Проект на LTC4020, помогите понять проблему, LTC4020 - универсальный контроллер заряда аккумуляторов + DC/DC преобр Опции

[Jury093]

Не обижайте, пожалуйтса, наших монтажниц))) Они и не такие чипы запаивают, и всё работает распрекрасно ... А тут на трёх платах один и тт-же эффект. Явно что-то со схемотехникой ...
Только что заказал пару сэмплов в LT ... Может продали битые китайские чипы ? ...

у меня большие сомнения вызывает посадочное место под ltc4020, я понимаю, что двуслойка, но под qfn с powerpad так делать, имхо, варварство
с большой вероятностью, нижний пад не пропаялся, т.к. много переходных отверстий..
и еще (сложно проследить ваши соединения от малоомных резисторов и шунта) убедитесь, что подключения выполнены по требованиям документации. если неправильно подключить, то измерительная часть будет неслабо врать и чип не сможет выйти на режим работы

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Lisitsin]

у меня большие сомнения вызывает посадочное место под ltc4020, я понимаю, что двуслойка, но под qfn с powerpad так делать, имхо, варварство
с большой вероятностью, нижний пад не пропаялся, т.к. много переходных отверстий..
и еще (сложно проследить ваши соединения от малоомных резисторов и шунта) убедитесь, что подключения выполнены по требованиям документации. если неправильно подключить, то измерительная часть будет неслабо врать и чип не сможет выйти на режим работы

Уже переразвожу всё заново. Не заводится - и всё тут. Делаю 4-х слойный проект, за основу взял демо-плату DC2044A LT. PCB проект во вложении. Если у кого есть замечания, пожалуйста, подскажите вовремя ...

Прикрепленные файлы

 LTC4020___DC2044A.pdf ( 42.04 килобайт ) Кол-во скачиваний: 35
 EGRP.sch ( 415.99 килобайт ) Кол-во скачиваний: 14
 EGRP.pcb ( 447.99 килобайт ) Кол-во скачиваний: 14

 

[Plain]

Ясно, что Вы так ничего и не прочли, и надеетесь, что получится "почти скопировать", немного подвигав то да сё.

[Lisitsin]

Ясно, что Вы так ничего и не прочли, и надеетесь, что получится "почти скопировать", немного подвигав то да сё.

На самом деле Datasheet я уже почти наизусть выучил. Особенно раздел требований к топологии. Плиз
, я хотел-бы немного объективности. Если Вы нашли какие-то ошибки в топологии или схемотехнике - скажите

Вот что примерно получается в итоге (вложение). Осталось SGND доразвести. Кстати, в демонстрационной плате SGND разведена очено странно: с PGND - действительно, есть соединение в одной точке, под микросхемой около 35 ноги (PGND). А вот все компоненты, которые имеют контакт с SGND, соединены с SGND не максимально близко к выводам SGND LTC4020, а через внутренние слои, и через довольно отдалённую тестовую точку "SGND" на плате, в которой соединяются все слои с заливкой SGND. Странно как-то сделано ...

Исправил некоторые моменты, над SGND пока думаю

Сообщение отредактировал Herz - Sep 19 2015, 20:05

Прикрепленные файлы

 EGRP.pcb ( 447.99 килобайт ) Кол-во скачиваний: 12
 EGRP.pcb ( 479.99 килобайт ) Кол-во скачиваний: 11

 

[Plain]

хотел-бы немного объективности. Если Вы нашли какие-то ошибки

Повторяю, это не ошибки, а бездумное "почти копирование", которое по этой причине обречено на такой же провал, как и первый метод.

А проверяется всё очень просто — подсвечиваются требуемые производителем приоритетные цепи, и сразу видно, что между C10 и PGND не 0 мм, а дыра, между C6 и C25 не 0 мм, а дыра, C18 вообще отсутствует на плате, хотя ему уже уготованы те же далеко не нули мм до выв.2 и 38; R29 и R30 как были подключены сикось-накось трёхпроводно, так и остались, и т.д.

И ещё раз повторю — Вам может даже кажется, что аккуратно, Вы повернули часть разводки демоплаты на 90°, поменяли на ней местами силовые компоненты и отрихтовали площадки до среднего по больнице дуршлага, и надеетесь, что это ничего не испортило. Напрасно.

