02-13-2024, 07:40 AM (This post was last modified: 02-13-2024, 09:59 AM by Dragan100.)
TOP
-Vin do ICja pin Vin neka dodje samo preko viasa iz drugog layera
-podebljati GND pin (Vout) sad kad smo prvu stavku eliminisali
-kod drugog Cout dodati još jedan vias
-C10 i C11 malo udaljiti od ICja (na dole u sliki), pridobije se platz za podebljati SW
Hladjenje ICja se vrši preko Source mosfeta syncro Buck ICja, a to su pinovi SW (source gornjeg mosfeta) i pin GND (source donjeg-syncro mosfeta)
BOT
-dodatan vias kod drugog Cout
-prekinuti GND koji napravi GND-loop (označeno)
Tu na shemi je C6 (na Fusion shemi je C11) spojen na GND_out a u prijasnjem postu se oznacilo da treba da bude na Vout-. Fusion ima precrtanu shemu ovu dolje i neda mi routirati C11 na Vout- posto je spojeni na GND_out kako je predstavljena shema. Sad me samo zanima kako je pravilno da ispravim shemu a onda mogu i PCB oko C11.
Odlicno, sada znaci imamo fino unregulated PSU sa malim ripplom spreman za ulaz naponskog regulatora.
Za LM317/337 gledam na mouseru sto se nudi a da je LDO i da je nabavljivo jer zelimo da nam razlika ulaznog i izlaznog napona bude cim manja da se dobije na manjem zagrijavanju bakrene fleke na PCB i time da hladnjak bude bakrena fleka na PCB da ne koristimo velike i pasivne hladnjake, tako ce sve da bude kopakno i da se hladi na svom PCB-u.
Posto se vise NEG regulator LT1033 ne proizvodi a POS regulator LT1085 ima u mouser preskocio bi navedene LDO jer nemozemo vise nabaviti NEG verziju a i nesvidja mi se veci LDO na 1,5A (iako mi cemo koristiti 300mA load pa je dropout manji), a i cijena mu je ko bolji LDO koju cu predstaviti sada.
Predlazem da za LM317 POS regulator uzmemo LT3081,a za LM337 NEG regulator uzmemo LT3091.
Lako su nabavljivi, imaju visok PSRR naspram LM317/337 i LDO im je manji, mada me cudi razlika 1,5V dropout za POS i 0,525V dropout za NEG. Odlikuje ih kuciste sa 7 pinova sto znaci i vece kuciste za bolje hladjenje, 15C/W ima kuciste i bolje je prema TO-220 koje ima 34C/W sto znaci da za 1W disipacije DDPAK-7 ima duplo manji porast temperature!
To fino staviti na PCB bakrenu fleku da se hladi sa TOP i BOTTOM strane preko VIA-e i bit ce hladni ko spricar :-)
Za 15V ako je ulazni napon 18,5V-15V daje 3,5V x 300mA load je 1,05W disipacije x 15C/W = 16C porast temperature od ambijenta (25C + 16C = 41C ce biti temperatura regulatora).
Ako ima prijedloga SMD regulatora za AS sa LDO mozete postaviti u temi da se nadje najbolji POS/NEG regulator pa da se onda pristupi simulaciji sa Error Opampom i treba jos razmisliti za naponsku referencu ako bi stavili 1N4148+LM6000 crvenu led diodu dali bi imali priblizno isti sum kao ZTX parovi ili bolje ici na SMD zamjene koje su se preporucile za kompozitnu naponsku referencu da se dobije sum u NanoVolt Subdomeni.
Eto molim prijedloge sto za naponsku referencu koje SMD i koje LDO regulatore za POS i NEG.
(02-14-2024, 01:38 PM)ronovar Wrote: Odlicno, sada znaci imamo fino unregulated PSU sa malim ripplom spreman za ulaz naponskog regulatora.
Boost +18,5VDC i Buck-Boost Inverting -18,5VDC su oba regulated SMPS PSU!
:-)
(02-14-2024, 01:38 PM)ronovar Wrote: Za LM317/337 gledam na mouseru sto se nudi a da je LDO i da je nabavljivo jer zelimo da nam razlika ulaznog i izlaznog napona bude cim manja da se dobije na manjem zagrijavanju bakrene fleke na PCB i time da hladnjak bude bakrena fleka na PCB da ne koristimo velike i pasivne hladnjake, tako ce sve da bude kopakno i da se hladi na svom PCB-u.
Posto se vise NEG regulator LT1033 ne proizvodi a POS regulator LT1085 ima u mouser preskocio bi navedene LDO jer nemozemo vise nabaviti NEG verziju a i nesvidja mi se veci LDO na 1,5A (iako mi cemo koristiti 300mA load pa je dropout manji), a i cijena mu je ko bolji LDO koju cu predstaviti sada.
