PCB Design Routing

[Dragan100]

@ronovar

Usled toliko predloga layout-a, putanje Power loop-ova...itd, pa ponovih prepravka, 
"po svaku cijenu ti hočeš po svoje",
što cijenim i podržavam, dobra je to kreativost, pa i nauči se nešto...
ali istodobno treba vidjeti da su ti Power loop-ovi što krači, i što manje površine =>manje EMI!

OK
"ajmo po tvome" :-)

1. 
Za putanju Vin do Lboost umesto te zmije naokolo, upotrebi donji layer i viase
ala` predlog u post #601,



2.
U Ton vremenu SW i GND pin ICja su "kratko spojeni" putem internog mosfet Rds_on,
tako da nam treba biti Return putanja GND ICja što krača do Vin unazad,
a to je preko Cin konda (više njih) 
Vidi zelenu putanju:



Sad se vidi i ta zmijska krivudavost, a sa Vin preko viasa u drugi layer, pa ispod Lboost na gornji njegov kontakt, krače bi bilo i površina manja, manja i u 3D

3.
Te viase kod gornje zelene strijelice upotrebi za spajanje
GND_IC <->GND_IN
GND_IC<->GND_OUT

dao sam ti predlog u postu #614

[Dragan100]

Drugo pitanje je gdje se na NEG strani spaja GND_IN? Ja sam spajao GND_IN na izlaznu Diodu i onda na Cout_GND.

U postu #607 sam nacrtao te Power putanje za BuckBoost INVerting za NEG stranu.

Zajednička tačka jim je Lbuck_GND,
tu se spajaju GND_IN, GND_OUT, Cin_GND, Lbuck_GND, Cout_GND

[ronovar]

.....

[Dragan100]

Exportiran lay.6 file iz Fusiona-a je sve, osim da ga normalan čovek može upotrebiti...  :-)

Lakše mi je bilo po tvom rasporedu odraditi nanovo POS Boost ... na cca, ... jer baš nisam detaljno poklapao elementiče na tvoje u micro-metar, ali rešičeš ti to u Fusionu nabrzinu!

TOP layer izgledao bi ovako:



BOT layer ovako, gdje se vidi preklapanje GNDja baš kod/ispod GND_ICja



Power loopovi izgledaju sad OVAKO!



Tu je još lay.6 file, ima 3 Boards, zadnji je 08022024, gdje je i ta export iz Fusiona->Sprint




EDIT:
A ča si pobrisal?
:-)

[ronovar]

TOP & BOTTOM layer POS...

[Dragan100]

@ronovar odlično!!!

-stavi koji vias više za Vin do Lboost
-pin Vin i EN ne troše skoro ništa, ranga desetak mA, pa može tanja ta putanja na samom vrhu iznad ICja
-pridobije se taman nešto platza, da gurnemo još po koji vias za hladjenje ICja
-IC možeš za dlaku maknuti u desno, da se poklapa GND pin i ti viasi ispod
ja sam ti odradio u Paintu par popravka samo u TOP layeru.
-sa time se povučem od daljnjeg "dobro-tretiranja" (čitaj mal-tretiranja :-)  !!!) ovog Boost



Idemo na BuckBoost INVerting

[ronovar]

Gore lay6 je stari nije sa novim nacrtima, trazim skicu za NEG (za POS sam sve ispravio) pa da NEG pocnem crtati....

A sto se tice "navlacenja" za usi, samo naprijed, lako ja istrpim kritike u koristi gotovog na kraju svima nama korisnog uredjaja koji je vrh ponude i napretka tehnologije naspram toroida i 100Hz punjenja kondenzatora, sad imamo IC1 i IC2 cija je uloga brzo punjenje kondenzatora na 1,6MHz naspram sporijeg punjenja sa toroidima na 100Hz pa je i PCB Layout ogroman izazov.

Hvala Dragan100 sto imas strpljenja i zivaca da dajes tolike smjernice i objasnjenja...pravi je to akademski rad

Ja crtam prvi puta SMD poslije toliko godina crtanja TH pa se ucim puno i to odpocetka jer SMD design PCB-a na visokim frekvencija je nepoznanica.

C11 od 220pF je sada 0805 tu bi predlozio da stavim sljedeci po redu manji footprint posto se "sudara" sa otpornikom MELF pa ce biti teze polemiti, manji footprint bi rjesio taj problem u sekundi.

[savan]

Dragane mozda ce ti biti zanimljiv onaj digitalni push pull, danas sam ga malo probavao na brzinu https://forum.yu3ma.net/thread-2734-post...#pid130101

[ronovar]

Odlicno je to savane ispalo, svaka cast!