Сообщение отредактировал Plain - Sep 19 2015, 21:18

[bloody-wolf]

Хех, спасибо вам, Василий, мы поржали с дороги между термопадом и выводами =)))) знатно. спасибо вам, реально улыбнули.
а вообще было бы интересно узнать от какого номинального входного напряжения этот девайс должен работать, и каким током заряжать аккумы. Интересуюсь с той лишь целью, что обычно ставить одинаковые ключики в полумостах можно только, если ШИМ управления плавает не далеко от 50%, иначе возникают потери при мереключении, даже не смотря на 250кГц.
Еще крайне настоятельно советую вам изучить "Kelvin sense connection", это применителько к токосъемным резисторам, кстати их я бы поставил размера 2010 (не 1206) - проще искать замены, чаще в таких корпусах продаются.
вот у вас стоят конденсаторы электролиты, SMD, при этом на bottom так же присутствуют компоненты, я бы выбрал электролиты выводные, ставилбы их на top, а на bottom прямо на их выводы паял бы керамику 0603 или 0805. один фиг, у вас снизу компоненты.
один из 4 слоев крайне настоятельно рекомендую сделать полностью земляным, без вариантов. например TOP(POWER) INT1 (GND) INT2 (SIGNAL) BOT(POWER-GND-SIGNAL)
Уж если делаете снабберные цепочки, то они шунтируют нижние ключи и как правило имеют габариты от 0805 и больше, чаще резистор 1-10 Ом 1206-1210, а конденсатор 0805 1000-4700пФ.
Я бы вообще на этой плате отказался бы от компонентов 0402, поверьте, сильно на них вы места не съекономите, а под 0603 можно безболезненно 1 дорогу протащить.
резистор в ноге PVIN либо убрать нах, либо заменить на 0603 0E
конд. в ноге TIMER 1206 0,1мкФ о_О 0603 и не больше =)
кароче в сингнальном обвесе юзай 0603 и не морочь голову. силовая цепь - снабберы 0805-1206, сенсорные резисторы 2010. диодики которые бустрепные можно оставить как есть, или взять попроще, типа 20V 100мА.

как то так, но я чутка бухой, так что мог и [censored], так что доверяй но проверяй.

ЗЫ. а еще лиёны 3 впослед надо в обязательном порядке балансировать, иначе долго не проживут. а это уже отдельная песня, на чем и как. да и защиту от переразряда и перезаряда тоже надо. но это так, лирика

Сообщение отредактировал Herz - Sep 20 2015, 20:46

Причина редактирования: нецензурщина.

[drum1987]

На самом деле Datasheet я уже почти наизусть выучил. Особенно раздел требований к топологии. Плиз
, я хотел-бы немного объективности. Если Вы нашли какие-то ошибки в топологии или схемотехнике - скажите

Если говорить о схеме/плате под названием DC2044A, то стоит отметить, что:
-Выводы BST1 и BST2 микросхемы не подключены к дросселю - схема работать не будет 100%(верхние драйвера не запитаны и транзисторам не с чего открываться). На первой схеме было норм, но там трассировка - мрак(я бы на месте микросхемы волшебный дым от радости испустил).
-PCAD viewer говорит, что полигон sgnd(top) не подключен к пузу микросхемы - схема работать не будет 200%. На первой схеме было норм, но там трассировка - мрак.
-VD3, VD5 на схеме правильно стоят, на шелкографии(возможно монтажке) перевернуты. Так схема не будет работать 300%. На первой схеме та же история, хотя замеры напряжений корректные, хотя не совсем правда - они не могут превосходить VCCint.
-Освойте соединение кельвина на датчиках тока.
-Уберите лапшу с затворов транзисторов.

По-прежнему основной трудностью схемотехников в настоящее время является правильно перерисовать схему с даташита, содрать трассировку с отладочника...

[Lisitsin]

Уважаемые господа!
Выражаю всем искреннюю благодарность за советы/комментарии/критику !!!
Постарался, как смог, отработать все Ваши замечания. Результат во вложении. Что, собственно, сделано:
- скорректированы типоразмеры элементов (не все. От 0402 так и не отказался - обвес LTC4020 оставил максимально приближенным к DC2044).
- один слой отвёл под PGND;
- скорректировал полярность диодов VD3, VD5, VD6 - неправильно был создан библиотечный компонент;
- дополнил входные цепи питания дополнительными керамическими конденсаторами и контактными площадками для выводного электролита;
- Подкорректировал кельвиновские соединения. Не дифференциальные пары, конечно, но уж как получилось ... Смущает один момент: протаскивать измерительные цепи пришлось вблизи силовых цепеи и под катушкой. Не знаю насколько это опасно. Вроде бы, цепи низкоомные, да м LTC4020, как написано в Datasheet, довольно устойчива к помехам в измерительных цепях;
- SGND я завёл не твк, как в DC2044 (проблему описывал ранее). Постарался переходные отверстия располагать так, чтобы длина цепей до выводов SGND была минимально возможной;