Predlazem da za LM317 POS regulator uzmemo LT3081,a za LM337 NEG regulator uzmemo LT3091.
Lako su nabavljivi, imaju visok PSRR naspram LM317/337 i LDO im je manji, mada me cudi razlika 1,5V dropout za POS i 0,525V dropout za NEG. Odlikuje ih kuciste sa 7 pinova sto znaci i vece kuciste za bolje hladjenje, 15C/W ima kuciste i bolje je prema TO-220 koje ima 34C/W sto znaci da za 1W disipacije DDPAK-7 ima duplo manji porast temperature!
To fino staviti na PCB bakrenu fleku da se hladi sa TOP i BOTTOM strane preko VIA-e i bit ce hladni ko spricar :-)
Za 15V ako je ulazni napon 18,5V-15V daje 3,5V x 300mA load je 1,05W disipacije x 15C/W = 16C porast temperature od ambijenta (25C + 16C = 41C ce biti temperatura regulatora).
Ako ima prijedloga SMD regulatora za AS sa LDO mozete postaviti u temi da se nadje najbolji POS/NEG regulator pa da se onda pristupi simulaciji sa Error Opampom i treba jos razmisliti za naponsku referencu ako bi stavili 1N4148+LM6000 crvenu led diodu dali bi imali priblizno isti sum kao ZTX parovi ili bolje ici na SMD zamjene koje su se preporucile za kompozitnu naponsku referencu da se dobije sum u NanoVolt Subdomeni.
Eto molim prijedloge sto za naponsku referencu koje SMD i koje LDO regulatore za POS i NEG.
ActiveServo odradili smo ga sa LM317/337
sa drugim ICjevima nismo, nismo ni simulacija odradili, pa ni nekih razmišljanja oko njih.
LT3081/LT3091 dobri su to LDoji, ali nešto neugodni za odraditi sa njima AS, možda čak nije ni moguč takav pristup!!!
AS ima odličan PSRR jer ima error amp sa visokim OLG i širokog BW, nizak ulazni naponski šum, ... itd beneficija.
Možda iči sa LM2941/LM2991, ali ni njih nismo probali!
Theta->junction to case je ta koju mi trebamo, a ne Theta->junction to ambient, kao da če se hladiti IC "uspravno iznad PCBja, bez ladnjaka"! :-)
Zapravo treba izračunati koliko veliku bakarnu fleku zatrebamo na našoj dvostranoj PCB sa thermo viasima,
koja če raditi hladjenje pa provodjenje pa i kao shilding!
3,5VDC DropOut nije puno, pogotovo kad čemo imati max 300mA potrošnje!
Ostao bi sa LM317 i LM337 u D2PAK-3
Koji DropOUT zatreba, razvidno je u DS za svaki odabrani LDO, tamo piše kojim minimalnim može još uvijek korektno raditi.
Exxterne Reference AS ne upotrebljava, opamp odradi 1/2Uout koju onda 317/337 svojom internom referencom popravljaju na tačnu zadatu.
Tako da tu nema ZTXova ni LED reference.
02-14-2024, 08:51 PM (This post was last modified: 02-14-2024, 09:10 PM by ronovar.)
Da vidim da nema bas nabavljivost oko ldo regulatora, zanima me samo sa LM317/337 dali sa ovime boosterima sto smo odradili layout dali mogu da ako zatreba kasnije da se dobije veci ulazni napon posto ce nekvi preampi trebati +/-18VDC pa ako treba 3,5V veci ulazni napon boosteri trebaju da daju 21,5V ulazni napon u LM317/337.
Pitam iz razloga jer kad se zavrsi uSwitcher crtat cu preamp sa jfet ulazom i brzim diamond bufferom (ome supra) a ona radi na +/-18V i svaki preamp trosi 80mA znaci 160mA ukupno.
Ovo za napon +/-18V izlazni je samo planiranje ako ko zatreba veci napon dali moze da se dobije. Inace lm317/337 su odlicni i nabave se na svakom cosku trgovine.
EDIT: Nema veze spusti se napon na OME SUPRA sa 18 na 15V i problem rjesen.
Ja cu veceras nacrtat sch i footprint za LM317/337 u DPAK kucistu jedino bih zamolio kad se bude imalo vremena odradit simulacija za LM317 sa AS sa kompozitnim smd bjt da spustimo sum koliko jos ide iako je vec sada odlican.
Narednih dana cu krenut sa precrtavanjem nove simulacijske sheme u fusion.
