PCB Design Routing

[ronovar]

Zna li neko ili ima link za 7-pin konektor maximalne duzine 15mm a da ima montazu na PCB tj da je TH...sto ima od izbora? Ja sam nasao samo S7B-ZR-3.4(LF)(SN) ali mi se ne uklapa u design projekta...

Ako ko zna par 7 pinskih konektora rastera 1.5mm moze u ovoj temi postaviti linkove jer ih bas ne nalazim ili krivo trazim.

Zasada planiranje rasporeda komponenti izgleda ovako i trimer TH savrseno odgovara da se popuni praznina na TOP strani a i lakse je podesavat izlazni napon na top strani trimera nego da je na bottom strani.

[ronovar]

Pronasao sam odgovarajuce konektore i to su JST B2B-ZR-3.4(LF)(SN) i JST B3B-ZR-3.4(LF)(SN), mogu prema DS da podnesu max 0,7A i 50V tako da smo mi sa nasih 15V@300mA na sigurnoj strani.

Dragane kad budes imao vremena ako mozes da ucrtas i Remote Sense otpornike gdje se spajaju pa da i njih dodam pa cu onda moci krenuti na routing od izlaza prema sredini PCB-a posto trebam staviti bakrenu fleku za hladnjenje LM-ova i povezivat Remote Sense pa ce biti kombinacija TOP i BOTTOM layera.

Na shemi su povucene linije out iz izlaznog rezervnog kondenzatora pa cu prema njima routirati tako svaki vod iz te tocke izlaznog elektrolita.

Jako sam zadovoljan kako ovo napreduje :-)

Evo i sheme i izgled konektora gdje imamo RS za POS i NEG te VOUT konektor...

[Dragan100]

RemoteSense RS ucrtan na POS PSUju, slično se odradi i za NEG PSU.
-predlog je sa tim dodatnim otpornicima,
-možemo bez tih otpornika ali sa 3-pin Jumperom, pa se bira gdje se vrši kontrola RS

ADA4898-1 ima i NC pinove (non connected) i pustit čemo jih floating,
GND plane i Shilding izbjegavat čemo u samoj okolini ICja (IC+cca 1mm naokolo), pogotovo oko IN i OUT pinova,
jer se inače (sa blizinom GND plane i/ili Shilding) dodaje parazitna kapacitivnost, koja nam tamo netreba,
jer nam smanjuje BW i PSRR!

Elementi koji su vezani na +IN i -IN neka su povezani na te ulaze što bliže pinovima, jer je tu tendenca više impedance, pa da se nema dužih "antena"!
Out i pinovi napajanja su več niska impedanca, pa tu nesmeta ako su nešto duži vodovi,
a Cvcc kond neka je što bliže pinovima napajanja ICja

Takodjer elementi oko ADJ pina LM317/337 neka su što bliže tom pinu, viša impedanca.
Recimo C16 strana na OUT ADA4898-1 može duža jer je tu niska impedanca samog izlaza ICja,
a strana prema ADJ pinu LM317 što krača.
Onda R13 ide sa OUT LM317 gdje je niska impedanca, pa može duže, a strana ADJ pina LM317 neka je kratka.
Tu je i R12 pa može duže strana prema GND, prema ADJ kratko,
P1 na kratko prema ADJ... slično i D4 na kratko prema ADJ

@ronovar baš lepo i pedantno napreduje,
samo da nebude sve nešto natrpano, pa teško za polemiti... može nešto/malo šire bez brige na performanse

[Bocko]

Ma, Baš mi se čini, da obadvojica lepo napredujete, a moožda pomalo napredujemo i mi, kibiceri

[Braca]

@ronovar baš lepo i pedantno napreduje,
samo da nebude sve nešto natrpano, pa teško za polemiti... može nešto/malo šire bez brige na performanse

Ne znam ko će praviti prototip , ali ovo gore podržavam.

[ronovar]

Za sada routirani izlazni dio, RSpos i LM317, ostaje samo posloziti oko OPAMP-a R i C da se ne dodiruju i routirati pa ce narednih dana biti postavljen layout za korekciju.

Evo izgleda sa donje strane PCB-a gdje se nalazi Active Servo zajedno sa Regulatorom...jeste malo nagrcato ali drugacije nemoze posto ADJ i OPAMP 2 i 3 pinovi trebaju svi otpornici biti tocno na nozicama OPAMP-a. Jedino me muci Cvcc kond, jer nemogu nikako da dobijem istu duljinu vodova za 7 (vcc pin) i gnd pin (4) pa ce duzi vod biti na gnd pin 4 opampa a kond ce biti blize pinu 7 opampa (vcc).

