Hat jemand Erfahrung mit TPS4021x?

[021aet04]

Ich möchte mir eine Schaltung mit dem Schaltregler IC TPS40210 bzw TPS40211 (Unterschied ist nur die Referenzspannung) aufbauen. Es sollte ein Ledtreiber werden. Der Eingangsspannungsbereich ist sehr groß (4,5-52V). Hat schon jemand Erfahrung mit diesem IC? Hier ist der Link zur Seite von TI. http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps40210.html#inventory

Hat jemand einige Ratschläge worauf man bei diesem IC achten soll (Bauteilauswahl, Layout,...)

EDIT: Habe gerade Muster bestellt (5Stk)

MfG Hannes

[KlaRaw]

Hallo Hannes,
ich habe mit anderen aktuellen Schaltreglern von TI, wie dem TPS5420D, nur beste Erfahrungen gemacht. Selbst bei Volllast wird das IC nur 35C warm. Kurzschluss kein Problem. Als Induktivität bietet sich bei Reichelt z.B. L-PISM*15µ oder die L-PISR Reihe an. Bei der Schottky Diode achte auf genügend Spannungsfestigkeit. Der Strom entspricht dem doppelten des Nennstromes. Die Wege der gepulsten Leistungsströme sollten so kurz wie möglich gehalten werden.
Gruss Klaus.

[Namenlos]

@Klaraw:

Würdest du vielleicht so nett sein und ein Layout von solch
einen Projekt hochladen? ( mir geht es nur um den Wandler )
Ich wollte schon öfters etwas mit den TPS54x0 machen und
habe es dann nicht gemacht weil ich mir nicht sicher war ob
das Layout gut genug war.
Zwar hab ich mich an den Design Board von TI gehalten
aber das war mir trotzdem zu kritisch da ich noch nie ein Schaltregler
mit so hoher Schaltfreqeunz verwedet habe.

Liebe Grüße
Namenlos

[KlaRaw]

Hallo,
ich habe mal einen Auszug des Layouts, das den Wandler betrifft, angefertigt. Hier komme ich mit einer Lage aus. Es werden 12V bei bis zu 1A geliefert. In dieser Reihe gibt es aber auch Varianten für grössere Ströme. Die Elkos sollten einen möglichst geringen ESR aufweisen. Inzwischen bietet auch Reichelt günstige KerKos (keramische Vielschichtkondensatoren) an. Je nach gewünschtem Rippel könnte man 10uF/16V, 22uF/... usw einsetzen und das in SMD-Bauform 1206.
Gruss Klaus.

[Namenlos]

Hey

Danke für den Layout Auszug. Die Bauteile sind kein Problem da ich
eigentlich nur noch SMD Bauteile benutze und nur wo mehr Leistung
oder höhere Spannung benutzt wird nur gezielt bedrahtete Bauteile
verwende.

Was mich wundert ist das du einen Aluminiun-Elektrolytkondensator am Ausgang verwendest was man aber doch irgendwie häufiger sieht.
Bei TI werden ja Tantal-Elkos oder Keramik Elkos in 1812 benutzt.
Für die 3 Versuche in denen ich es wagen wollte hatte ich vor
2* 47µF Tantal Elkos zu verweden.

Hast du schonmal Wirkungsgrad Messungen oder ähnliches gemacht?

Machst mir Hoffnung das dass doch ganz machbar ist und nicht "sooo"
kritisch ist wie so oft in Foren rumgemeckert wird : )
Vielleicht werde ich es mir diesmal zutrauen einen TPS5410 auf meinen
Board zu verwenden.

Liebe Grüße
Namenlos

[021aet04]

Mache es so wie ich und bestelle einmal bei TI ein Muster IC (kostet nichts). Du kannst dir bis zu 5 Stk bestellen. Es dauert aber noch einige Zeit bis ich die ICs habe.
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps40210.html#samples

MfG Hannes

[Namenlos]

Ich hab schon 4 Muster bei mir liegen nur es mulmt mir immer
wenn ich die verwende : D
Die TI Samples brauchen bei mir gradmal nur 2 Tage.
Gerade sitze ich an ein etwas größeres Projekt und den TPS5410
wollte ich diesmal für die Digitale 5V Versorgung benutzen
nur ich hab immmer das ungute Gefühl das da was nicht funktioniert.
Mir ist es einfach zu schade eine Europakarte fertigen zu lassen wo dann
der Schaltregler für den Digitalteil nicht richtig funktioniert - oder
mangelhaft funktioniert.

Ich gebe zwar schon mühe beim meinen Layouts aber wenn ich mir einfach
nicht 100% sicher sein kann das dass funktioniert fühle ich mich immer
unwohl dabei.

Liebe Grüße
Namenlos

[Namenlos]

Sorry für das Doppelpost.
Ich hab mal ein Layout mit den TPS5410 gemacht und meint Ihr
das dass so klappen wird? Ich hab noch nie einen 500kHz Regler
verbaut deswegen bin ich da eher skeptisch.

