Добрый день. Подскажите, может кто сталкивался. Понижающий преобразователь, вход 12-24, выход 5 В, нагрузка расчетная 500 мА, реальная меньше 250. Микросхема LM2674 греется как утюг при входном напряжении 24 В и сильно греется при входном напряжении 12 В. Все элементы выбраны из программы WEBENCH Designer, топология разводки - полигонами, почти как по DataSheet. первый раз с таким сталкиваюсь - обычно делаешь все по рекомендациям- и все работает, а тут вот что-то не нормальное.
По результатам моделирования в том же WEBENCH Designer максимальная температура 50 градусов при входом напряжении 24 В и нагрузке 0.5 А

Сколько реально градусов на ней?

Что говорит осциллограф?

Что меняется если заменить индуктивность на какую нибудь другую с похожими параметрами но например другой фирмы.

20 лет применяем LM2674 и ни одного замечания, поэтому, при наличии уверения, что разводка соответствует требуемой производителем, единственный вопрос — модель дросселя?

Дроссель SDR1307-151KL (150 мкГн) ф.Bourns

Причина похоже в "электромагнитной несовместимости", я проверил схему питания отдельно. Смонтировал на боевой плате схему питания, в качестве нагрузки повесил светодиоды (220 мА в сумме) и два реле (150 мА в сумме) итого 370 мА. И о ЧУДО: все работает нормально, микросхема чуть теплая, по замерам при 24В входных, эффективность более 80%.
Теперь есть подозрение что 8 МГц на которых работает микроконтроллер как то влияет на нормальную жизнедеятельность схемы питания.

Схему выкладывайте сюда. Тогда обсудим ваши проблемы...

Схема:


Перечень элементов (выбирал по WEBENCH):
C6: 4.7 мкФ, ±10%, X7R, 50V (1206) GRM31CR71H475KA12L
C8: 0.1 мкФ, ±10%, X7R, 50V (1206) GRM319R71H104KA01D
C10: 33 мкФ, ±20%, 25V (SIZE C) EEHZA1E330R
VD4: VS-10MQ100N ф. Vishay

Такие устройства одной схемой не решаются, разводка нужна.

Насколько понимаю, параллельно микроконтроллеру должны подключаться керамические конденсаторы, блокирующие эти 8 МГц помехи. Надо ставить резистор порядка 0,1 Ом последовательно с питанием микроконтроллера и смотреть осциллографом потребляемый ток.

Тут на форуме некоторые товарищи господа считают, что танталовые конденсаторы уже не нужны.

Я против танталовых ничего не имею, но там же написано "Alternately, the WEBENCH ® software may be used to generate complete designs." Собственно электролит этой чудо софтиной и предложен.



А вот и разводка:






Конденсаторы по каждой питающей ноге есть, с резистором попробую.

Речь идет о входном конденсаторе. Вы вообще даташит читали? Там слегка намекают про керамические конденсаторы на входе.

0.1 мкФ на 50 В - танталовый что ли?

Этот керамический. А параллельно ему должен стоять конденсатор намного бОльшей емкости с "плохим" ESR - алюминиевый или танталовый.

Про "плохой", кажется, здесь не упоминается:

По сравнению с ESR керамических конденсаторов он однозначно плохой.
http://www.linear.com/docs/en/application-note/an88f.pdf

ИМХО не совсем правильно сформированы пути входных и выходных токов. Анод диода VD4 установлен на земляной проводник на пути входного тока от Cin до вывода 6 м\с, тем самым пересекаются пути токов входного и выходного контуров. Проводник питающего напряжения до вывода 7 м\с проложен под диодом, тем самым уменьшено сечение этого проводника, необходимо уменьшить и выровнять расстояния от Cin до м\с по питанию и по земле, диод VD4 следует перенести ближе к выходному контуру токов, т.е. к Cout . Здесь можно на образце вертикально диод запаять и попробовать подсоединить анод диода толстым проводом в другую точку на земляном проводнике.
Следующее, соединение от Cout до вывода FB м\с лежит на пути выходного тока между индуктивностью и выходной емкостью Cout, желательно обратную связь завести отдельным можно тонким проводником от Cout, возможно когда подключается импульсная нагрузка в виде микропроцессора нарушается работа обратной связи.

Про две керамике на входе, из того же WEBENCH. Да и серьезные схемы питания ПЛИС на модулях от Linear делал, там то же одной керамикой все обкладывалос.

Мне не понятно почему в "статике" все нормально. Без МК схема питания работает нормально. Надо попробовать МК запустить на другой, не кратной 8 МГц частоте.



А я правильно понимаю что нагрев от неполного открытия ключа? При включенном МК, подключение доп нагрузки 100 мА на 5 В приводит почти к такому же росту потребляемого тока по цепи входного питания 24В. То есть импульсник начинает рабтать как линейник.

Посмотрите осциллографом (если он есть), сравните импульсы коммутации. Или просто замените одну керамику на тантал - тут уже были потерпевшие, которым это помогло.
Если же интересуетесь этим вопросом "теоретически", то вход стабилизированного импульсного преобразователя представляет собой устройство с отрицательным динамическим сопротивлением. А провода питания и керамический конденсатор это высокодобротный колебательный контур ... ну, Вы поняли.

Ясно. Она как минимум слегка не соответствует официальной, но и официальная явно не соответствует тексту того же самого паспорта "обозначенное жирными линиями на Рис.15 и Рис.19 должно быть как можно шире и короче".

Дело в том, что когда ключ включается, это означает, что он просто подключает выв.8, на котором сидит тянущий "вниз", т.е. к общему проводу, своими 500 мА дроссель, к выв.7, в результате чего кристалл, на период нарастания тока до этих же 500 мА в проводнике, соединяющем этот вывод со входным конденсатором, тупо лишается питания.

Кроме того, в том же тексте паспорта сказано, что "употребление неэкранированных дросселей требует куда посерьёзнее опыта, граничащего с шаманством".

Итого, что можно сделать на данный момент — припаять прямо на выв.6. и выв.7 керамический конденсатор 0,1 мкф.

Что же до советов увеличить входную ёмкость третьесортным конденсатором только лишь для борьбы с выбросом подачи питания, то в той же AN-88 сказано, что для этого достаточно и ограничителя, а такой компонент вообще-то и так практически обязателен.

Частота МК не критична, возможно есть другие потребители? Скорее всего разводка питания МК со всеми конденсаторами создало резонансную систему с LM2674.

Надо смотреть осциллографом что происходит на ключе и на выходе, я ставлю на возбуждение.

Осциллограф говорит страшные вещи.
На плате без контроллера, где все ОК, картина на выходе ключа как по теории: прямоугольные импульсы нужной скважности заполненные 260 КГц импульсами. Амплитуда импульсов = входному напряжению.
На плате с контроллером, где все плохо, на выходе ключа идут узкие импульсы длительностью чуть больше микросекунды и какого-то дикого размаха в отрицательную область.

У вас где-то банальный непропай или КЗ. Или неисправная деталька.
Проверить просто - перерезать дорожку от выхода до микроконтроллера и подключить на выход стабилизатора резистивную нагрузку.
Скорее всего диод умер или неприпаян.

Всем спасибо за участие и советы, ошибка нашлась - это Я. Как-то так вышло, что я запаял индуктивность с поворотом на 90 градусов, то есть выводами индуктивности сделал КЗ. То есть схема работала на паразитной индуктивности, грелась, но работала! Вот так работать без ОТК.

А мы тут теории развиваем о случайной обратной связи))