Evo kako za sada izgleda, te cu na kraju posto na izlaznim klemama izmedju elektrolita imamo dosta slobodnog prostora dodati R i LED (crvena i zelena) da se popuni gornji dio PCB-a. A u sredini pcb-a gdje je prazno ce ici natpis uSwitcher, i autori projekta, revizija i datum....ali to ce ici na kraju :-)

U svakom slucaju ima jos puunoo da se radi na ovom PCB-u.

[ronovar]

U prilogu routiran komplet POS regulator sa ACTIVE SERVO, to je grubi routing pa sad je na redu popravljanje.

Jedino je R21 udaljeniji od pina 3 OPAMP-a, i C18 GND je spojeni za pin 4 OPAMP-a a trebao bi da ide posebnim GND vodom na Cout, tu treba pogledati dali moze tako...ostalo je sve povezano prema shemi, i LM regulator ce na BOTTOM strani imati na kraju dodane VIA tako da se moze hladiti i preko bakra, zato je LM na sredini PCB-a da je cim blize Cout i OUT klema, te da ima izmedju LM i Cout puno bakra da se moze hladiti preko bakrene fleke.

Na GND klemama imamo KELVIN SENSING, tako da se zajednicki GND spaja na izlaznim klemama.

Poslije korekcije (ako se ima sto ispraviti na layoutu) ce ici popunjavanje bakra na TOP i BOTTOM strani tako da imamo cim vise bakrene povrsine. Evo izgled layouta....

[Dragan100]

@ronovar

Sve diode mogu biti SBR3U40 (ili za 60V)

[ronovar]

Komplet routirani LM317+Active Servo PSU, pa ako moze pogledati, prilazem TOP i BOTTOM layer te PDF u kome su OBA layera pa se lakse kontrolira.
Linije koje idu u GND tocku (one tanke na TOP layeru su sirine 0,254mm pa samo da pitam dali ih treba podebljati i ako da na koliko mm?)

Diode bi ostavio te koje su na shemi i footprintu jer sam sve uklopio u layout, a ko zeli manje kuciste za diode lako se zalemi na PCB posto je footprint za vece diode.

IC4 GND sam malo skratio ali u 3D preview se nozica lako lemi, tako imamo IC4 GND posebni vod na GND Cout, i posebni vod na GND od C18, tako da svaki GND ide na Cout kako je i na shemi i time izbjegnemo bilo kakve smetnje na GND vodu prema COut.

Jedino je R15 malo dugacki vod koji ide na OPAMP, ali posto se radi o SMD plocici mislim da nece biti problema.

Ukoliko sve stima sa routingom presao bih na precrtavanje LM337 sheme i copy-paste rasporeda sa pozitivne strane regulatora. DRC se u Fusion 360 ne buni, osim nekoliko padova koji su TH pa idu u blizini pada komponente ali to mislim da se moze zanemariti i da je to ok.

Jedino bih predlozio ako je pravilno da na OUT sa LM317 na BOTTOM strani dodam nekoliko via da se hladi, a na top strani gdje nema vodova da se te via povezu sa tim via na bottom layer da imamo bakra koji ce da hladi LM317...posto TOP layer ima dosta mjesta gdje moze da se stavi bakar.

Eto niko nista ne komentira, jel valja ovo sto ili ne? :-)

[Dragan100]

Sve niske impedance mogu biti veče fleke bakra i/ili duže putanje, bez bojazni za interference.
Tako da DA, stavi što je moguće fleku za OUT LM317 za hladjenje, viasima dodatno izmedju layera!

DRC se ti buni tamo gdje imaš ispod minimalne margine (koliko imaš podešeno) rastojanja izmedju padova, putanji, viasa....
To moraš vidjeti, koliko može proizvadjač minimalno da odradi,
inače tu smo na niskim naponima, pa može blizu!

R15 je u napajanju opampa, može duži vod ali da je C17 (opamp decoupling napajanja) što bliže ICju.
Tu je niska impedanca, pa možemo dužom putanjom!

GND opampa i GND C18 (pa i C17, OK on je "pravo" -> što bliže na pinove opampa) mogu zajedno sa jednim vodom do GND OUT!

Otvorio sam PDF, maximalno povečao zoom, ali koliko da se trudim, teško mi je prekontrolirati gdje je koja komponenta,
jer se oznake i routing sovraponiraju, nešto vidim TOP a istodobno i reverse BOT ...
Ako je po semi i DRC ne javlja grešku sve OK.
Kažem, detaljno nemogu proveriti, inače izgleda mi OK->top!!!

