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Electrónica => Electrónica Geral => Tópico iniciado por: metRo_ em 10 de Dezembro de 2014, 17:04
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Era para saber pela vossa experiência que tipo de circuitos, que necessitam de um conversor dc/dc, podem ser influenciados pela a frequência a que os conversores dc/dc funcionam.
A minha questão vem do facto da frequência nos conversores vir sempre a aumentar e tornar os circuitos cada vez mais pequenos e mais baratos.
Ainda agora já tinha o esquemático fechado estava a passar para a board quando vi que a bobine do integrado que tinha escolhido era enorme (5mmx5mm) para o meu caso. Tinha escolhido este IC (ON SEMI) pelo custo mas depois de analisar melhor o custo do IC (0.277€@1k) ficava em 1€ com o resto do BOM e acabei por ir para uma alternativa da TI em que embora o IC custe 0.5€@1k o BOM fica apenas por 0,7€.
O IC da ON funciona a 180kHz enquanto que o da TI funciona a 2MHz. Este ultimo é melhor em tudo, preço, espaço, eficiência, etc. Daí surgir a minha questão para haver mercado para o outro!
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O ruído de alta frequência é mais difícil de controlar, se o circuito tiver circuitos RF ou analógicos sensíveis pode ser uma razão.
A capacidade de corrente é semelhante? Suponho também que as perdas de comutação nos drivers de potência sejam piores em altas frequências. E há componentes que quando entras nos MHz os efeitos parasíticos começam a ganhar importância: ressonâncias nos condensadores, indutâncias de pistas e resistências, etc...
Isto são "suponhamos" ;D
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O IC da ON funciona a 180kHz enquanto que o da TI funciona a 2mHz.
2 mili-Hertz ???? :o :o :o
E há componentes que quando entras nos MHz os efeitos parasíticos começam a ganhar importância: ressonâncias nos condensadores, indutâncias de pistas e resistências, etc...
Sem dúvida... o layout é cada vez mais crítico e a susceptibilidade de emissões também. E provavelmente os condensadores tem que ser melhorzinhos (e logo mais caros) e o metRo_ não viu isso e escolheu o mais barato (a datasheet dá recomendações).
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Como é óbvio era MHz :p
O ruído de alta frequência é mais difícil de controlar, se o circuito tiver circuitos RF ou analógicos sensíveis pode ser uma razão.
A capacidade de corrente é semelhante? Suponho também que as perdas de comutação nos drivers de potência sejam piores em altas frequências. E há componentes que quando entras nos MHz os efeitos parasíticos começam a ganhar importância: ressonâncias nos condensadores, indutâncias de pistas e resistências, etc...
Isto são "suponhamos" ;D
A TI tem agora uma gama para aplicações low power/RF em que a frequência é ainda mais elevada: http://www.ti.com/product/TPS62740 (http://www.ti.com/product/TPS62740) 2.5MHz. Em relação às pistas e visto que por norma o Vp-p é muito baixo não sei até que ponto terá assim tanta influencia. Estamos a falar de um sinal com ruído de mV a 2MHz e não um sinal com 3V a 2Mhz.
As perdas são menores, é a única coisa que posso supor visto que a eficiência é maior!
O IC da ON funciona a 180kHz enquanto que o da TI funciona a 2mHz.
2 mili-Hertz ???? :o :o :o
E há componentes que quando entras nos MHz os efeitos parasíticos começam a ganhar importância: ressonâncias nos condensadores, indutâncias de pistas e resistências, etc...
Sem dúvida... o layout é cada vez mais crítico e a susceptibilidade de emissões também. E provavelmente os condensadores tem que ser melhorzinhos (e logo mais caros) e o metRo_ não viu isso e escolheu o mais barato (a datasheet dá recomendações).
Usei o BOM recomendado em ambos os casos ;)
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O IC da ON funciona a 180kHz enquanto que o da TI funciona a 2mHz.
2 mili-Hertz ???? :o :o :o
São Hertz pequeninos ::) :)
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Lembrei-me agora de um caso em que tive problemas: http://lusorobotica.com/index.php?topic=5414.msg60503#msg60503 (http://lusorobotica.com/index.php?topic=5414.msg60503#msg60503) :)
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Usei o BOM recomendado em ambos os casos ;)
Ahhhh, muito bem :)....
São Hertz pequeninos ::) :)
LOL
A eficiência é conseguida, entre outras coisas, certamente à base de haver uma comutação rápida dos FETs. Quanto mais rápida é uma comutação, maiores frequências existem no sinal e os componentes parasitas dos componentes e layout são mais exercitados, ao mesmo tempo que as pistas começam a parecer antenas e linhas de transmissão.