Dovrsavam NEG boost inverter pa evo linkova. Savane imas li mozda dobar pi filter koji nema peakova? Razmisljam da se stavi na izlaz boost konvertera u plus i minus grani da dodatno prigusi 1,6MHz smetnje koje generiraju boosteri. Jedino pitanje kako se pi filter odnosi kod razlicitih opterecenja struje potrosaca?

https://a360.co/3SV4BoI
https://a360.co/3StOg9q

Ispod ima ikona Layer Manager pa se moze ukljuciti i iskljuciti TOP i BOTTOM layer kako bi se lakse kontroliralo dali je sad sve ok routirano.

[savan]

Okacio sam simulaciju inline dc filtera na predhodnoj strani-dve ali izgleda niste videli post. Ronovar gde si nabavio fusion, imas li neki link za krekovanu verziju?

[ronovar]

Fusion nepostoji crack, jer se sve vrti nacloud serverima autodeska.

Odes na autodesk fusion stranicu, skines program i kod logina u fusion napravi si korisnicki racun i odaberi personal licence.

Personal licenca ti omogucava da koristis free program uz limite od 2 layera a za limit pcb nisam provjeravao mislim da je 10x10cm sto za smd projekte ti je vise nego dovoljno.

Fusion mi je super jer kad nacrtam pcb projekt mogu odmah da nacrtam u mcadu u fusionu i kuciste i generiram filove za 3d print kod kineza.

Takodjer ima i ngapice simulator i jos puno toga, samo uzmi si vremena i napravi svoje library jer nekvi nisu tocni,ja si izmem vremena i crtam za svaku komponentu sch, footprint i creiram avoj library. S vremenom se biblioteka napuni i imas puno komponenti koje su provjerene.

Inace fusion zahtjeva malo duze vrijeme ucenja da skuzis kako sto i gdje ali imas odlican forum gdje pitas i brzo ti odgovore admini , i jos k tome das i ideju kako unaprijediti program.

https://forums.autodesk.com/t5/fusion-el.../bd-p/6071

Ovdje ti je tutorial oako napraviti personal licencu:

https://www.autodesk.com/support/technic...l-Use.html

[savan]

Ne treba mi za pcb nego mi deluje laksi od SolidWorks koji koristim pa sam mislio da ga probam, ali komplikovano mi je to oko licenci tako da necu ni da probam. Nema veze, da ne zatrpavam temu sa tim.

[ronovar]

Za high pass filter mislim da bi bilo bolje koristiti active high pass filter.

https://www.electronicshub.org/active-high-pass-filter/

Posto pi filter ima peaka u odazivu i on je pasivni filter, koristenjem active high pass filtra bode plot ce biti savrsen bez peakova i imat ce BW u okviru upotrebljenog opampa. Time bi imali activni high pass filter i activni servo.

Nize frekvencije ne trebamo filtrirat jer gan fet usb punjac na 5V je izoliran od mreze i radi u Switchersom nacinu rada, pa je aktivni filter pozeljan jer kineski usb punjaca sa gan ko zna kakve harmonike proizvode na visim frekvencijama.

Za active servo preporucam kompozitni error opamp kakav se predstavio u Auto Adaptive Shunt PSU posto imamo opamp u soic8 kucistu pa da se iskoristi i drugi opamp u 8 pinskom kucistu i dobili bi jos 3dB nizi vec fantastican izlazni sum pa i zout.

Kako je Dragan100 napsao za kompozitni error opamp u AAS temi, ko hoce zadnji sprint na 100m

Sa tim idejama i vrh topologijama mislim da ce uswitcher biti tocka na i i da cemo biti mirni dugo vremena dok se gan topologije ne izmisli nesto novo

Ali u temi kompozitni opamp AAS ima u pV izlazni sum sto je dodatkom tog jednog opampa stvarno fascinantno i pitanje je gdje je granica posto je piko 10 na -12

EDIT: Evo teme sa single opampom i sa diferencijalnim parom sto znaci niskosumni ztx bjt u smd se trebaju naci i jos k tome nemamo za opamp null trimer sto je plus.

https://forum.yu3ma.net/thread-2234-post...#pid127702

[Dragan100]

Okacio sam simulaciju inline dc filtera na predhodnoj strani-dve ali izgleda niste videli post.

Video sam taj post. Tako bi ga i napravili (tim vrednostima) ako nebi imali SMPS ispred. 
2x470uF/35V(25V) te su velikih SMD gabarita te su "teški" za sam SMPS (StartUP pa i za sam USB punjač).

Za smanjenje Peakinga kod reza PI filtracije umetne se dodatan mali otpornik u sam PI filter.

Zadržao bi se sa ta tri konda 22uF na izlazu SMPSa (Boost POS i BuckBoostINV NEG), jer sasvim zadovoljavaju.
Na gornjem llinku imamo taj Peaking (+17dB) samog filtera na reznoj freq, ali ga sam AS kasnije skoro sasvim anulira, 
ostaje ta mala "grba", što se vidi iz tog PSRR grafa.

