DC-DC преобразователь IR3476, не работает нормально Опции

[glserg]

Добрый день. Третий день не могу запустить микросхему IR3476. Необходимо, чтобы микросхема делала 5 вольт из 12 (планируется стабилизатор для автомобиля, с выходным током до 10А)
http://www.chipdip.ru/product/ir3476mtr1pbf/
Подключена по схеме из документации

В качестве делителя стоит подстроечное на 10 кОм, с выставленным соотношением. Задающий частоту Rff ~ 600 кОм.
Резистор тока перегрузки Riset - 10 кОм. Конденсаторы Cboot - 0,22 мкФ, Css - 100 нФ.
На входе по питанию Vcc стоит конденсатор 10 мкФ, на входе напряжения Vin - 47 мкф, 10 мкф и 1 мкф.
На выходе стоят последовательно два LC-фильтра, на первом L=22 мкГн, на втором L=680 мкГн, конденсаторы на обоих по 470 мкФ. Пульсации после них - не более +-150 мВ.
Vcc запитано от 5 вольт. FCCM и PGOOD через 10К подтянуты к 3,3 В, EN подтянут к 5 В.

Работает совершенно непонятно как. Подаю напряжение на вход Vin, постепенно увеличивая. С 0 примерно до 3,5 вольт стабилизатор выдает входное (с небольшим падением), а при дальнейшем увеличении отключается. Помогает только перезапуск сигналом EN, после чего все то же самое.
При подаче 12 вольт стабилизатор не запускается вообще.
В обоих случаях на выходе SS напряжение с 1,7 вольт при отключении падает в 0.
PGOOD не загорается вообще никогда.

Перечитал весь datasheet, но так и не понял, в чем проблема.

[HardEgor]

На выходе стоят последовательно два LC-фильтра, на первом L=22 мкГн, на втором L=680 мкГн, конденсаторы на обоих по 470 мкФ.

После какой LC у вас подключен делитель FB? Должен быть после первой.
Что творится на FF при изменении напряжения? Там должна быть пила.

[Plain]

5 вольт из 12 ... с выходным током до 10А ... chipdip.ru/product/ir3476mtr1pbf ... На выходе стоят последовательно два LC-фильтра, на первом L=22 мкГн, на втором L=680 мкГн

Перерыл весь "Чип и дип" — указанных Вами 15-амперных дросселей там нет и никогда не было.

Подключена по схеме из документации

Это только схема, и то с больши-и-и-м натягом. А вот как она должна быть подключена на самом деле, согласно той же документации:



Таким образом, прекрасно видно, что здесь просто физически нет места ни для каких полукилограммовых 15-амперных 680 мкГн.

[_gari]

Перечитал весь datasheet, но так и не понял, в чем проблема.

Земли GND и PGND разъединены, как на картинке?

[glserg]

Земли GND и PGND разъединены, как на картинке?

Объединены (аналогично схеме 4, стр. 4 документации).
При разъединении земель вообще ничего не работает.

После какой LC у вас подключен делитель FB? Должен быть после первой.

Был после второй

Перерыл весь "Чип и дип" — указанных Вами 15-амперных дросселей там нет и никогда не было.

В конечное устройство планировалось поставить дроссели
http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=6...amp;group=10901
параллельно три-четыре штуки.

Сейчас схема тестируется и нагрузка на нее не подключается, висит один светодиод для индикации. Вторая цепь LC была добавлена, потому что без нее пульсации напряжения на выходе составляли более вольта в каждую сторону.

[Plain]

В конечное устройство планировалось поставить дроссели ... параллельно три-четыре штуки.

Завершая фразу — а в настоящее время на плате 10-амперного преобразователя установлены 3,5-амперный 22 мкГн и 600-миллиамперный 680 мкГн.

LC была добавлена, потому что без нее пульсации напряжения на выходе составляли более вольта в каждую сторону.

Намёков не понимаете, придётся открытым текстом:

1) разводка отстутствующими на принципиальной схеме нитками;

2) вместо требуемых производителем конденсаторов — алюминиевая, танталовая, и прочая вата;

3) и т.п.

[glserg]

В общем, решил пересобрать схему.
Убрал лишние LC, на выходе сейчас стоит L=22 мкГн и конденсатор 470 мкФ.
Задающий частоту Rff ~ 400 кОм.
Конденсаторы Cboot и Css - 100 нФ. Резистор Rset - 10 кОм.
На входе по питанию Vcc стоит конденсатор 10 мкФ, на входе напряжения Vin - 47 мкф и 1 мкф.

Щупы осциллографа подключены к выходу после фильтра и до фильтра.