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É tirar ideias das eval-boards que quase que aposto que são de 4 layers :P
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É tirar ideias das eval-boards que quase que aposto que são de 4 layers :P
Nem por isso, 2 layers, por acaso ontem há procura de drivers para leds na Linear vi as primeiras referencias com 4 layers.
Usei o BOM recomendado em ambos os casos ;)
Ahhhh, muito bem :)....
Como bom eng quanto menos trabalho melhor LOL
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Como bom eng quanto menos trabalho melhor LOL
Preguiça ao máximo ;)
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Por acaso o webbench da TI é algo de fantástico, mas eu costumo ter sorte e os BOM deles metade nunca há componentes na Mouser e tenho de andar a procurar equivalentes, mas aquilo realmente poupa muito tempo e trabalho para coisas mais run off the mill.
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Por acaso o webbench da TI é algo de fantástico, mas eu costumo ter sorte e os BOM deles metade nunca há componentes na Mouser e tenho de andar a procurar equivalentes, mas aquilo realmente poupa muito tempo e trabalho para coisas mais run off the mill.
Por acaso tenho tido sorte mas quando não tenho tens uma opção para abrir uma lista de alternativas ;)
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Era para saber pela vossa experiência que tipo de circuitos, que necessitam de um conversor dc/dc, podem ser influenciados pela a frequência a que os conversores dc/dc funcionam.
A minha questão vem do facto da frequência nos conversores vir sempre a aumentar e tornar os circuitos cada vez mais pequenos e mais baratos.
Ainda agora já tinha o esquemático fechado estava a passar para a board quando vi que a bobine do integrado que tinha escolhido era enorme (5mmx5mm) para o meu caso. Tinha escolhido este IC (ON SEMI) pelo custo mas depois de analisar melhor o custo do IC (0.277€@1k) ficava em 1€ com o resto do BOM e acabei por ir para uma alternativa da TI em que embora o IC custe 0.5€@1k o BOM fica apenas por 0,7€.
O IC da ON funciona a 180kHz enquanto que o da TI funciona a 2MHz. Este ultimo é melhor em tudo, preço, espaço, eficiência, etc. Daí surgir a minha questão para haver mercado para o outro!
Depende da utilizacao que vahs fazer ?
- vais ter RF na PCB ?
- vais ter Analogicos de baixo ruido na PCB ?
- que nivel de consumos vai a SMPS ter ?
- vais ter que certificar o produto ?
Se nao houver preocupacoes a nivel de ruidos, temperaturas, etc.... uma SMPS eh sempre uma boa opcao pois eh mais densa, mais fria e mais eficiente.
Eh claro que houver situacoes a ter em conta, continuo a apoiar uma solucao SMPS de alta-frequencia.
Mas... :
- design da PCB tem q ser extremamente cuidado: 4-layers ajuda a limitar o ruido emitido via eter
- uso de filtros Common-Mode na entrada de energia, para limitar o ruido conduzido via cabos
- desacoplar/filtrar as pistas de alimentacao com filtros passa-banda tipo EMIFIL da Murata
- quaisquer pistas q conduzam picos de corrente, especialmente entre a entrada de energia e o chip SMPS devem ser filtrados e desacoplados
- todas as pistas de control e plano positivo devem estar em inner-layers, as outer-layers devem ser planos de massa (se houver diferenca entre planos de Power, Analogue e RF)
- se tiver que haver certificacao do produto, entao o ruido conduzido e emitido tem q estar abaixo dos limiares estabelecidos pelas normas. E ahs vezes pode ser extremamente complicado manter os ruidos tranquilos, especialmente em sistemas com altas frequencias. Um SMPS de 2MHz tem uma frequencia alta (eu faco transmissoes em 1.8MHz) e se nao estiver tudo muito bem desenhado e pensado, em vez de teres um sistema narrow-band, vais criar um "barbeiro" radiofonico que se vai medir nas centenas de MHz.
Como exemplo, o meu ultimo design que teve que ser certificado tinha SMPS a 1.4MHz, RF a 13.56MHz e Correntes na casa dos 3ADC.
Na primeira revisao cometi um pequeno erro de manter as pistas de Power DC numa outer-layer da PCB... assim que cheguei ah camara anequoica, tinha barbeiro nas harmonicas todas ateh ~500MHz !!!!!
Redesenhei a PCB e tomei conta de todas esses detalhes q escrevi em cima. Tive q estudar um pouco mais acerca do assunto, encontrei umas boas publicacoes dedicadas a colmatacao de ruido em PCB.
A segunda revisao passou imediatamente. Curiosamente o tecnico de testes teve que abrir a porta da camara para verificar q a aparelhagem estava a medir bem pois o ruido era tao baixo q resvalava o floor-level.
Por isso, cuidado a desenhar sistemas com SMPS de alta frequencia. Tem grandes vantagens mas exige bastante cuidado.
