Autor Tema: Regulador conmutado.  (Leído 18681 veces)

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Desconectado planeta9999

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #105 en: 02 de Septiembre de 2015, 16:58:33 »


Versión final, porque más ya no se puede, he juntado todo lo posible los componentes, si meto de por medio el diodo, materialmente la bobina tengo que desplazarla hacia la izquierda. He trazado la pista que sale de la bobina, directa sin codos. También he cambiado el voltaje del condensador de entrada, que estaba de 50v, por uno de 25v, como a la entrada habrán 14 voltios, no tiene sentido meter un condensador de 50v que es más caro y más voluminoso.

Este fin de semana se va para fábrica, ya. Yo lo veo bien, desde luego que mucho más afinado que el módulo de los chinos, que mantiene unas separaciones mucho mayores entre componentes. Lo de comprobar las interferenciasc, como dice Chaly, con un receptor de radio de AM, veré a ver si encuentro alguno y lo probaré, pero claro será lógico que si sintonizas una frecuencia de Onda Larga o incluso de Onda Media, se cuelen los 180Khz, milagros tampoco se pueden hacer, otra cosa sería que el módulo se comportara como un emisor de radio con un alcance considerable que pueda afectar a receptores de radio cercanos, y eso no creo que ocurra, más cuidado que he puesto en el diseño creo que ya no se puede.

Estoy ya agotado, no pensé que el diseño del PCB para un regulador conmutado fuese tan delicado, la virgen, he terminado hasta las narices.  :shock: :oops: :shock: :oops:


« Última modificación: 02 de Septiembre de 2015, 19:44:40 por planeta9999 »

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #106 en: 02 de Septiembre de 2015, 19:33:05 »
En realidad no es para tanto. Una vez que tienes experiencia, es más rápido.
Lo mejor es aprenderse las reglas desde el principio (por ejemplo con los datasheet)
Después yo suelo dibujar con papel y lapiz la situación de los componentes y las rutas (es fácil, porque todas son cortas y directas)
Compruebo que los lazos de corriente son pequeños y si hace falta cambio con la goma algún componente.
Una vez dibujado, lo paso a PCB. Así es más fácil.
En este caso ten en cuenta que has estado aprendiendo los pasos a la vez que diseñabas.

Un saludo.


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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #107 en: 02 de Septiembre de 2015, 19:48:32 »
Te costará menos la próxima vez si piensas en los lazos de corriente.



Primer diseño:


Lazo rojo (en morado):


Lazo verde (en morado):





Último diseño:


Lazo rojo (en morado):


Lazo verde (en morado):


« Última modificación: 02 de Septiembre de 2015, 19:54:18 por Picuino »

Desconectado planeta9999

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #108 en: 02 de Septiembre de 2015, 19:52:33 »



Si claro, tienes razón, es la primera vez que diseño un PCB para un regulador conmutado, y cuesta cazar los conceptos sobre lo delicado del diseño para que funcione bien. Bueno, también añadí un puñado de vías más entre los planos de tierra, por toda la placa que es mucho más grande que esa parte del regulador conmutado, tiene en total 25x19 cm.

Gracias por tus consejos Picuino, seguro que la próxima vez que tenga que usar este u otro regulador conmutado ya iré directo al grano. Quiero crear una versión SMD para otras placas en las que voy a usar también el XL4015. Me ha gustado este chip y es un muy barato, aparte de que tengo por aquí un stock de 200 unidades del chip y la bobina, les tendré que dar salida.


Desconectado planeta9999

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #109 en: 02 de Septiembre de 2015, 19:55:03 »

Te costará menos la próxima vez si piensas en los lazos de corriente.



Visto así, se nota mucho la diferencia.
¿ Y de hacerlo bien a hacerlo mal, cuales son las diferencias de funcionamiento en la práctica, la emisión de interferencias radioelétricas, un mayor calentamiento... ?

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #110 en: 02 de Septiembre de 2015, 20:03:17 »
Si los lazos son grandes, se comportan como una bobina grande.
Las bobinas pueden emitir radiación. De hecho, así funcionan muchas radios.

Por otro lado, una inductancia parásita puede hacer que baje o que suba mucho la tensión, estropeando los componentes.
Imagina que en el esquema del circuito, colocas una bobina en cada hilo de conexión y pequeños condensadores (la pista con la masa por debajo es un condensador)
Si lo simulas, saldrán montones de picos de tensión y oscilaciones por todos lados.

Otro problema, que aquí no se puede solucionar, es que las pistas que tienen variaciones grandes de tensión hay que aislarlas y hacerlas lo más pequeñas que se pueda.
Un hilo que cambia su tensión rápidamente es mejor antena que una bobina.
Este regulador tiene su pad grande (el que disipa) conectado a la mayor variación de tensión. No sé en qué estaban pensando los chinos al hacer eso. De todas formas, espero que no te de problemas. De hecho el módulo de los chinos funciona.

Si haces la versión SMD, te compro uno.  ;-)

Un saludo.

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #111 en: 02 de Septiembre de 2015, 20:17:50 »
Otro problema, que aquí no se puede solucionar, es que las pistas que tienen variaciones grandes de tensión hay que aislarlas y hacerlas lo más pequeñas que se pueda.
Un hilo que cambia su tensión rápidamente es mejor antena que una bobina.
Este regulador tiene su pad grande (el que disipa) conectado a la mayor variación de tensión. No sé en qué estaban pensando los chinos al hacer eso.