По поводу токов и напряжений. Девайс должен работать в широком диапазоне входных напряжений - от 8 (желательно и от 6) до 30 В. Ток заряда 8 А. Но это программа максимум. Сейчас главное запустить девайс хотя-бы в малосигнальном режиме

Если говорить о схеме/плате под названием DC2044A, то стоит отметить, что:
-Выводы BST1 и BST2 микросхемы не подключены к дросселю - схема работать не будет 100%(верхние драйвера не запитаны и транзисторам не с чего открываться). На первой схеме было норм, но там трассировка - мрак(я бы на месте микросхемы волшебный дым от радости испустил).

Моё почтение! Выводы BST1 и BST2 микросхемы не подключены к дросселю, действительно, но это типовая схема включения, я здесь ни чего не менял ...
sgnd(top) не подключен к пузу микросхемы - да, я пока не разводил SGND, я там озвучивал вопрос. В последнем файле проекта уже развёл, думаю, правильно
-VD3, VD5 - скорректировал, спасибо за замечание!

Сообщение отредактировал Herz - Sep 22 2015, 07:56

Причина редактирования: Избыточное цитирование

Прикрепленные файлы

 EGRP.pcb ( 575.98 килобайт ) Кол-во скачиваний: 17
 EGRP.sch ( 415.99 килобайт ) Кол-во скачиваний: 14

 

[Plain]

Постарался, как смог, отработать все Ваши замечания.

Вы к кому-то из нас персонально обращаетесь, и очевидно, что это не я, потому что все мои замечания полностью проигнорированы.

[drum1987]

Уважаемые господа!
Выражаю всем искреннюю благодарность за советы/комментарии/критику !!!
Постарался, как смог, отработать все Ваши замечания. Результат во вложении. Что, собственно, сделано:

Конденсаторы зачем на 100в?

- Подкорректировал кельвиновские соединения. Не дифференциальные пары, конечно, но уж как получилось ... Смущает один момент: протаскивать измерительные цепи пришлось вблизи силовых цепеи и под катушкой. Не знаю насколько это опасно. Вроде бы, цепи низкоомные, да м LTC4020, как написано в Datasheet, довольно устойчива к помехам в измерительных цепях;

Сделайте норм кельвина иначе будете потом гору резисторов напаивать, чтоб ограничение тока корректно работало. Если дороги в 3ем слое, то можно и под катушкой, но фильтры то у микросхемы расположите а не не понять как.

По поводу токов и напряжений. Девайс должен работать в широком диапазоне входных напряжений - от 8 (желательно и от 6) до 30 В. Ток заряда 8 А. Но это программа максимум. Сейчас главное запустить девайс хотя-бы в малосигнальном режиме

Это лихо капец...пока хоть как-то запустите...

Выводы BST1 и BST2 микросхемы не подключены к дросселю, действительно, но это типовая схема включения, я здесь ни чего не менял ...

Так вот как раз типовую схему и посмотрите...у вас отсебятина.

[Lisitsin]

Вы к кому-то из нас персонально обращаетесь, и очевидно, что это не я, потому что все мои замечания полностью проигнорированы.

Я прошу прощения, Ваши-то советы как раз самые важные. И поэтому невыполнимые))) Очень трудно топологически сделать 0 мм между блокировочными конденсаторами и микросхемой. Это не сделано даже на демоплате, откуда топологию обвязки LTC я практически скопировал. В цепи PVin я постарался как смог ошибочку поправить, продублировал плокировочной ёмкостью С39 на ботоме под микросхемой. Между С6 и С25 даже на демоплате не 0 мм, а километр заливки ... С18 на плате стоит, разведён тоже не в нуле мм, а примерно как на демоплате. Вот про R29, R30, я, простите, не совсем понял, в чём их сикось-накось ...

Конденсаторы зачем на 100в?