Стабилизатор удается запустить (PGOOD горит) при входном напряжении 8-9 вольт, если подавать его сразу, до замыкания EN.
(при плавном повышении напряжения с нуля стабилизатор пропускает все примерно до 4-4,5 вольт на входе, при дальнейшем повышении выключается)
При повышении напряжения на входе где-то до 11,5 вольт стабилизатор отключается.

Если держаться щупом осциллографа за выход (до фильтра), то уровень напряжения, при котором стабилизатор отключается, выше. Также при этом больше диапазон напряжений, при которых стабилизатор стартует. Если при высоком (>11 В) входном напряжении отнять щуп - стабилизатор глохнет.

И еще, бывает такое, что стабилизатор не запускается с первого раза (либо вообще, либо сразу "глохнет" - светодиод на выходе зажигается и гаснет). Но при этом может запуститься "пинками" - если несколько раз "подергать" вход EN.

[HardEgor]

Если держаться щупом осциллографа за выход (до фильтра), то уровень напряжения, при котором стабилизатор отключается, выше. Также при этом больше диапазон напряжений, при которых стабилизатор стартует. Если при высоком (>11 В) входном напряжении отнять щуп - стабилизатор глохнет.

Однозначно где-то непропай.
И земли GND и PGND надо обязательно разделять.

[arhiv6]

Использовал похожую IR3477 -подобных проблем не было. Можете показать топологию печатной платы? Пятак GND (вывод 17) подключен к земле? Какие номиналы у резисторов делителя R1-R2?

[glserg]

Использовал похожую IR3477 -подобных проблем не было. Можете показать топологию печатной платы? Пятак GND (вывод 17) подключен к земле? Какие номиналы у резисторов делителя R1-R2?

Платы печатной пока нет. На время тестирования стабилизатор воткнут в макетную плату. Непосредственно микросхема приклеена вверх ногами к текстолитине с двумя рядами ножек и все связи припаяны тонкими проводами.


Оба GND к земле подключены.

Делитель - переменный резистор на 10 кОм, соотношение выставлено примерно 9 кОм и 900 Ом (окончательно подстраивал по осциллографу, чтобы было ровно 5 вольт).

[shf_05]

в таком виде работать врядли когда-нибудь будет.
если хотите экспериментировать- покупайте демобоард, если хотите применять - разведите ну хотя бы примерно похоже на 3-й пост.

[glserg]

в таком виде работать врядли когда-нибудь будет.
если хотите экспериментировать- покупайте демобоард, если хотите применять - разведите ну хотя бы примерно похоже на 3-й пост.

Нет, нужен рабочий преобразователь с выходом 5 вольт и нагрузкой до 10А. Демобоард не подойдет, она изготовлена под выходное напряжение 1,05 В без возможности подстройки (если только делитель перепаивать).
Тогда займусь платой с учетом рекомендаций.

На всякий случай: не могли бы вы посоветовать что-либо альтернативное? Насколько мне известно, линейки преобразователей 34хх и 38хх у IR - единственное, что есть в одном корпусе на такие токи. Обычно на такие токи применяются варианты с внешними транзисторными ключами.

[wim]

Обычно на такие токи применяются варианты с внешними транзисторными ключами.

Для автомобиля NCP1034 будет в самый раз.

[Herz]

Платы печатной пока нет. На время тестирования стабилизатор воткнут в макетную плату. Непосредственно микросхема приклеена вверх ногами к текстолитине с двумя рядами ножек и все связи припаяны тонкими проводами.

Тогда её поведение вполне адекватное. Предлагаю оставить тщетные попытки.

Для автомобиля NCP1034 будет в самый раз.

Вот это - да, но никак не то, что выбрал автор. 27 вольт по входу категорически недостаточно.

[glserg]

Вот это - да, но никак не то, что выбрал автор. 27 вольт по входу категорически недостаточно.

Но в автомобильной сети напряжение с работающим генератором - 14, максимум 15 вольт. Почему же 27 вольт недостаточно? Насколько я понимаю - возможны броски напряжения выше 27 В. Стабилитрон напряжением на 15-16 вольт на входе не поможет?

[Herz]

Но в автомобильной сети напряжение с работающим генератором - 14, максимум 15 вольт. Почему же 27 вольт недостаточно? Насколько я понимаю - возможны броски напряжения выше 27 В. Стабилитрон напряжением на 15-16 вольт на входе не поможет?

