Autor Tema: Regulador conmutado.  (Leído 14583 veces)

0 Usuarios y 1 Visitante están viendo este tema.

Desconectado planeta9999

  • Moderadores
  • DsPIC30
  • *****
  • Mensajes: 3452
    • Pinballsp
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #75 en: 26 de Agosto de 2015, 06:06:13 »
Este ejemplo está mejor ruteado.

La cara de abajo es un plano de masa continuo que se debe unir al GND de la cara frontal con vías.
Faltan las resistencias de realimentación y no tengo muy claro si el condensador C1 podría ir mejor en vertical.

También falta mejorar la disipación del circuito. No sé qué efecto puede tener aumentar la isla conectada a U1.
Si mantienes el plano de masa, emitirá poco ruido, pero generas una capacidad parásita que va a calentar más al circuito.
Si haces una isla en la cara de abajo, conectada con la cara de arriba con vías, disipará bien y no tendrá capacidad parásita. Pero en ese caso se emite mucho ruido.


¿ Como has hecho ese diseño, a base de polígonos o rectángulos en la capa TOP ?, he visto placas con diseños de ese tipo y no se exactamente como se hacen, solo sospecho que se hacen, en el caso de usar Eagle, trazando polígonos y/o rectángulos en la capa TOP o BOTTOM.

¿ A que te refieres con que emite mucho ruido, que la placa se comporta como un emisor de radio y produce interferencias en la TV y los receptores de radio cercanos ?, a mi lo que me puede preocupar es que genere señalés de RF que impidan que el circuito que va a alimentar, que es una CPU completa basada en el Z80, se resetee o no funcione bien porque esas interferencias afecten la señal de reloj, o incluso falseen datos del bus de datos, o cuelguen el sistema si modifican las señales del bus de direcciones.






Desconectado Picuino

  • Moderador Local
  • DsPIC33
  • *****
  • Mensajes: 5109
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #76 en: 26 de Agosto de 2015, 08:02:13 »
Lo dibujo con zonas (en KiCad se llaman filled zones).

Cuando digo ruido me refiero a EMI (radiación electromagnética)

Ayer estuve poniendo en marcha un buck con un ACT2102 (2 amperios de salida, 300kHz)

Medí un tiempo de conmutación de 10ns. Esa velocidad de conmutación tiene una frecuencia asociada en torno a los 30 MHz.

Si haces que un trozo de pista varíe con una corriente de 2 Amperios o con diferencias de 15 voltios a frecuencias de 30MHz, se convierte en un emisor de radio con mucha facilidad.

Saludos.

Desconectado Picuino

  • Moderador Local
  • DsPIC33
  • *****
  • Mensajes: 5109
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #77 en: 26 de Agosto de 2015, 08:10:34 »
juaperser:

Los ángulos rectos en pistas estrechas tienen muchos problemas. Cuando llevan mucha corriente pasa lo que tú dices, al tener más resistencia se calientan más.
Para señales de alta frecuencia el problema es otro. Las esquinas suponen un cambio de impedancia que produce reflexiones de la señal y pérdidas.

En este caso no se dan esos problemas porque las zonas son anchas (más de 15mils por amperio).

A lo que se refiere Nocturno es que en los picos (zonas con pincho) se concentran la mayoría de las cargas de un conductor. Esto las convierte en antenas y por eso hay que evitarlas.
Por otro lado nunca he leído nada sobre eso en las notas de aplicación. Estoy buscando y sigo sin encontrarlo. Al contrario, todos los ejemplos de ruteado tienen esquinas ¿¿¿???

¿Algún radioaficionado que nos saque de dudas?

En cualquier caso no es difícil redondear todas las esquinas y listo. Redondear esquinas no tiene ningún inconveniente.


Saludos.


Desconectado Picuino

  • Moderador Local
  • DsPIC33
  • *****
  • Mensajes: 5109
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #78 en: 26 de Agosto de 2015, 08:29:17 »
He actualizado el listado con notas de aplicación sobre ruido eléctrico:
http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=44997.msg373625#msg373625

En algunas notas de aplicación dan instrucciones genéricas diciendo que se eliminen los ángulos puntiagudos de los conductores.