Board:
http://www.pic-upload.de/view-4162571/Board.jpg.html

Plan:
http://www.pic-upload.de/view-4162577/Schematic.jpg.html
Liebe Grüße
Namenlos


P.S:
Hab bereit zu viel hier hochgeladen und kann leider Bilder nur
Extern anbinden - Sorry

[KlaRaw]

Hallo,
ich habe auch schon den TPS5420, für 2A Nennstrom, problemlos verbaut. 500 KHz sind ebenfalls kein Problem. Du musst nur etwas auf die Induktivitäten achten. Die L-PISM oder L-PISR Typen von Reichelt haben genügend hohe Eigenresonanzen. Bei 500 KHz sollte die Eigenresonanz der Spule über 5 Mhz liegen. Meine hier eingesetzte Spule hat sogar noch 100 uH und dabei eine Eigenresonanz von 5,2 MHz. Aber ich wollte bei 8V max. 500 mA erreichen. Trotzdem habe ich 1A herausholen können. Also Ziel voll erreicht.
Die Elkos haben einen ziemlich niedrigen ESR. Ich würde heute da auch auf Typen wie X7R-G1206 10/16 SMD-Vielschichtkondensator G1206 - 10µF 16V von Reichelt gehen. Kostet 0,11€. Für den Preis kann man einige parallel schalten. Zwei oder drei zu stapeln ist auch machbar. Damit hat man sehr niedrige ESR - Werte. Über Reichelt kommt man auch zu den Datenblättern der Kondensatoren. Es ist in der Tat darauf zu achten, dass man die Spannungsfestigkeit nicht voll ausreizt. Mit steigender Spannung verringert sich die Kapazität des Kondensators. Also lieber 50%-100% Reserve einplanen.
TI liefert jetzt auch Wandler mit bis zu 2 MHz. Da würde ich mich auch dran trauen.
Ich habe mir Dein Layout angeschaut. In Prinzip OK. Ich würde aber die Leiterbahnen vom IC Pin 8 zur Diode und weiter zur Induktivität und zu den Kondensatoren sehr viel breiter machen. Schau Dir mein Layout an. Das entspricht dann auch eher dem Referenzdesign. Etwas unwohl ist mir bei den Tantal-Kondensatoren. Bist Du sicher das die für Schaltnetzgeräte geeignet sind?
Gruss Klaus.

PS. Ich habe gerade bei Reichelt in den Datenblättern von Tantal-Kondensatoren gesehen. 47uF/6,3V haben einen ESR von 1,1 - 2,0 Ohm, je nach Typ-Klasse. Wenn Du zwei parallel schaltest, dann hast Du bei 1A 0,5V Sägezahn.

[Namenlos]

Die Tantal Elkos waren mir ein wenig zu kritisch da ich keine
Datenblätter mehr gefunden habe bzw. AVX einfach zu viele
Tantal Serien hat.

Für den TPS5410 hab ich eine AppNote gefunden in der Explizit
Aluminium Becher Elkos benutzt werden können, inden
die Regelschleife an VSense durch ein Boucherot Glied zusätzlich
kompenziert wird um die LC Resonanz zu unterdrücken.

Leider findet man im Datenblatt keine Resonanzfreqeunz.
Im neuen Überarbeiteten Layout habe ich eine L-PISR2812
genommen ( 15µH) welche Ihre Induktivität bis 10 Mhz konstant
hält. ( Meinst du das mit Resonanzfreqeunz? )
Gleichzeitig hab ich im jetzigen Layout einen Panasonic FC 100/10
welcher den benötigten ESR auch bringt.
+ einen 10µF X7R Kerko in 1206 drin, eine weitere Veränderung
ist das ich die Feedback Widerstände + die Kompensation
auch auf der Rückseite der Leiterkarte gepackt habe.

Die Diode kann ich zwar drehen aber dadurch werde ich trotzdem
keinen Platz Gewinn machen da ich an der Diode auch noch vorbei muss.
Wobei im Vergleich zum Eval-Board das alles noch sehr klein gehalten ist.
http://focus.ti.com/graphics/tool/tps5430evm-173_425.jpg

Vielleicht sollte ich auch noch sagen das ich nicht viel Power brauche,
( vlt 150mA) aber das ganze soll halt was modernes werden : )
Wobei bei so kleinen Strömen der Wirkungsgrad auch nicht mehr
so toll ist.

Hab mal das neue Layout angehangen.
http://www.pic-upload.de/view-4167772/Layout.png.html

http://www.pic-upload.de/view-4167777/Layout2.png.html

Liebe Grüße
Namenlos

P.S:
Meine Bauteile sind nicht von Reichelt ; )
Zum Größtenteils sind die von Farnell da ich das riesen Glück habe
Rest Bauteile aus 2ter Hand geschenkt zu bekommen.
Somit hat man auch immer das richtige Datenblatt.

[KlaRaw]

Hallo,
eine Spule hat neben dem induktiven Anteil auch einen kapazitiven Anteil. Dieser macht sich erst bei höheren Frequenzen bemerkbar. Kapazität und Induktivität bilden dann einen Schwingkreis. Die Spule kann im Schaltnetzteil nur bis zur Resonanzfrequenz genutzt werden. Schneller geht es dann nicht mehr. Der Rechteck ist dann zum Sinus verformt.
Solang die Induktivität konstant bleibt ist die Resonanzfrequenz auch noch nicht erreicht.
Für 150 mA ist das Layout OK.
Gruss Klaus.

[Namenlos]

Ich hab nun das Datenblatt von den 47µF Elkos gefunden.
Diese haben einen Innenwiderstand von 700mOhm , 2 Stück
von denen haben einen genau so großen Innenwiderstand wie
der Elko von Panasonic ( etwa 350mOhm)

Wenn sich jetzt nur noch der Themenersteller melden würde hätte
er eine Menge an Infomationen und und sein Thema wurd ausgiebig
Diskutiert, auch wenn es nicht der gleich Regler war.

Liebe Grüße
Namenlos

[021aet04]

Ich lese immer mit. Das sind eine Menge Informationen. Im Post weiter oben habe ich schon geschrieben, dass ich allerdings noch etwas auf die ICs warten muss. Muss zwar noch etwas fertig machen, aber danach werde ich gleich mit dem Planen anfangen.
Natürlich werde ich mich auch an die Designreferenz halten.

MfG Hannes