Потому что хорошо бы почитать ГОСТ на бортовые сети, если заниматься автоэлектроникой. В них могут быть броски не просто выше 27В, а гораздо выше. Надо очень мощный стабилитрон, чтобы "обрезать" их на уровне 15-16В. Что само по себе неправильно, ибо это на границе диапазона рабочего напряжения бортсети. Если же вспомнить о дифференциальном сопротивлении стабилитрона, разбросе его напряжений стабилизации и о широком температурном диапазоне, в котором должна работать автоэлектроника, то становится понятно, почему для компонентов существует специальная градация "Automotive"...

[Plain]

в автомобильной сети напряжение с работающим генератором - 14, максимум 15 вольт

А теперь сбегайте в гараж и замерьте то же самое в момент отрыва аккумулятора.

[glserg]

Добрый день.
Изготовил для преобразователя плату (см. фото, разводка в приложении)




Что получилось: без нагрузки схема работает стабильно и при любом входном напряжении (больше 22 вольт не подавал). На выходе 5 вольт, пульсации +-150 мВ.
При подключении нагрузки простейшего типа (10-ваттный цементный резистор) пульсации заметно возрастают (более вольта в каждую сторону).
При подключении более мощной нагрузки (спираль, ток немногим более 2 А) гаснет PGOOD и напряжение на выходе значительно проседает (~3В). При этом PGOOD загорается, если входное напряжение сделать более 18,5 вольт. При снижении мощности нагрузки все приходит в норму.

С чем это может быть связано?

Сообщение отредактировал glserg - Apr 29 2014, 12:32

Прикрепленные файлы

 board_v1.7z ( 12.98 килобайт ) Кол-во скачиваний: 5

 

[virtual9900]

glserg, найдите десять отличий между рекомендуемой разводкой производителя (см. сообщение 3).
Отладка это, конечно, не догма. Но тут вопиющий случай. То, что все контачит где надо и не контачит где не надо это хорошо. Но есть еще удельное сопротивление и паразитные индуктивности. RTFM
.. Представляю, что будет если надо на 20 ГГц сделать разводку

Был случай, когда студентам-практикантам доверили изготовить шунт для измерения тока 50 А (вроде для передатчика ПКМ-1 "Кедр-С") при помощи головки на 50 мкА.
Ребята стали считать сопротивление.. Подхожу и даю медную шину и напильник - подгоняйте.

Сообщение отредактировал virtual9900 - Apr 29 2014, 13:53

[arhiv6]

У производителя разводка в четыре слоя, что на мой взгляд, перебор. В 2 прекрасно разводится и работает. Но то что на фото выше - разведено очень плохо. О правильной компоновке можно почитать книгу "Источники питания" Марти Брауна, глава "3.14 Компоновка печатной платы". А по этой плате я бы делал в следующем порядке: поставить электролит по входу, попробовать перемычками уменьшить длинны основных токовых петель (Figure 30 из даташита), уменьшить длину цепи обратной связи.

Сообщение отредактировал arhiv6 - Apr 29 2014, 16:15

[In_an_im_di]

С чем это может быть связано?

С топологией вашей печатной платы.

[virtual9900]

Да.. Полная топология!

[W^W]

Мдааа.. Такая разводка платы годится разве, что для какой нибудь мигалки (новогодняя гирлянда) на МК..

[shf_05]

господа, зачем накинулись на человека? он ведь просто не знает.

по плате-
1. нужно делать сильноточные цепи и цепи, у которых необходимо минимальная индуктивность максимпально широкими проводниками - предел это сплошные поверхности меди как в рефдезайне.
2. на 1 слойке это очень трудно реализовать, нужна как мин. 2-х слойная плата с металлизацией отверстий, а лучше 4 слоя как в рефдезайне
3. хорошо разместить пассивные компоненты - конденсаторы как можно ближе к местам их включения, резисторы, катушки и т.п. менее критично, хотя обратите внимание на разводку цепей обратной связи, тоже желательно уменьшить длину проводников
4. "проводник" GND должен быть "залит" везде, где это не мешает
5. корпус микросхемы отводит тепло в плату, соответственно плата должна быть радиатором, т.е. на ней должно быть 1. много меди, 2. выводы, которые эффективно отдают тепло должны быть туда припаяны

отсюда вывод- если есть возможность изготовить многослойную ПП не изобретайте велосипед- по максимуму повторите референсдизайн, иначе ищите другой способ преобразования DC|DC.

[glserg]

господа, зачем накинулись на человека? он ведь просто не знает.