Sad sam precrtao footprint za D2PAK i to je ogromno kuciste pa razmisljam dali nam treba tako veliko kuciste? Theta J tog kucista je 3C/W a za SOT223-4 je Theta J od 8 C/W sto na disipaciji od 1W je razlika od 5C sto nije nesto previse posto (3,5V x 300mA) = 1,05W x 8C/W = +8,4C iznad ambijentne temperature.
02-15-2024, 09:22 AM (This post was last modified: 02-15-2024, 09:25 AM by Dragan100.)
(02-15-2024, 12:05 AM)ronovar Wrote: Sad sam precrtao footprint za D2PAK i to je ogromno kuciste pa razmisljam dali nam treba tako veliko kuciste? Theta J tog kucista je 3C/W a za SOT223-4 je Theta J od 8 C/W sto na disipaciji od 1W je razlika od 5C sto nije nesto previse posto (3,5V x 300mA) = 1,05W x 8C/W = +8,4C iznad ambijentne temperature.
LM317/337 netrebaju baš 3,5Vmin DropOUT, pogotovo ne sa malim izlaznim opterečenjem,
po DS bi bilo to:
tako da 0,5V dodatka na te krive več je zadovoljivo, da se održi odlična Load i Line regulacija.
Znači mi zatrebamo bar 2,25...2,5V DropOUT @500mA (malo karikirano), a šta je iznad toga još bolje se osečaju ti ICji!
Theta J->board je kucištu SOT-223-4 7,2°C/W,
nešto malo se hladi i nešto preko gornje površine Theta J->top {37°C/W * J->top characterization faktor 1,3 u DS} = 48°C/W
tako da tvoja računica @ronovar je tačna kad bi imali beskonačno velik PCB bez lokalnih term pregrejavanja.
Sa 1W term disipacije SOT-223-4 (kuciste 7*4mm) na 2layer PCBju FR-4 35mikrona Cu, sa thermo viasima,
fleka dvostrana (na oba layera) veličine 20*20mm=400mm2, prirodno hladjenje,
imali bi Theta J->ambient TOT od cca 75°C/W
znači sa tim 1Wmax disipacije peleta bi imala oko 100°C u ambientu od 25°C
a TOP kuciste bi imalo oko 50°C
Jasno, pokušat čemo fleku na PCBju za predvidjeno hladjenje povečati maximalno!
a neka bi bili slični po šumu i
FZT851 i FT951 kao i
ZXTN2010 i ZXTP2012
Ovi imaju ultra nizak equivalentan ulazni naponski šum, ali visok equivalentan ulazni strujni šum,
tako da su optimalni sa niskom impedancijom izvora!
Recimo u primeni sa MC su vrhunski, dok za MM lošijeg karaktera i "več stari dobri 5534 šiša jih naveliko"!
Mi čemo jih upotrebiti za ulaz opampa, a tu imamo na ulazima zakačene niske impedance,
pa če odgovarati!
Odlicno, znaci idemo sa ZXTP2012ZTA i ZXTN2010ZTA. Precrtat cu veceras njihov footprint i odlicni su niskosumni i sto me raduje najvise sto su nabavljivi u mouseru.
Koji OPAMP cemo upotrijebiti da odmah i njega nacrtam i pripremim za sch i footprint, po zadnjoj shemi mislim da je to OPA1611AIDR.
I jos vrtim u glavi kao ideju kako izlazni prikljucak da se izvede da bude sve kompaktno bez puno petljanja zica gdje trebamo 7-pinski konektor (RS+ GND, V+ GND V- RS- GND), pa me zanima dali bi USB-C prikljucak kao na ulazu samo sa vise pinova bio pozeljan da se stavi takav USB-C konektor na koji bi bilo spojeni svi ti RS signali plus izlaz V+ GND V- pa bi samo sa USB-C kablom spojili uSwitcher na preamp kablom gdje bi se isto nalazio USB-C konektor i time bi imali manje zica za spajanje, i sve bi bilo u kablu spojeno, te imali bi i dobar shielding jer USB-C kablovi za 3A su debeli i time izolacija je odlicna.
Ko nema USB-C konektor na preampu nego ima ulaz za zice ima na aliju za kupiti USB-C adapter koji se usteka na USB-C konektor a sa druge strane ima izlaze za zice koje se spajaju na preamp.
Ili je bolje da se ide na 2pin 3pin 2pin YH JST 1.5mm konektor?
U prilogu pripremljene komponente za OPAMP i kompozitni spoj NPN i PNP...ostaje jos da nadjem SMD 3pinski i 2pinski konektor da zadovoljava 1A max struje jer ce nam tu teci max 300mA @ 15VDC.