Конденсаторы я оставил как в демоплате. Во-первых, всё равно поначалу запущу девайс в режиме DC2044A, а потом уже буду плясать от получившегося результата. К тому-же, 100 В, как мне кажется, будут с меньшим ESR чем аналогичные 50 В.

Измерительные цепи убрал под земляной слой, провёл на BOTTOMе и частично в земляном слое PGND.

Вот за замечание по подключению катушки отдельное и огромное СПАСИБО!!!! Действительно, не заметили бы - сделал бы я косяк. Катушка подключена к выводам SW1 и SW2 LTC, я это совсем упустил.
Во вложении то, что имеется на этот час ...

Причина редактирования: Избыточное цитирование

Прикрепленные файлы

 EGRP.pcb ( 575.98 килобайт ) Кол-во скачиваний: 7
 EGRP.sch ( 415.99 килобайт ) Кол-во скачиваний: 12

 

[bloody-wolf]

bst1 & bst2 подключены правильно! только повнимательнее надо с посадочными местами, дабы не попутать анод с катодом. на схеме изображено верно.
на счет 8 ампер заряда:
Если Дано 8В вход и выход 12,75В (3хLiIon), то это значит, что ток через катушку будет примерно 13-14А, что для IHLP6767GZER150M11 уже является током насыщения и вцелом крайне НЕХОРОШО.
Если дано 30В вход и выход 12,75В - ток в катухе 8А, скважность примерно 45%,
что в целом как бы намекает, что надо снизить номинал индуктивности где то этак до 2...4 микроГенри для частоты в 250кГц, иначе потери на тепло в индуктивности будут большими. поставить например IHLP6767GZER2R2M11
и уж по чесному - я бы поставил ключи в копрусе минимум DPAK - т.к. они будут в бусте сеять ну так 1,5-2 Вт, что в общем разогреет их хорошо. если нелызет даже в крынку - тоды оставляй эти, вполне хорошие для данного корпуса и своих параметров.
По поводу землю, что ж ты медь то бережешь, заливай везде где есть место землю, я бы на твоем месте не разделял бы впринципе на SGND и PGND, везде сделалбы одну единую землю, просто там, где сигнальные цепи, например брюхо чипа и все, что рядом - сделал бы небольшие CUT-OUT с перемычками. И еще, Вся сила у тебя будет бегать исключительно в контуре CIN-Bridge-COUT, соответственно, если данные компоненты будут сгруппированы как бы в правой половине платы, а контроллер управления чуть левее, то никаких силовых токов около него не будет, им просто нечего там делать. Импульсный ток для переключения ключей я не считаю, т.к. он замыкается как раз на бустрепные конденсаторы и на конденсаторы INTVCC. соответственно эти конденсаторы нужно располагать максимально близко к чипу.
По поводу Кельвин-соединения оно у вас скажем так оформлено через отверстия в падах - передвинте эти отверстия прямо под брюхо резистора, чтобы получилось хотябы так ===||-o o-||===
кельвин дороги не обятательно тянуть как можно короче к чипу, возможно имеет смысл сделать небольшую петлю и отвести их из-под ключей в сторонку и спокойно дотянуть до чипа.
Вообще, если еще не поздно и возможно, то я бы расположил компоненты примерно так

чтобы все импульсные токи бегали исключительно в одной части платы, а контроллер с обвесом стоял в другой.
еще совет дороги до затворов делайте потолще, например миллиметр-полтора, т.к. эта дорога пропускает единицы ампер импульсно и чем она шире - тем лучше.
и еще - забудьте такую плохую привычку какпереходные отверстия в падах - это плохая привычка, особенно если монтаж делать на станке, т.к. паяльная паста просто будет утекать в отверстие.
и еще, компоненты у вас будут довольно горячими, поэтому где возможно, особенно около транзисторов и под индуктивностью - пробивайте больше дырок, чтобы плата могла более эффективно распределять тепло.

Сообщение отредактировал bloody-wolf - Sep 21 2015, 21:13

[Plain]

Ваши-то советы как раз самые важные. И поэтому невыполнимые ... Очень трудно топологически сделать 0 мм между блокировочными конденсаторами и микросхемой

В который раз повторяю, это не советы, и не мои, а требования производителя, который, говоря безусловно проверенное лично им и безоговорочно возможное "Locate the INTV_CC, BST1, and BST2 decoupling capacitors in close proximity to the IC", снимает с себя любую ответственность перед такими, как Вы, потому что требуемая им разводка является неотъемлемой и незаменимой частью работоспособности данного компонента.