Dodačemo jedan mali R (0R1...0R56) u seriju sa tim PI kalemom 3,3uH i podesit čemo ga, da imamo taj Peaking što manji (->0dB), 
ali da ne unesemo nekog večeg pada napona na liniju samu, pošto nam zatreba LM317/337 tih barem 3,5V DropOut-a za pravilan rad.

Stavit čemo 0R47 1/4W i pogledajmo sad PSRR rezultat, postavio sam simulacijsko i odziv odmah nakon PI filtracije, ispred sam AS POS,
u grafu je i odziv AS sa i bez PI filtracije,
taj dodatni R13 sam utrimovao standardnih vrednosti otpornika za zadovoljavajuči FLAT PI filtering odziv,
taj odpornik inače možemo po želji staviti različitih vrednosti,
bez dodatnog R iznosi Peaking oko +17dB na reznoj freq,
dok sa 0R47 sasvim smo več na FLAT:


-

[Dragan100]

Za high pass filter mislim da bi bilo bolje koristiti active high pass filter.

https://www.electronicshub.org/active-high-pass-filter/

Posto pi filter ima peaka u odazivu i on je pasivni filter, koristenjem active high pass filtra bode plot ce biti savrsen bez peakova i imat ce BW u okviru upotrebljenog opampa. Time bi imali activni high pass filter i activni servo.

Nize frekvencije ne trebamo filtrirat jer gan fet usb punjac na 5V je izoliran od mreze i radi u Switchersom nacinu rada, pa je aktivni filter pozeljan jer kineski usb punjaca sa gan ko zna kakve harmonike proizvode na visim frekvencijama.

Kako si mislio Aktivni LOW Pass (takvog trebamo, i ne HIGH Pass, za imati na kraju skoro čistu DC komponentu, koju zatrebamo za napajanje do 300mA opterečenja) za svrhe napajanja?

Za active servo preporucam kompozitni error opamp kakav se predstavio u Auto Adaptive Shunt PSU posto imamo opamp u soic8 kucistu pa da se iskoristi i drugi opamp u 8 pinskom kucistu i dobili bi jos 3dB nizi vec fantastican izlazni sum pa i zout.

Kako je Dragan100 napsao za kompozitni error opamp u AAS temi, ko hoce zadnji sprint na 100m

Sa tim idejama i vrh topologijama mislim da ce uswitcher biti tocka na i i da cemo biti mirni dugo vremena dok se gan topologije ne izmisli nesto novo

Ali u temi kompozitni opamp AAS ima u pV izlazni sum sto je dodatkom tog jednog opampa stvarno fascinantno i pitanje je gdje je granica posto je piko 10 na -12

EDIT: Evo teme sa single opampom i sa diferencijalnim parom sto znaci niskosumni ztx bjt u smd se trebaju naci i jos k tome nemamo za opamp null trimer sto je plus.

https://forum.yu3ma.net/thread-2234-post...#pid127702

Da, ko hoče izlazni šum PSUja baš ispod "magične granice" od 1nV/sqrt(Hz), mogli bismo odraditi kompozit sa niskošumnimi BJTji ispred opampa.
SMD takvih baš ih nema na raspolazi, ZTX niskošumni su u TO92, dok SMD Toshibe 1312/3324 teško dobavljive.
ostaju STN790A / 2SCR542 u SMD, krajnim rezultatom AS sa cca 0,6...0,7 nV/sqrt(Hz)

Inače se stavljaju ti u TO92 na SMD PCB, ne smetaju, pa kondi 220uF/25V(35V) takodjer neče biti malecki...

GaN je inače izvršni elemenat kod več znanih topologija,
pa kad če odraditi SyncroBOOST i SynroBUCK sa Gan na još višim freq (ranga ->10MHz), tada čemo mi njih inkorporirati, kad budu imali prihvatljive cene!
:-)

[ronovar]

Pi-Filter je vrhunski odradjen sa dodatkom 0R47, jednostavan je, jeftin i radi svoj posao. Netreba nam nista kompliciranije.

Za sada je nacrtan schematic i pridruzen footprint i obiljezena topologija sklopa-po-sklopa na shemi, veceras cu routirati pi filter i onda mozemo na AS sa low noise SMD ZTX zamjene, da bude sve u SMD, a i 0,7nV naspram 0,5nV netreba nam vise.

Za GaN topologiju kad bude vise od 10MHz meni netreba vise od uSwitchera na 1,6MHz jer ima sve savrseno ono sto mi treba i sto je i bila zelja. Mozda u buducnosti se odradi sa Gan topologijama >10MHz za gust, ali iskreno bolje od uSwitchera mi netreba jer je savrsen u svakom pogledu performanse su mu zavidne.