Para buscar el término en ingles: sharp bends o sharp edges

Saludos.
« Última modificación: 26 de Agosto de 2015, 08:35:43 por Picuino »

Desconectado juaperser1

  • Colaborador
  • DsPIC30
  • *****
  • Mensajes: 2680
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #79 en: 26 de Agosto de 2015, 08:38:34 »
Citar
A lo que se refiere Nocturno es que en los picos (zonas con pincho) se concentran la mayoría de las cargas de un conductor. Esto las convierte en antenas y por eso hay que evitarlas.
Por otro lado nunca he leído nada sobre eso en las notas de aplicación. Estoy buscando y sigo sin encontrarlo. Al contrario, todos los ejemplos de ruteado tienen esquinas ¿¿¿???

Pensé que se referia a lo que yo decía, que es exactamente como has explicado, eso de las antenas en las esquinas es la primera vez que lo veo, no lo sabia.

Por mi experiencia, un medidor de potencias a 220, cuando estudie los rutados del integrado recomendado eran todos ángulos rectos con zonas, exactamente como tu circuito, cosa que me extraño bastante, pero al rutarlo en los prototipos,  siguiendo las reglas recomendadas funcionaba perfectamente, uniendo algunas de las zonas de masa con ferritas filtro, además funcionaba con una fuente conmutada para la alimentación y nunca tuvo problemas ni en la comunicaciones, ni de calentamiento por pistas, ni en el micro ni nada, también separe muy bien zona de potencia de digital, rodenado lo digital con vías creando una jaula de faraday.

Un saludo
« Última modificación: 26 de Agosto de 2015, 08:42:12 por juaperser1 »
Visita mi canal para aprender sobre electrónica y programación:

https://www.youtube.com/channel/UCxOYHcAMLCVEtZEvGgPQ6Vw

Desconectado planeta9999

  • Moderadores
  • DsPIC30
  • *****
  • Mensajes: 3452
    • Pinballsp
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #80 en: 26 de Agosto de 2015, 12:49:27 »


Acabo de recibir el modulito de Shoptronica con el XL4015, lo he probado y funciona a la perfección. En cuanto al circuito, comprobado, el condensador va entre las patillas 4 y 5, tal como figura en el datasheet. El esquema de la hoja de características es correcto, me extrañaba mucho que estuvieran mal tanto el esquema como el texto que indica la función y conexionado de cada patilla, porque en un esquema es fácil meter la pata, pero además hacerlo al escribir el texto, ya era de traca.

En cuanto al PCB, aprecio que la capa inferior es prácticamente toda un plano de tierra , salvo algunas pocas pistas, y que entre capas el plano de tierra se comunica con bloques de vías. Hay un grupo de vias aislado que debe de ser el que actúa de disipador para el XL4015, pero hay otros pequeños grupos de vías en forma de U, que claramente están comunicando la masa entre capas.

Más sobre el PCB, el formato ese de polígonos de cobre, en vez de pistas, se aprecia que se usa en los dos puntos de conexión de la bobina, en el positivo de la entrada y en el positivo y negativo de la salida, el resto son pistas normales y corrientes. Me da pues la sensación que lo CRITICO en cuanto al PCB se refiere, está precisamente en los puntos en los que conecta la BOBINA, entiendo que si ahí se usaran pistas vulgares y corrientes, podrían comportarse como una antena y generar interferencias de radiofrecuencia, de ahí el uso de polígonos de cobre.

Ya he visto como hacer esos bloques de cobre en vez de pistas, en Eagle sería usando la función de crear polígonos, igual que se hace para crear los planos de tierra, pero asignándolos a otras net.