по плате-
1. нужно делать сильноточные цепи и цепи, у которых необходимо минимальная индуктивность максимпально широкими проводниками - предел это сплошные поверхности меди как в рефдезайне.
2. на 1 слойке это очень трудно реализовать, нужна как мин. 2-х слойная плата с металлизацией отверстий, а лучше 4 слоя как в рефдезайне
3. хорошо разместить пассивные компоненты - конденсаторы как можно ближе к местам их включения, резисторы, катушки и т.п. менее критично, хотя обратите внимание на разводку цепей обратной связи, тоже желательно уменьшить длину проводников
4. "проводник" GND должен быть "залит" везде, где это не мешает
5. корпус микросхемы отводит тепло в плату, соответственно плата должна быть радиатором, т.е. на ней должно быть 1. много меди, 2. выводы, которые эффективно отдают тепло должны быть туда припаяны

отсюда вывод- если есть возможность изготовить многослойную ПП не изобретайте велосипед- по максимуму повторите референсдизайн, иначе ищите другой способ преобразования DC|DC.

1) Многослойную П/П изготовить возможности нет
2) Двухслойную плату изготовить можно без проблем, но только без металлизации отверстий
3) Силовые проводники предполагалось дополнительно пропаять медным проводом, чтобы 10 ампер проходили

В общем, займусь пока разводкой двухсторонки с учетом рекомендаций по импульсным источникам.

[HardEgor]

Я бы еще рекомендовал все выводные элементы поменять на SMD, у SMD короче выводы и дорожки к ним - меньше ловится помеха от силовой части.
Плюс надо все элементы располагать как можно компактнее, чтобы дорожки между ними были как можно короче - меньше паразитов и меньше излучение в эфир(соответственно меньше наводки на управление).
А двухслойка это нормально, надо только аккуратно развести землю.

[virtual9900]

В общем, займусь пока разводкой двухсторонки с учетом рекомендаций по импульсным источникам.

Проект выложите тут, на критику. Не стоит спешить травить плату с кривой разводкой.

[shf_05]

3) Силовые проводники предполагалось дополнительно пропаять медным проводом, чтобы 10 ампер проходили

ампер амперу рознь, подсказка - длина проводника не должна быть больше намного его ширины.

[Plain]

Напоминаю, что непосредственно перед началом производства данного нового варианта автор был многократно предупреждён о безусловной критичности разводки и самим производителем микросхемы, и участниками темы, но тем не менее, намеренно понакупил не требуемых ею миниатюрных безвыводных высокочастотных, а гигантского размера низкочастотных выводных деталей, и всё остальное продолжил реализовывать в том же стиле "как хочу, в крайнем случае как умею".

[glserg]

Проект выложите тут, на критику. Не стоит спешить травить плату с кривой разводкой.

Согласен.

Пока получилось следующее:
Верх

Низ


U2 - потенциометр обратной связи
S1 - кнопка вкл/выкл
R3 - подстроечное сопротивление для частоты
J1 - винтовые клеммы входа, J2 - выхода
U1 - стабилизатор питания LM7805, за ним - теплоотводящий полигон для него

Пассивные элементы (конденсаторы, резисторы) заменил на SMD размера 0805. Снизу залил всю силовую часть "земляным" полигоном. Сигнальную землю сделал 1 мм, силовые проводники - 2 мм. Проводник обратной связи (после катушки) вышел длинноват, сделал его пока что 2 мм

Прикрепленные файлы

 board_v2.7z ( 12.68 килобайт ) Кол-во скачиваний: 4

 

[Ydaloj]

Входной конденсатор вешается ближе не к входному разъёму, а к микросхеме.

Если не работает изменённая типовая схема, соберите сначала типовую, а потом добавляйте подстроечники, кнопки и т.д. Так будет проще разобраться, какие компоненты с чем надо соединять.

Сообщение отредактировал Ydaloj - May 12 2014, 07:22

[glserg]

Входной конденсатор вешается ближе не к входному разъёму, а к микросхеме.

Если не работает изменённая типовая схема, соберите сначала типовую, а потом добавляйте подстроечники, кнопки и т.д. Так будет проще разобраться, какие компоненты с чем надо соединять.

Вы имеете в виду электролитический? Учту. Керамика по входу на 1 мкФ стоит вблизи микросхемы.
Кнопки взяты с типовой схемы.

Кто-нибудь может еще какую-нибудь критику по разводке платы представить? Меня смущает силовой выход, который пришлось пропустить через переходное отверстие. Возможно, одного отверстия мало (на платах в документации переходы силовых линий выполнены массивами отверстий)? Металлизацию отверстий сделать возможности нет, переходы делаются запаиванием медной проволоки.

[shf_05]

проводники по возможности толще делайте, а возле компонентов сужайтете под посадочное место.
сделайте слоем топ то, что нагревается больше.

Металлизацию отверстий сделать возможности нет, переходы делаются запаиванием медной проволоки.

при таких технологических ограничениях советую присмотреть другие микросхемы, где разводка пп не так критична.