Za sada se razmatra S3B-ZR-SM2-TF i S2B-ZR-SM2-TF za izlazne konektore samo treba vidjeti nabavku...
Opamp može da bude sa BJTji u kompozitu i neki drugi visokog OLG, a da mu ulazni naponski šum nije previsok,
recimo jeftiniji OPA209
Simulacijski dobivam minimalan izlazni naponski šum PSUja od 765pV/sqrt(Hz)
a izgubimo nešto PSRR, jer je sada ulazni BJT differencial van PSRR samog opampa.
Izgubi se negdje oko 15...22dB PSRR, u zavisnosti kako biasiramo BJTje differenciala,
a istodobno se kreče i izlazni naponski šum PSUja
- od tih 765pV/sqrt(Hz) sa jačim biasem, i PSRR od cca -128dB
- do nekih 880pV/sqrt(Hz) sa manjim biasem, ali tada sa PSRR od -134dB
Samo sa opampom OPA1611 imamo 1,36nV/sqrt(Hz) i PSRR od cca -150dB,
Ok, onda predlazem posto se ne dobija puno da ostanemo na jednostavnoj shemi sa single opampom OPA1611, kao u ovoj temi gdje je drugi opamp u simulaciji ali je shema jednostavna i sum izmedju 1 do 2nV sto je vrhunski rezultat.
Da,
mislim da jednostavnost AS ostavimo sa single opampom, jedino da se ga odabere ADA4898-1
i pridobije na izlaznom naponskom šumu, sa njim taman ispod te "magične granice" od <1nV/sqrt(Hz),
inače shema POS AS bila bi ova, sa zamenom opampa:
Pogledam još oko vrednosti na ulazima opampa (divider i AC null) da se pridobije na manjem šumu (taman još koju dlaku),
pa postavljam definitivne vrednosti, inače shema ostaje nepromenjljiva OVA gornja!
-R10 možemo smanjiti i tu pridobiti manji Johnsons term noise otpornika
-C3 nešto povečati, pridobije se na nižoj impedanciji na niskoj freq, i manji šum
-ADA4898-1 ima na 1KHz oko 0,85nV/sqrt(Hz) ulazni naponski šum
ako hočemo držati TOT izlazni naponski šum ispod <1nV/sqrt(Hz)
onda zatrebamo paralelni zbir impedancija na ulazima opampa da ne predje =>sqrt{1-0,85^2} = 0,53nV/sqrt(Hz)
a to je term šum zbir impedanca cca 16R...17R@1KHz@25°C
-{R8 735R//R9 735R//(imp{C3 22uF@1KHz}) = 7R@1KHz
-znači R10 + (imp{C4 220uF@1KHz}) => treba biti manja od 10R@1KHz
-znači zatrebamo R10 manji od 10R!
Za 220uF/25VDC odabran je EEE-FH1E221L ima 10 000 radnih sati na 105C i ripple koji moze podnjeti je 600mA, a mi cemo vuci maximalno 300mA pa se kond nebi trebao grijati jako kao onaj Nichicon FW sto sam stavio na AS TH verziju da je bio vruc kond.
Ostali kondovi nF vrijednosti ce ici footprint 0805 jer kroz njih ne tece nekva prevelik struja da bi morali ici na 1206.
Precrtan POS regulator (ostao mi jos samo nacrtat trimer i izlazni konektor) i onda mogu da krenem sa routingom.
Posto imamo 3komada 8mm 220uF/25V elektrolita postavio sam ih u polukrug (posto je to simbol Active Servo Filtracije), i oni su sa gornje strane da se lakse hlade.
Na donjoj strani imam ogromno prostora pa ce Active Servo (Error Opamp) i LM317/337 biti sa donje strane posto tako stedimo PCB da nebude predugacki i ono najbitnije sa donje strane se stavi silikonski plavi pad i time preko toga termo silikonskog pada (debljine nekoliko mm) hladimo OPAMP-e i LM-ove posto oni se najvise griju (pogledajte slike od AS TH verzije, LM je bio na oko 43C a OPAMP na cca 50C)...tako da imamo i hladjenje rjeseno sa donje strane a dodat ce se i bakrena fleka na PCB sa donje strane tako da sve bude po pravilima hladjenja iz DS.
Ovdje se moze zarotirati gornja i donja strana da se vidi ideja kako je osmiljeno hladnjenje i raspored gornjih elektrolita...sa gornje strane elektrolita gdje jos ima mjesta ce se kako ce se routirati dodati jos par dioda i 0805 kondenzatora....
Nepovezane pinove opampa da spojim na izlazni GND kod routinga ili mogu ostat ne povezani (u DS pisu da moze i jedno i drugo ali sto je najbolje?).
