Switching Regülatörlerin laneti

[Mucit23]

Selamlar.

Trafo ile beslediğim bir devre 5V DC gerilim elde etmek için LM2575 kullandım. 5V hattı üzerinde birkaç tane opamp ve ACS712 akım sensörü var. Daha sonra bu 5V gerilimi 3.3V LDO dan geçirip STM32 MCU ve diğer donanımları besliyorum.

LM2575 devresi datasheettikiyle aynı.

Tam emin değilim ama öyle bir sıkıntı var. LM2575 çıkışını osiloskop ile inceledim. 5V çıkış gerilimi üzerinde LM2575'in oluşturduğu 630mv lara varan pik gerilimleri var. Bu gerilimleri bir türlü önleyemiyorum. Osiloskop görüntüleri aşağıdaki gibi.



İşin ilginci şöyle. Bu sinyalleri alırken Osiloskobun GND sini örneğin kartın X noktasındaki GND ye bağlıyorum. Bu X noktasına göre probun canlı ucunu herhangi bir +5Vnoktasına değdirdiğim de yukarıdaki sinyaller görünüyor. Ama örneğin LM2575'in çıkış kapasitesinden ölçüm almak istersem, Osiloskobun GND'sini Kondansatörün dibindeki GND noktasına, Canlı ucu ise Kondansatörün tam dibindeki + uca değdirdiğimde hiç bir ripil görünmüyor. Dolayısıyla Osiloskobun Cansız ucunun bağlandığı GND potansiyelinden ne kadar uzaklaşırsam gördüğüm ripil değeri artıyor. Bu ripil iki GND noktası arasındada var. Osiloskobun GND'sini kartın bir ucundaki GND noktasına, Canlı ucu ise kartın diğer ucundaki GND noktasına değdirdiğimde aynı şekilde ripil görüyorum.

Lineer regülatörlerde böyle bir sorun yok elbette. Ayarlı güç kaynağım ile sabit 5V gerilim karta uyguladığımda herhangi bir ripil görünmüyor.

Bu durumu nasıl yorumlarız? Ne tür önlemler alabiliriz?

[tekosis]

İlk olarak tantal kondansatorle bir deneme yapıp etkisini gözleyebilir misin? besleme katı pcb tasarımı nasıl, görebilir miyiz?

[Maxim]

bana bu sorun baskı devre tasarımı-yolların şekli ile alakalı olacağı gibi geliyor
yanlış bilmiyorsam 50khz ve üzeri civarında anahtarlanan bu tip regulatörlerin pcb yol şekilleri önemli olabilir
yani bende bilmiyorum net ama yapılan ölçüm noktaları arasında böyle kapasite falanmı oluşuyor acaba
buna en güzel cevabı yüksek frekans işleri yapanlar verebilir

[Cemre.]

http://www.firatdeveci.com/nasil-olculur-voltage-ripple/

[miyago]

Merhaba

LM2575'in önünde ve arkasında hangi değerde ve türde kapasitörler kullandınız?

LM2575'in önündeki elektrolitik kondansatörün değerini küçültüp tekrar denemenizi tavsiye ederim. Ripple'da bir düşme oluştu mu bilgilendirirseniz sevinirim.

[Zoroaster]

Scopun sadece şasesini devreye dokundurduğunda da scopta gürültü görebilirsin.

Eğer scopun batarya ile çalışma durumu varsa gürültü durumunu bir de batarya ile çalışan scop ile gözle.

Öte yandan scopun Gnd kablosunu devre gnd sine bağladığında bu kablo transformatörün sekonderi gibi davranmaya başlar ve etrafta mağnetik kaçakları olan bobinler bu seknder sargıcığında voltaj endükler. Bu nedenle bu kabloya da dikkat et. Bu kablonun konumunu açısını değiştirdiğinde bile bazı ölçümler değişir.

[Mucit23]

Bu sinyalin LM2575'den yayıldığı aşikar.  Fakat sebebini henüz anlayabilmiş değilim. Kartı sınırlı bir alanda tasarlamam gerektiği için Grund plane yapamadım. Dolayısıyla GND yi gezdirmem gerekiyor.
PCB Çizimim aşağıdaki gibi



LM2575'in çıkış kapasitesi ilk başta 470uF dı ama sonradan söküp 1000uF taktım değişen birşey olmadı. Fakat kapasite düşürmeyi denemedim.