Ну и, насчёт нулей и прочего:



Итого, все силовые конденсаторы непостижимым образом таки уместились в нулях мм от выводов корпуса плюс минимальные нормы ПП, вся силовая разводка уместилась без тьмы тьмущей дырок и в одном слое ДПП в тех же нулях мм друг от друга плюс нормы ПП, и по оси вывода PGND получился нулевой импульсный ток.

[Lisitsin]

8 ампер заряда - это, конечно, желаемый максимум. Чёткого ТЗ нет, требуется, чтобы устройство заряжало аккумуляторы максимально возможным током, т к смеется порядка 30 АЧ лиионов. Играть с индуктивностью здесь опасно, т к любое повышение частоты ШИМ с CSD18502Q5B это увеличение числа переключений и разогрев, а ёмкость затвора у них порядка 5000 пФ. Залил везде, где можно, сигнальную землю. Объединять её везде с силовой землёй не стал, придерживаюсь концепции демо-платы. С перекомпоновкой платы сейчас уже поздно, руководство уже хочет хоть каких-нибудь результатов, настаивают на запуске опытной партии. Кельвин-соединения - передвинул переходные отверстия прямо под резисторы, как Вы сказали. Цепи затворов сделал широкими на сколько это было возможно, получилось порялка 0,8 - 1 мм. Под индуктивностью, к сожалению, дырки уже не получатся - на слое BOTTOM топология не позволяет ...
В общем, отдаю проект в производство (вложение), потом все вместе посмеёмся, отпишусь о результатах

Цитата(Plain @ Sep 22 2015, 05:01) *
В который раз повторяю, это не советы, и не мои, а требования производителя, который, говоря безусловно проверенное лично им и безоговорочно возможное "Locate the INTVCC, BST1, and BST2 decoupling capacitors in close proximity to the IC", снимает с себя любую ответственность перед такими, как Вы, потому что требуемая им разводка является неотъемлемой и незаменимой частью работоспособности данного компонента.

Да, я и не сомневался что Вы советуете не от себя лично. Я действительно, ценю Ваши советы, и сейчас переразвёл-бы всё по Вашей компоновке, но, к сожалению, руководство считает, что плата разведена))) Они-то по-лучше нас с Вами понимают, когда проект уже готов к серийному производству))) В любом случае, посмотрим на результат. Может, запустится хотя-бы в слаботочном режиме, и уже можно будет говорить о чём-то ...

Прошу прощения, цитировать буду скромнее

ЗЫ - человек из Linear Technolojy, филиала в Финляндии, обещал почекать проект к концу недели. Я потом CTRL_C / CTRL_V что он скажет ... Пока ткнул носом в аппноты AN136 and AN139 производителя

Сообщение отредактировал Lisitsin - Sep 22 2015, 09:49

Причина редактирования: Избыточное цитирование

Прикрепленные файлы

 EGRP.sch ( 415.99 килобайт ) Кол-во скачиваний: 12
 EGRP.pcb ( 607.98 килобайт ) Кол-во скачиваний: 13

 

[Lisitsin]

Сегодня пришёл ответ. Содержание:
Hello Vasiliy,

I have reviewed your lay-out and compared it to LTC4020 demo-board lay-out. The Ground-plan is better than in previous design. But few remarks:

- the sense wires are just underneath of the inductor —>it’s not good design practice. All the sense inputs are high impedance inputs and collects easily the switching noise if they are close/underneath the inductor
- Kelvin sensing - please refer the app notes AN136 and AN139 and attached lay-out hints, how to make Kelvin sense. All sense connections as well as feedback connections should be done Kelvin-sense type
- try to keep the GND-layer underneath of Input and Output hot loops clean, no unnecessary vias - please refer attached lay-out hints Buck-Boost hot loops (input hot loop: input caps and VT1 / VT2 switches, output hot loop output caps and VT3 / VT4 switches) - more details found in AN139

One other valuable hint: Please purchase Linear Technology parts only through authorized channels (in Russia: Gamma IC Vyborg, Arrow, PTElectronics and DigiKey), there are available broken fake parts from several un-official channels. If parts are not purchased from LTC authorized distributors, we can’t guarantee the functionality neither can give technical support.

Hope this helps a bit.

Best regards and good weekend,

Jari

Сообщение отредактировал Lisitsin - Sep 25 2015, 09:50