Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Analogschalter IC für Feedbackwiderstand eines Schaltreglers


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von analogschalter (Gast)


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Hallo,

ich habe einen LMR14050 Schaltregler 
(https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmr14050.pdf?ts=1651948347605&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.de%252F) 
der mir aus 12V Eingangsspannung im Nominalfall 5.2V Ausgangsspannung 
erzeugen soll. Ich brauche aber einen weiteren Fall, in dem diese 
Spannung gesenkt werden soll. Für den Nominalfall ergibt sich ein 
Feedbackwiderstand von 16.8kOhm, für den Ausnahmefall 20kOhm. Würde 
diese Umschaltung durch einen NC Analogschalter funktionieren, wie im 
angehängten Schaltplan dargestellt 
(https://www.mouser.de/datasheet/2/308/1/NS5B1G384_D-2318342.pdf), oder 
gibt es da Fallstricke, die ich bisher nicht beachtet habe?

Gruß

von Anja (Gast)


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analogschalter schrieb:
> oder
> gibt es da Fallstricke, die ich bisher nicht beachtet habe?

ich würde die Reihenfolge Tauschen: Schalter gegen Gnd und Widerstand 
gegen den Feedback. (Der Schalter kann durchaus einige pF Kapazität 
gegen Gnd haben was die Regelung stören kann).
Außerdem würde ich einen kleinen MOSFET statt eines Schalters nehmen.

Gruß Anja

von analogschalter (Gast)


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Anja schrieb:
> analogschalter schrieb:
>> oder
>> gibt es da Fallstricke, die ich bisher nicht beachtet habe?
>
> ich würde die Reihenfolge Tauschen: Schalter gegen Gnd und Widerstand
> gegen den Feedback. (Der Schalter kann durchaus einige pF Kapazität
> gegen Gnd haben was die Regelung stören kann).
> Außerdem würde ich einen kleinen MOSFET statt eines Schalters nehmen.
>
> Gruß Anja

Danke! Ich würde gern einen Schalter/Mosfet nutzen, der im Normalfall 
direkt beide Widerstände anlegt, also NC ist. Würde das wie im neuen 
Schaltbild gezeigt funktionieren?

Gruß

von Anja (Gast)


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Naja der BSS138 ist erst ab 4.5 V Gatespannung voll spezifiziert.
In der Praxis wird das bei Raumtemperatur im Normalfall trotzdem 
funktionieren.

Gruß Anja

von Olaf (Gast)


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> Würde das wie im neuen Schaltbild gezeigt funktionieren?

Grundsaetzlich ja und ich hab das auch schonmal so gemacht.
Bedenke aber das die FB-Schleife empfindlich gegen Einstreuungen
von Stoerungen durch den Schaltregler ist und du sie damit
vergroessert. Also mehr Sorgfalt beim Layout.

Olaf

von H. H. (Gast)


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Anja schrieb:
> Naja der BSS138 ist erst ab 4.5 V Gatespannung voll spezifiziert.
> In der Praxis wird das bei Raumtemperatur im Normalfall trotzdem
> funktionieren.

Das funktioniert sogar mit einem 2N7002, und völlig innerhalb der Spec.

von analogschalter (Gast)


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Anja schrieb:
> Naja der BSS138 ist erst ab 4.5 V Gatespannung voll spezifiziert.
> In der Praxis wird das bei Raumtemperatur im Normalfall trotzdem
> funktionieren.
>
> Gruß Anja

Wenn ich einen 5V-toleranten GPIO nehme zum Schalten, dürfte es dann so 
besser sein?

von analogschalter (Gast)


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Olaf schrieb:
>> Würde das wie im neuen Schaltbild gezeigt funktionieren?
>
> Grundsaetzlich ja und ich hab das auch schonmal so gemacht.
> Bedenke aber das die FB-Schleife empfindlich gegen Einstreuungen
> von Stoerungen durch den Schaltregler ist und du sie damit
> vergroessert. Also mehr Sorgfalt beim Layout.
>
> Olaf

Der Widerstand R51 ist nah am IC, worauf sollte ich beim MOSFET und dem 
zweiten Widerstand achten? Auch in die Nähe des ICs und die Leitung zum 
Mikrocontroller der das Umschaltsignal gibt länger lassen oder genau 
anders herum?

von H. H. (Gast)


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analogschalter schrieb:
> Anja schrieb:
>> Naja der BSS138 ist erst ab 4.5 V Gatespannung voll spezifiziert.
>> In der Praxis wird das bei Raumtemperatur im Normalfall trotzdem
>> funktionieren.
>>
>> Gruß Anja
>
> Wenn ich einen 5V-toleranten GPIO nehme zum Schalten, dürfte es dann so
> besser sein?

Die 3,3V reichen völlig. Es müssen ja nur ein paar µA geschaltet werden.

von mar schiene (Gast)


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analogschalter schrieb:
> MOSFET und ... zweiten Widerstand ...
> Auch in die Nähe des ICs und die Leitung zum
> Mikrocontroller der das Umschaltsignal gibt länger lassen

SO. Der_Feedbackpfad ist das Kritischste (muß kürzestmöglich).