« Última modificación: 26 de Agosto de 2015, 13:52:05 por planeta9999 »

Desconectado planeta9999

  • Moderadores
  • DsPIC30
  • *****
  • Mensajes: 3452
    • Pinballsp
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #81 en: 26 de Agosto de 2015, 13:45:18 »



Pongo unas fotos en detalle del PCB del módulo.

Como he comentado solo aprecio que usen polígonos de cobre en los puntos de conexión de la bobina (y el diodo schottky), también en la entrada y en la salida, pero esos supongo que serán por la corriente que deben de soportar, lo únicos aparentemente críticos serían los de la bobina.

También se aprecia que cuando comunica el plano de tierra entre caras, siempre lo hace con grupos de 6 a 10 vías.









« Última modificación: 26 de Agosto de 2015, 13:53:00 por planeta9999 »

Desconectado Nocturno

  • Administrador
  • DsPIC33
  • *******
  • Mensajes: 17654
    • MicroPIC
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #82 en: 26 de Agosto de 2015, 14:52:57 »
¿Has visto si el módulo produce interferencias en una radio o en los altavoces del ordenador?
Un saludo desde Sevilla, España.
Visita MicroPIC                                                                                        ɔ!doɹɔ!ɯ ɐʇ!s!ʌ

Desconectado Picuino

  • Moderador Local
  • DsPIC33
  • *****
  • Mensajes: 5109
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #83 en: 26 de Agosto de 2015, 15:18:46 »
Tengo razones para seguir pensando que el condensador debería ir a masa, pero este no es el momento de contarlas. Me alegro de que funcione bien.

Las pistas no tienen por que rutearse con polígonos, se podría hacer todo con pistas normales. El caso es que muchas veces resulta más sencillo hacer polígonos que empezar a rellenar todo con pistas gordas. En tu caso deberías utilizar para 5 amperios pistas de más de 75 mils.

La zona de abajo que no está conectada a GND se utiliza como disipador y genera muchas más interferencias que si fuese a masa.

La zona crítica del conversor son los 2 lazos de corriente internos. Aparece en la figura 1 de este documento:
Linear Technology AN139. Power Supply Layout and EMI




Y el layout recomendado en este documento:
Linear Technology AN136. PCB Layout Considerations for Non-Isolated Switching Power Supplies

(dejo la imagen adjunta)

Un saludo.

Desconectado planeta9999

  • Moderadores
  • DsPIC30
  • *****
  • Mensajes: 3452
    • Pinballsp
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #84 en: 26 de Agosto de 2015, 15:39:34 »
¿Has visto si el módulo produce interferencias en una radio o en los altavoces del ordenador?


En los altavoces del PC, no interfiere nada. Una radio no se si tendré, la buscaré, creo que tenía una de esas digitales, o el propio móvil creo que tiene FM, lo probaré.

 

Desconectado micro_pepe

  • Moderadores
  • DsPIC30
  • *****
  • Mensajes: 3028
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #85 en: 26 de Agosto de 2015, 15:46:49 »


Acabo de recibir el modulito de Shoptronica con el XL4015, lo he probado y funciona a la perfección. En cuanto al circuito, comprobado, el condensador va entre las patillas 4 y 5, tal como figura en el datasheet. El esquema de la hoja de características es correcto, me extrañaba mucho que estuvieran mal tanto el esquema como el texto que indica la función y conexionado de cada patilla, porque en un esquema es fácil meter la pata, pero además hacerlo al escribir el texto, ya era de traca.



El problema que me daba a mí era que al conectar una carga caia el voltaje un poco (sobre 1v creo recordar), y fué ponerlo con el condensador a masa y corregirse ese problema.

Saludos!!!

PD: Y mi integrado era un XL4016.
Se obtiene más en dos meses interesandose por los demás, que en dos años tratando de que los demás se interesen por ti.

新年快乐     的好奇心的猫死亡

Desconectado planeta9999

  • Moderadores
  • DsPIC30
  • *****
  • Mensajes: 3452
    • Pinballsp
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #86 en: 26 de Agosto de 2015, 16:31:09 »



Acabo de conectar a la salida un motor DC con un consumo de 500mA, y el voltaje se mantiene estable en todo momento, sin problemas, funciona perfecto con carga. Me falta comprobar lo de las interferencias, pero ya digo que en los altavoces del PC no se induce ni el más mínimo ruido.