Diode u AS su ostale te Schottky iz simulacije MBRS1100, tek jučer zapazijo,
kad sam video kako su "glomazne" SMD DO-214AA (5,6x2,2mm),
inače zbog uniformnosti BOM (što više podjednakih elemenata) predlažem te gaberitno "manje" SBR3U60 (ili za 40V) SMD PowerD123 (4x1,5mm)
Ove diode u AS su u smislu protekcije, 1A još jim je previše na tim-svim pozicijama, ali da imaju SurgePeak@10msec od barem nekih 10A+
i kapacitivnost ispod 100pF pogotovo na poziciji D5 u NFBju, jer tu uzi nam upotrebljiv BW PSRR i OUT_noise,
tako da su nam obe diode OK.

??(one tanke na TOP layeru su sirine 0,254mm pa samo da pitam dali ih treba podebljati i ako da na koliko mm?)??
Osim glavnih OUT i GND vodova, ostali imaju tek po koji mA (max nekih 10mA) pa mogu ti tanki vodovi ostati!

[Dragan100]

Odradio sam simulacije POS i NEG  sa PI filtracijom, ADA4898 opampom.
Grafovi StartUP, koji su vrlo zvezni i podosta brzi (na 90% OUT u 0,5sekunde)
PSRR sa i bez PI filtrcije, tu sam stavio i razliku ulaznog konda ispred LM317/337 22uF i 2x22uF,
jer sam zapazio u shemi @ronovar, da se ima 2x22uF (C6+C25)!
Izlazni naponski šum je simulacijski sa ADA4898 i odabranom ulaznom impedanciom opampa vrlo nizak 960pV/sqrt(Hz)@1KHz
koji bi bili prikazani sa @Braca merenjem sa Gronerovim ULNA (400...450pV/sqrt(Hz) kao:
SQRT{(0,96)^2 + (0,42)^2} => 1,05nV/sqrt(Hz)@1KHz i održali bi tu sličnu sliku krive
1/f je sa AD4898 oko 50Hz

[ronovar]

Zahvaljujem @Dragan100 na vrlo detaljnim uputstvima i dodatnoj simulaciji.

Onaj dodatni kond od 22uF na IN LM317 pa i sada na LM337 je dodani iz razloga sto je dugacak vod od Cbulka IN koji ide na pin IN naponskog regulatora pa je taj dodatni 22uF kond 0805 dodan na TOP layer strani direktno na pinu IN LM stabilizatora zbog dugackog Vin bakrenog voda, znaci lokalni decopling kondenzator.

Posto je tako tesko prekontolirati layere na kraju kad nacrtam i LM337 cu sve prebaciti u Sprint-Layout, sve finishirati kako treba i poslati lay6 file pa ce biti na kraju laksa kontrola.

Evo PDF precrtani komplet uSwitcher pa ako moze kratki pregled da nisam nesto sto predvidio u precrtavanju sheme, a navecer cu krenuti sa grubim routingom LM337+Active Servo PSU.

[ronovar]

Evo kako sada izgleda TOP i BOTTOM strana uSwitchera, preostao je jos routing LM337+Active Servo, dodat R+LED u svakoj grani, dodat logotip, natpis, autore, reviziju i datum, dodat DOS font te na kraju sve prebacit u Sprint-Layout za zadnji checking.

Inace Fusion 360 Electronics je stvarno mocna sprava od alata za PCB Design, a 3D je ko kopirano iz ELEKTOR magazina projekt :-)

[Dragan100]

Evo PDF precrtani komplet uSwitcher pa ako moze kratki pregled da nisam nesto sto predvidio u precrtavanju sheme, a navecer cu krenuti sa grubim routingom LM337+Active Servo PSU.

Shema je OK,
Kod NEG RemoteSense konektora: RS- označi kod pin2, i dodaj RSgnd- na pin1

[ronovar]

Routing je pri kraju pa me zanima dali mogu D10 i D12 zajednickim vodom na Cout i C28 i C29 zajednickim vodom na GND Cout?

Takoder pin 2 sam doveo neregulirani vod koji je ulaz za LM337 pa posto je pin 2 maleni, a interno je povezani sa TAB-om tj pin 4 koji je veci dali je OK da samo ulazni napon ide vodom na pin 2 (tanji pin) a onda interno u LM337 se prenese na TAB tj pin 4?

[ronovar]

U prilogu izgled kompletnog routinga LM317/337+Active Servo PSU, ostalo je jos odraditi:

• dodati VIA na LM out bottom i top layer radi lakseg hladenja
  
• dodati logotip, opis, autore sch i pcb, datum i revizija pcb-a
  
• prebaciti u sprint-layout
  
• dodati DOS font
  
• dodati mfg jlc parts za masinsko popunjavanje i lemljenje
  

3D preview: https://a360.co/3StOg9q

[Dragan100]

Routing je pri kraju pa me zanima dali mogu D10 i D12 zajednickim vodom na Cout i C28 i C29 zajednickim vodom na GND Cout?