Eine mögliche Erleichterung bzgl. Layout wäre hier vielleicht noch,
U(GS(Mosfet)) gleich über einen Optokoppler (bis auf die U_F der
OK-Fotodiode oder die U_CE des OK-Fototransistors) kurzzuschließen
zur Abschaltung, da Du die Logische Verknüpfung eh so haben willst.

Die OK-LED könntest Du dann einfach über 2 (nahezu) frei verlegbare
Leitungen betreiben. (Natürlich mitsamt Vorwiderstand.)


Aber da Du so eine Frage stelltest, würde ich empfehlen, das Layout
besser sowieso mal (oder sogar nochmal) zu zeigen vor Fertigung.

von analogschalter (Gast)


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Danke für die Hinweise. Anbei mal der entsprechende Ausschnitt aus dem 
Schaltplan und der Abschnitt des Layouts. Ich hoffe das kann man so 
erkennen? Oder wie teile ich das Layout am sinnvollsten?

Ich habe versucht mich beim Layout an das Beispiel aus dem Datenblatt zu 
halten, aber wegen Platzproblemen etwas abgewichen. Ich hoffe die 
thermische Anbindung des LMR14050 über die Vias und die Massefläche 
links vom Chip reichen aus. Ich habe das Layout aber so (ohne die 
Erweiterung durch Q4, R31 und R26) so schon im Betrieb und das 
funktioniert bisher ohne Probleme.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite



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analogschalter schrieb:
> und der Abschnitt des Layouts. Ich hoffe das kann man so erkennen?
Ich erkenne da, dass der Feedback an der Spule angeschlossen ist und 
nicht am Ausgang (ja, das macht bei diesem MHz-Biestern einen 
Unterschied). Und natürlich darf der Feedback niemals unter der Spoule 
durchgeführt werden. Die Masse hast du da ja aus dem Grund freigestellt, 
dass auf diese Masse keine Störungen eingekoppelt werden können. Beim 
Feedback stören Störungen noch viel mehr...

analogschalter schrieb:
> Ich habe das Layout aber so (ohne die Erweiterung durch Q4, R31 und
> R26) so schon im Betrieb und das funktioniert bisher ohne Probleme.
Siehst du: Glück gehabt.
wie du es nächstes Mal besser machen kannst, steht in den Layout 
Guidelines und in der Appnote zum Evalboard.
Dort sieht man dann z.B. schon im Schaltplan, dass der Feedback nicht an 
die Spule gehört. Und im Layout läuft der Feedback sogar ganz auffällig 
rechts und unten am Rand ausserhalb des Schaltreglers.

: Bearbeitet durch Moderator
von analogschalter (Gast)



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Ja das klingt natürlich sinnvoll. Direkt nach dem Schaltregler kommt ein 
LTC4412 (Ideal-Diode-Controller) und ein PMOS um auch 5V aus USB 
verwenden zu können. Wo platziere ich den Feedback dann am sinnvollsten? 
Ich habe mal 3 stellen markiert, wobei 3 erst nach dem PMOS käme.

Gruß

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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analogschalter schrieb:
> Wo platziere ich den Feedback dann am sinnvollsten?
Korrekterweise müsstest du erst mal die Ausgangskondensatoren als 
"Ausgang" definieren und dann deine Last an den "letzten" dieser 
Kondensatoren anschließen. Wie gesagt: das Evalboard gilt. Wenn sich 
deine Schaltung anders machst und die sich hinterher anders und seltsam 
verhält, dann bist du selber Schuld.

Ich würde hier das Layout mal so abändern wie im Anhang.

BTW: die restlichen Strompfade habe ich mir nicht näher angeschaut. Aber 
ich würde auf jeden Fall wie im EVAL-Board die Thermals wegmachen. Man 
sollte es der HF nicht unnötig schwer machen...

von analogschalter (Gast)


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Ich verstehe, das sieht gut aus, danke! Mit HF kenne ich mich leider 
nicht genug aus, inwiefern beeinflussen die Thermalvias unter dem Chip 
die Performance? Ich hatte gedacht die seien sinnvoll für die Abwärme 
des Chips.

von analogschalter (Gast)


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analogschalter schrieb:
> Ich verstehe, das sieht gut aus, danke! Mit HF kenne ich mich
> leider
> nicht genug aus, inwiefern beeinflussen die Thermalvias unter dem Chip
> die Performance? Ich hatte gedacht die seien sinnvoll für die Abwärme
> des Chips.

Bezieht sich das auf Punkt 5 in den Design-Rules?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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analogschalter schrieb:
> inwiefern beeinflussen die Thermalvias unter dem Chip die Performance?
"Thermals" sind die Aussparungen um die SMD Pads herum. Die gibt es beim 
EVAL-Board auch nicht. Da sitzen alle Bauteile satt im Kupfer.

Bei den Vias unter dem Regler musst du in der Serienfertigung 
aufpasssen, dass sie nicht das ganze Lötzinn "aufsaugen", das als Paste 
oben aufgetragen wird, und so nichts mehr für das Pad an sich übrig ist.

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