Aquí las fotos, el módulo sin carga en la primera foto, el motor todavía no está conectado, y tenemos 6.9 voltios, y en la siguiente foto el motor conectado, el voltaje sigue siendo de 6.9 voltios. También he comprobado ese voltaje con mi tester y coincide al 100% con el que muestra el voltímetro del módulo. Esto funciona perfecto con el esquema del datasheet.





« Última modificación: 26 de Agosto de 2015, 16:55:25 por planeta9999 »

Desconectado planeta9999

  • Moderadores
  • DsPIC30
  • *****
  • Mensajes: 3452
    • Pinballsp
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #87 en: 26 de Agosto de 2015, 16:34:53 »



Otra prueba que acabo de hacer, he puesto la radio FM de mi móvil, el módulo XL4015 encendido, y nada, ni una sola inteferencia. Incluso he puesto el cable de los auriculares, que actúa de antena, pegado a la bobina del modulito, he pegado literalmente el móvil al módulo, y ni un amago de interferencia, funciona de fábula.

Por lo que ha mi respecta el XL4015 es una maravilla, y MUY barato, creo que de los reguladores conmutados más baratos que he visto para 5 Amperios.

Lo que me gustaría comprobar también, son las dos protecciones que dice el datasheet que tiene el chip, una contra cortocircuitos y otra contra sobrecalentamiento. La de cortocircuito es fácil de probar, junto los cables a la salida, y espero que ni explote ni se queme. Y la protección térmica pues no se como probarla, tal vez llevando el consumo a los extremos que soporta el chip, o calentándolo un poco con el soldador, creo haber leído que cuando se activa esa protección, el oscilador cae de 180Khz a 48Khz y no se que más pasará, ¿ se caerá el voltaje a cero ?.
« Última modificación: 26 de Agosto de 2015, 17:59:39 por planeta9999 »

Desconectado planeta9999

  • Moderadores
  • DsPIC30
  • *****
  • Mensajes: 3452
    • Pinballsp
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #88 en: 01 de Septiembre de 2015, 14:28:55 »


Terminé el diseño de mi placa, que usa el regulador conmutado XL4015, este es el aspecto. He trazado a mano las pistas conflictivas y he añadido rectángulos de cobre para darle el aspecto adecuado, intenté usar polígonos, pero Eagle no me deja, seguramente porque la placa ya está rodeada un un polígono para el plano de tierra, así que he tenido que echar mano de los rectángulos, es algo que no he utilizado nunca, espero que funcione.

El trazado de las pistas que soportan los 5 Amperios, tienen un grosor de 150 mil, creo que de sobra, todos los componentes están lo más juntos posible, y también me he guiado de la ubicación que tienen en el módulo que compré a Shoptronica. Creo que añadiré algunas vías entre los planos de tierra. La cara bottom está restringida únicamente al plano de tierra. Al regulador le he añadido un pad de disipación en la cara bottom unido con un puñado de vías, tal como está en el módulo de Shoptronica.

Yo creo que está bien, a veremos, entre hoy y mañana envío los Gerber a los chinos.



Desconectado Nocturno

  • Administrador
  • DsPIC33
  • *******
  • Mensajes: 17654
    • MicroPIC
Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #89 en: 01 de Septiembre de 2015, 14:32:53 »
Te ha quedado muy bien, planeta, muy buena pinta.

Si quisieras hacerla un poco más peque todavía podrías: si pones el SR550 en vertical, junto a la bobina, y los condensadores de 330uF y 1uF bajo la bobina, paralelos a esta.
Pero después del curro que te has dado, casi mejor no tocarla más.
Un saludo desde Sevilla, España.
Visita MicroPIC                                                                                        ɔ!doɹɔ!ɯ ɐʇ!s!ʌ


 

anything