Takoder pin 2 sam doveo neregulirani vod koji je ulaz za LM337 pa posto je pin 2 maleni, a interno je povezani sa TAB-om tj pin 4 koji je veci dali je OK da samo ulazni napon ide vodom na pin 2 (tanji pin) a onda interno u LM337 se prenese na TAB tj pin 4?

Možeš upotrebiti taj Vin pin2 LM337 za dovuč ulazni napon, dovoljan je sasvim, pa nečemo ni imati nekog silnog opterečenja.
A TAB upotrebi za veču fleku sa viasima izmedju layera za hladjenje.

Diode u AS D10, D12,... pa i sve druge u POS i NEG, su za protekciju i u normalnom radu ne rade ništa!
Tu su za svaki slučaj, predstavljaju neku malu kapacitivnost.
Tako da njih netreba nešto posebno routirati, zbog nekih loopova, jer jih ne rade, imaju tek nešto leakage struj-ice!
Jedino D7 i D8 neka su na samom izlazu za primer pogrešne reverzne konekcije nekog sklopa koji več ima neki svoj "nabildan"/prisutan napon!

[ronovar]

Ovaj tjedan dovrsavam font i OME logotip za uSwitcher PSU, a kad zavrsim mogao bi i dodati na novi PCB AAS, samo tamo bi trebalo odraditi kao ideju ako se moze da kada je na izlazu KS da se prekine dovod ulaznog napona i time nemamo maximalnu disipaciju pa onda netrebamo ni veliki hladnjak, a kad je KS aktiviran upali se crvena LED dioda koja signalizira da je doslo do KS i da je dovod ulaznog napona prekinut..po glavi mi se mota rjesenje sa naponskim komparatorom koji usporedjuje razliku izlaznog napona sa ulaznim i ako je isti ili u granicama par posto da odsjece ulazni napon. time bi imali disipaciju kao kod serijskog regulatora a posto imamo buck i inverting vec na pola PCB-a i gornje elektrolite sa AAS designa onda bi na bottom strani dodao AAS i hladio bi se preko kucista.

Time bi imali automatsko povecavanje potrosnje struje prema potrosacu i u slucaju kratkog spoja na izlazu ili velike disipacije koja je ulazni napon x izlazna struja moglo bi biti sve na malom pcbu kao i uSwitcher i izbjegli bi ogroman fisherov SK104 hladnjak.

[savan]

Mislim da si trebao prvo da napravis jedan mini evm sa tim malenim buck boost regulatorom pa da si tek posle kada se ispostavi da to funkcionise kako treba tek onda presao na reviziju plocice dodavanjem postregulatora, bice ti tesko da to isprobas i dovedes u red na tako malom pcb u slucaju da pravi buku, Dragan se seca koja muka je bila sa bukom sa onim MAX 1MHz fly buck regulatorom na gan ddpd plocici, jednostavno nje moglo da se ista uradi, prelemljavano je nekoliko puta i modifikovano, probavano i ovako i onako, dodavani load otpornici preko kondenzatora, i to je islo donekle dok se pcb nije poceo skoro pa raspadati i tu je onda kraj da se bilo sta dalje proba. Ili mozda da se predregulator postavi na vertikalni pcb koji se umetne na glavnu plocu na kojoj je postregulator koji je vec isproban i funkcionalan, to je najbolja opcija da se ne mora ponovo sve lemiti i funkcionalno i ne funkcionalno.

[ronovar]

Bit ce to sve u redu, posebna paznja se uzveliku pomoc Dragan100 vodila oko maximalnog smanjenja EMI-ja, nemam trafo na PCB-u koji je bio u prvoj verziji uSwitchera a koji je sluzio za dobijanje negativnog boostanog napona, tako da imamo i izolirane zavojnice, i novije IC te EMI forsiramo da je ispod PCB-a.

Naravno EMI je problem kod svih SMPS, ali za probu ce biti naruceno 5komada PCB i sklopit ce se jedan PCB i probat dio po dio, da se vidi kako koji sklop radi, pa se jos poboljsa PCB ako bude potrebe, zato ce na PCB biti rev.-1, a ako ce biti revizija bit ce onda oznaka rev.-2 itd dok se ne stigne do zadovoljavajucih vrhunskih rezultata.

Dugo sam vremena oklijevao da predjem na SMD design i bio sam uvijek za TH ali mi se za SMD bolje svidja kako je sve kompaktno, ali je i SMD design PCB-a i puuunoo zahtjevniji od TH designa PCB-a.

Hvala savane na detaljnim informacijama, ali dok ne proba se prva plocica necemo znati dokle smo stigli :-)