Este buck de texas (LM2575) tiene el pad grande conectado a GND. Así las interferencias son mucho menores:




Desconectado planeta9999

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #112 en: 02 de Septiembre de 2015, 21:24:01 »



¿ En la versión SMD del LM2575, el pin del voltaje de salida, que no está conectado a la pestaña de disipación, no es demasiado fino para poder sacar varios amperios ?
En la versión pasante, lo veo, porque el grosor del pin puede ser suficiente, pero en los SMD, veo raro que sea un pin interior, porque los pines exteriores todavía los puedes conectar de frente y por el lado con un pad gordo, pero si el pin es interior y SMD estás limitado a una pista fina, máximo al ancho del pin.

Esta claro que por temas de interferencias, quedaría mejor poner la pestaña de disipacion a GND, y no al pin de salida.
Tal vez en el XL4015, lo ideal hubiera sido pines de los extremos a VIN y SW (salida), y pestaña de disipación a GND para evitar que se convierta en una antena cuando le conectamos un pad de disipación.

Una solución algo cutre, podría ser por ejemplo colocar un trocito de papel de aluminio conectado a GND, encima del pad de disipación del XL4015, pero sin que se toquen eléctricamente, de esa manera tal vez se evitaría que ese pad irradie señales de radiofrecuencia. Como el pad está cubierto de barniz, no deberían de entrar en contacto eléctrico, otra cosa no se me ocurre, en cualquier caso los  modulitos de los chinos, llevan ese pad sin más, y no parece que nadie se esté quejando, yo aún tengo que probar a acercarle un receptor de AM a ver que pasa.

Con hacer la versión SMD, me refería a aplicar el esquema en mis circuitos, no voy a fabricar los módulos de los chinos. Este que he hecho con componentes pasantes, tampoco es solo el regulador conmutado, forma parte de un circuito mayor en una placa de 25 x 19 cm.
« Última modificación: 02 de Septiembre de 2015, 21:32:06 por planeta9999 »

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #113 en: 03 de Septiembre de 2015, 10:45:08 »
Una solución que se me ha ocurrido para disipar y aislar ruido es poner el circuito en la capa de abajo y el plano de masa en la capa de arriba. Hacer las pistas del pin 3 lo más pequeñas posible y colocar un disipador en la cara de arriba, conectado térmicamente a las vías y eléctricamente al plano de masa. Va a producir una capacidad parásita, pero así a ojo no creo que afecte mucho.


Un tema que se me olvidaba. El condensador de entrada tiene que tener muy poca ESR (resistencia en serie) o lo quemas.
Cuanta más tensión tenga, menos ESR suele tener.

Si alimentas a 12Voltios y salen 5 amperios, la corriente eficaz del condensador es de unos 2.5Amperios.
Esto significa que para una ESR de 0.2 ohmios la potencia disipada es de P = R I^2 = 0.2 * 2.5^2 = 1.25 vatios

En realidad la resistencia se va a repartir entre los dos condensadores y la corriente eficaz dependerá del circuito de alimentación.
Tendrás que hacer pruebas, pero ya sabes, si el condensador se calienta pon otro de más tensión (menos ESR)

La resistencia serie la puedes ver con un oscilospio, con la caída de tensión inmediata del condensador (luego la tension baja poco a poco debido a que se descarga)

Un saludo.

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #115 en: 03 de Septiembre de 2015, 11:35:03 »
En realidad la resistencia se va a repartir entre los dos condensadores y la corriente eficaz dependerá del circuito de alimentación.
Tendrás que hacer pruebas, pero ya sabes, si el condensador se calienta pon otro de más tensión (menos ESR)

y si no llegas aumentando la tension podés poner condensadores en paralelo para bajar la ESR, no?

saludos
-
Leonardo Garberoglio

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #116 en: 03 de Septiembre de 2015, 18:54:00 »
Creo que eso funciona bien para los electrolíticos. Dos electrolíticos de 1000uF funcionan mejor que uno de 2200uF porque tienen menos ESR.

Pero los electrolíticos son muy malos para filtrar las altas frecuencias de conmutación. Para eso es mejor colocar un sólo condensador de baja ESR y baja capacidad.
Los cerámicos SMD son muy eficaces. Es posible que se pueda mejorar poniendo varios, pero no lo he visto en ningún montaje. Es como colocar varios mosfet de baja corriente en vez de uno de alta corriente, no es lo que se suele hacer.

Además, como los lazos de corriente hay que hacerlos lo más pequeños que se pueda en alta frecuencia, al colocar varios condensadores se hacen lazos mayores y eso no es bueno.

La frecuencia de ese circuito en la conmutación puede llegar a los 30MHz. A esa frecuencia los electrolíticos no sirven para nada.
Sin embargo los electrolíticos si filtran muy bien cambios de corriente en las frecuencias de decenas de kiloherz, por ejemplo cuando una carga aumenta.

Un saludo.
« Última modificación: 03 de Septiembre de 2015, 18:56:32 por Picuino »

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #117 en: 04 de Septiembre de 2015, 06:10:56 »
Un datasheet interesante que explica el comportamiento en alta frecuencia de los condensadores cerámicos multicapa:

AVX Parasitic Inductance of MultiLayer Ceramic Capacitors

Desconectado planeta9999

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #118 en: 16 de Septiembre de 2015, 12:52:53 »
.


Me llegó la placa, ha quedado bien, ahora falta ensamblar y probar. Una foto de la parte de la placa donde está la fuente con el XL4015, al final le metí un puñado de vías más.



Desconectado Picuino

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Re: Regulador conmutado.
« Respuesta #119 en: 16 de Septiembre de 2015, 13:06:04 »
Tiene buena pinta.
¿Tienes fotos de los pines de los condensadores? Cuanto más gruesos mejor.

Un saludo.


 

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