung) kommt dann allerdings auf lückenden Betrieb, L=2.2 uH, Tastverhältnis realisierbar.

Soweit ich mich erinnere, war kontinuierlicher Betrieb nicht leicht erreichbar, die beiden Betriebsarten hatten unterschiedliche Stabilitätseigenschaften in der Regelung, war auch nicht so einfach. Außerdem brauchen die Sperrwandler eine Grundlast, man kann den Laststrom nicht einfach abstellen.

Es sieht so aus, als ob Du recht haben könntest. Einen Test der Dimensionierung könnte man evtl. mit Spice machen, falls da Interesse besteht.

mfg. Winfried

Reply to
Winfried Salomon

Hallo Robert,

Robert Obermayer schrieb:

eine Pspice-Simulation mit einem einfachen Modell mit ILmax= 5 A (max. Strom durch L) und L= 2.2 uH zeigt, daß die 12 V bei Belastung mit 10 Ohm und fast Leerlauf bei einer Schaltfrequenz von 300 KHz einwandfrei ausgeregelt wird. Die simulierten Werte für das Tastverhältnis und ILmax stimmen mit der Berechnung durch meine Gleichungen einigermaßen überein, der Strom durch L lückt jedoch nicht. Er lückt dann, wenn ich den Laststrom deutlich unter 1.2 A absenke.

Wenn ich jedoch L=15 uH wie bei Dir einsetze, wird die Schaltung bei 1.2 A instabil. Sie regelt zwar auch noch 12 V aus, die Welligkeit ist jedoch erhöht und der PWM schwankt mit ca. 2 KHz zwischen den Extremwerten, erzeugt so etwas wie einen Switchmode-Burst, wobei durch L I-Bursts von ca. 16 A entstehen, die wie "Haifischflossen" aussehen und das L dürfte pfeifen :-).

Das ist zwar nur eine Simulation, ich habe mir aber als Notiz zu meinen Gleichungen aus uralter Zeit notiert, daß der Step-Up-Converter bei zu großem L instabil wird. Das gebe ich zu bedenken, da schon meine Berechnung Nichtrealisierbarkeit anzeigt.

mfg. Winfried

Reply to
Winfried Salomon

Sorry, dass es so lang gedauert hat, aber ich hatte aus anderen Gründen (der Auftraggeber wird sich freuen...) diverse Delays. Hier also mein Versuch, das Ganze mit dem LT1371R zu bauen:

formatting link

Das war zumindest ein Versuch, die Massefläche unten am Stück zu lassen, und dort möglichst nix zu platzieren. Platzierung D/Cout so wie im Datenblatt vorgeschlagen. Leider sind die R/C an FB und VC doch wieder unten gelandet, weil andere Leitbahnführung vermutlich viel zu lang wäre und wichtigere Bauteile verschieben würde.

Kann das so klappen?

4 Lagen sind leider nicht drin.

Die B340 (oder eine andere 3A-Diode) muss wohl, weil ich laut Swcad bei Vollast 1,6A RMS drauf hab. Etwas gewagt für die hier genannte 10MQ060.

Laut Swcad soll das Ganze einen Wirkungsgrad von 91% erreichen, wie realistisch die Angabe ist sei dahingestellt. Stabil laufen solls auch.

Hab ich bekommen, ist schonmal sehr hilfreich. Abgleichanleitung hast du nicht zufällig auch noch? Meine beiden 8943er haben nämlich eine leicht suboptimale Sprungantwort, anscheinend zu geringe Verstärkung des HF-Zweiges.

Zu der 1Ghz 9354 lässt sich anscheinend fast gar nix finden, nichtmal eine Steckerbelegung des Powersteckers :(

Gruss, Robert

Reply to
Robert Obermayer

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