[Dragan100]

@ronovar

Daj exportiraj BuckBoost INV kao što odradio u postu #626
U tom linku Fusion nikako da se mi razvidno poklapa TOP+ SilkScreen TOP, kao ni viasi i BOTOM.

Samo tako mogu proveriti te Power loop-ove dal valjaju, u smislu kontura po tvojoj shemi i smernicama iz posta #607:

[ronovar]

NEG inverter sam routirao ulazni GND na Lin, i tu sa Lin je zajednicki GND za Cout i RC. Jedino je FB otpornik povucen sa izlaza posto mu je i tu funkcija da dobije feed-back od izlaza Cout.

Ignorirati za sada L i R sa Pi filter posto gledam gdje da povucem veze na L, ako nece ici moci u TOP layeru sa drugog Cout onda cu staviti padove na drugi Cout i povuci na BOTTOM layer na Lin, vrtim jos sto je kraca veza i da je na rubovima L posto zelim da ako i ima sto EMI da zavojnica na rubovima zraci, a da centar PCB bude bez EMI. Dolje sam na BOTTOM layer povukao VGND i one ce se spajati kelvin sensingom na izlazni 3-pinski (V+ GND V-) konektor  S3B-ZR-SM2-TF i tu ce da se spajaju oba GND u jednu tocku.

Taj konektor mi jedino odgovara jer imam na izlazu 15mm sirine tako da stanu 2pin (RS+) 3pin (V+ GND V-) i 2pin (RS-), taman prema DS pise da zica moze max podjeti 1A i 50V sto je u ovom slucaju odlicno jer mi imamo max +/-15VDC @ 300mA po svakoj zici.  eZH.pdf (jst-mfg.com)  Inace sam mislio staviti USB-C kao na ulazu samo sa vise pinova da se unutar kucista preampa samo USB-C izlaz spoji na USB-C ulaz preampa pa neznam koje je bolje rjesenje, posto mi USB-C kabal kratki ima bolji shielding i deblji je nego ovaj tanki konektor sto mislim staviti na izlazu kako bi mogao da planiram PCB.

[Dragan100]

1. Vin je tu kod BuckBoost INV gladna struje iz ulaza, pa treba podebljati taj vod do Vin+En
En pin ne troši, ali več kad su pinovi zajedno spojeni, nek je do njih deblje Vin!
2.GND pin (naš -Vout) takodjer je gladan struje, pošto omogučuje rad u Toff (donji interni sinkro mosfet) struji kroz Lbuck da odradimo Boost INV!
znači i ovog podebljati
3. cijeli GND NEG PSUja se "mota" oko GNDja kod/na spoju Lbuck!
Tu podijelimo fleke za svaki sklop posebno
-za Cin i GND_IN (tu kod Cin)
-za Cout i GND_OUT
-za sam Lbuck
pazimo da ne napravimo koji nepotrebni GND-Loop!
-izlazna zaštitna Schottky D1 kad je sve OK ne radi ništa, a kao zaštita kad provodi, svejedno ji je gdje tačno na GND fleki ili Vout je uopšte!!!  :-)

(sad vidim, kad sam završio post) 
Može si promeniti mesta Rt i ta dioda D1
Svakako podebljati GND tamo gdje se može za GND_Shilding

Odradjeno u Sprint-u, board BuckBoost INV
Evo i nešto slika:

  

[ronovar]

Routirao sam NEG stranu, samo me muci dali nisam napravio GND loop, ako jesam ako moze u paintu skica da se popravi.

Zadrzao bi se na trenutnom rasporedu jer tako mi odgovara sve da bude kompaktno, i da se inductori drze na ivicama PCB-a da EMI zraci na ivicama PCB-a a da sredine desno je cista bez ikakvih EMI-ja jer tu Active Servo treba mir i tisinu da bi korekno radio.

Ulaz u AS treba da je cist, miran i slobodan od EMI-ja i zato posebna paznja treba na booster i inverter sklopove pa ako ima koja greska da se ispravi na postojeci raspored. Samo  mi nije jasno zasto je vucen poseban vod na izlaz Cout Rtop, dali i on mora kao Rbot koji je FB tipa pa mora poseban vod, jer meni je Rtop na zajednickoj izlaznoj masi tj GND-u, ako mora poseban vod i na Rtop napisati pa onda sredim i to.

Evo TOP i BOTTOM i 3D preview gdje je komplet sve routirano i javlja Fusion samo 2 errora a to je pad unutar IC2 koji se spaja na Vin i on je podebljan i sa 2 via ide na BOTTOM layer na input kako bi odrzao donju simetriju bakra na BOTTOM layeru sa gornjom stranom.