Fırat Devecinin yazısına göre noktasal ölçüm yaptığımda sıkıntı görmüyorum bende. Mesela LM2575'in Çıkış kapasitesinin tam dibinden GND ile birlikte ölçüm alsam Herhangi bir ripil yok. Canlı uc ile cansız uc arasındaki mesafe artınca ripil görmeye başlıyorum.

@Zoroaster  Osiloskobu batarya ile çalıştırmanın bana ne faydası olacağını anlamadım. Devre Trafo ile besleniyor Dış dünya ile izlole sanırım. Fakat Osiloskop izole değil.

Bu sinyaller benim ölçüm hatamdanmı kaynaklanıyor yoksa gerçekten böyle bir gürültü varmı onu anlamaya çalışıyorum.

Bu ripillar benim ACS712 ve ADC ölçümlerimi nasıl etkiler?

[OptimusPrime]

hicbir yere birsey baglayip olcmene gerek yok oraya buraya kond eklemeyide deneme bile. rezalet bir baski devren var. neredeyse hic sasen yok. sasenin duzgun bir dagilimi da yok. guc hatti kalinligi ile geri donus (sase) kalinligi ayni bile degil (halbuki ayni akimi tasiyor ikiside)

LM2575 icin ornek bir layout cizimini asagidaki datasheet de gorebilirsin (sayfa 23)
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/LM2575-D.PDF

eger pcb nin sasesini highlight edip tekrar eklersen daha rahat gorebiliriz sase sorunlari.

hele o schottky 

[esensoy]

Hocam niye lineer regülatör kullanmadın ki? zaten 7.5V çıkış var, bi de köprü diyottan geçiyor,

[JOKERAS]

Scop probunu değdirdiğin anda Prop empedansı ölçtüğünüz noktayı etkiler.
Prop sonuçta kablo,bobin efekti yapar.


Özellikle Akım geçen Pcb devrelerini "Star Topoloji" şeklinde çizerseniz gürültü
her yere sirayet etmemiş olur.
Yani her Gndyi başlangıç noktasından alarak ayrı ayrı çizin.


Bu gürültü sizin devrenizin çalışmasını pek etkilemez fakat Emi testine tabi olursa sorun çıkabilir.


Şunu da belirteyim.Her devre illaki Şase ile doldurulacak diye bir şey yok.
Duruma göre çizmekte fayda vardır.Bazen Bolca koyulan Şase avantajdan çok dezavantaj oluşturabilir.


Millet uzaya çıkıyor sen hala Dip malzeme ile mi çalışıyorsun Mucit23.Bu olmadı işte.Kapat Dükkanı:)

[Mucit23]

Alan dar ve tek yüzlü PCB çizdiğim için Gorund plane yapamadım. Ama sanırım pcb de revizyona gideceğim. Switch Regülatör kullanmam büyük bir hata ama bu hali ilede LM2575 yerine 7805 gibi bir regülatör taksam iş görecek gibi.

@JOKERAS SMD malzeme ile çalışmak amatör çalışmalar için hala bana zor geliyor. Bunun için Trafonun yanına o kadar malzemeyi sıkıştırmam gerekti. Birde Tek yüzlü PCB tasarımı gerektiği için böyle bir sıkıntı oldu. Lineer Regülatör kullansam sorunlar düzelecek gibi. O zaman GND çok da problem olmaz. @OptimusPrime  Devre Tek yüzlü ve eleman sayısı çok fazla olduğu için GND dağılımı böyle oldu.

[askb]

LM2575-15V  sonrasında da lineer regulatör kullansak nasıl olurdu. Fikirleriniz.?

[HexfeT]

Swithcing regülatör sonrasına lineer regülatör koyulursa ripple azalıyor fakat yüksek frekanslı anahtarlama gürültüsü aynen çıkışa transfer oluyor.
Lineer regülatör giriş ve çıkışına ferrite bead eklenmesi yüksek frekanslı gürültüyü önemli ölçüde bastırıyormuş.

Ayrıca en önemli konu PCB çizimi. Gerekli uyarı ve öneriler her benzer dokümanda olduğu gibi LM2576 nın dokümanında da var. Dikkat edilmeli.

http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an101f.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=WxhjLIu-vPg

[askb]

Teşekkür ederim.

[OG]

rezalet bir baski devren var. 

Desem kırılırmı diyordum, baktım OptimusPrime demiş, bari alıntı yapayım dedim. Gerçekten smps için çok kötü bir tasarım.