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Andas a fazer fontes para os ferros de soldar para a Metcal? :P
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Andas a fazer fontes para os ferros de soldar para a Metcal? :P
EHEH
Nem por isso, mas sim carga de baterias e outros controlos de potencia :)
O meu ultimo projecto, estive envolvido na electronica interna e fiz a solo a electronica da estacao de carga. Vejam este LINK (https://www.google.co.uk/search?q=dyson+360+eye&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=I_GKVOLTM-vD7gbK24GQAQ&ved=0CAoQ_AUoAw&biw=2133&bih=1238&dpr=0.9#facrc=_&imgdii=_&imgrc=b-IYtOqoTc_RMM%253A%3Bo8ykC9g0cX6vjM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.extremetech.com%252Fwp-content%252Fuploads%252F2014%252F09%252Fdyson-360-eye-charging.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.extremetech.com%252Fextreme%252F189240-dyson-360-eye-dysons-truly-intelligent-robotic-vacuum-cleaner-is-finally-here%3B1500%3B1125)
Provavelmente conhecem a marca. Foi um grande desafio.
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Podes partilhar alguma documentação pela qual tenhas estudado o assunto? Não é que neste momento tenha problemas de certificação, etc mas gostava de saber mais, principalmente de boas praticas para utilização de 4 layers.
Desacoplar/Filtrar por norma baseio-me a 100% nos circuitos recomendados.
- design da PCB tem q ser extremamente cuidado: 4-layers ajuda a limitar o ruido emitido via eter
Não percebi.
Na placa que estava a desenhar tenho um nRF18522 a 2.4Ghz e estou a usar o LM3670 para converter a tensão da bateria em 3V. Tenho apenas na saída um condensador cerâmico de 22uF. Na pista que vem da bateria tenho um condensador idêntico e depois tenho o seguinte (https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fi.imgur.com%2FXHGdWHs.png&hash=ebb1bc27fc4c9016d4489befddfffc398ebb394c) apenas por causa do modem GSM que assim o pede, quer para filtrar quer por causa dos picos de corrente.
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Podes partilhar alguma documentação pela qual tenhas estudado o assunto? Não é que neste momento tenha problemas de certificação, etc mas gostava de saber mais, principalmente de boas praticas para utilização de 4 layers.
Desacoplar/Filtrar por norma baseio-me a 100% nos circuitos recomendados.
- design da PCB tem q ser extremamente cuidado: 4-layers ajuda a limitar o ruido emitido via eter
Não percebi.
Na placa que estava a desenhar tenho um nRF18522 a 2.4Ghz e estou a usar o LM3670 para converter a tensão da bateria em 3V. Tenho apenas na saída um condensador cerâmico de 22uF. Na pista que vem da bateria tenho um condensador idêntico e depois tenho o seguinte (https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fi.imgur.com%2FXHGdWHs.png&hash=ebb1bc27fc4c9016d4489befddfffc398ebb394c) apenas por causa do modem GSM que assim o pede, quer para filtrar quer por causa dos picos de corrente.
Infelizmente nem todos os circuitos recomendados sao os mais indicados. A TI vai escapando mas vejo inconsistencias na informacao que eles colocam cah fora.
Se bem que o desacoplamento e filtragem pode ser integardo na altura do desenvolvimento, algum terah q ser durante a fase de testes em laboratorio e na camara. Isto porque a "black magic" das emissoes/conduzoes pode vir de outros lados q nao involva componentes mas sim pcb layout.
Nao sei quanto tempo pretendes ter o teu aparelho a trabalhar com a bateria, nem qual a frequencia de trabalho, mas esse SMPS chip consome bastante de quiesciente (15uA), apenas com 350mA de saida. Sim eh mais eficiente que um LDO, mas........... ha alturas em que mais vale ter dois reguladores de tensao no circuito: um LDO com quiesciente de <1uA a alimentar o Sleep e micro cargas, e depois um SMPS em paralelo q eh activado pelo micro quando eh necessario algum power para algumas cargas especiais.
Para estas cargas especiais deves ter um circuito de energia completamente separado, directo ah bateria, ligacao em estrela de ambos os polos.
A saida do regulador deve ter o minimo recomendado pelo fabricante e depois junto ah carga devem estar os tanques de energia que vao alimentar os picos de consumo.
Esse circuito que colocaste aih, tem pouca capacidade, no meu ponto de vista. Mas tb nao sei o q tens mais ah volta.
Com modems GSM inicialmente nunca coloco menos de 1000u+1u+100n+100p mesmo em cima do pino do modem, com o de menos valor mais perto. E tento ter uma pista bem larga para q os picos de corrente de ~2A sejam bem conduzidos.
Consoante a origem da alimentacao, tipo de bateria / fonte, posso aumentar/diminuir o condensador grande para que a minha tensao seja sempre a recomendada/necessaria, mesmo que tenha uma oscilacao Vpp mais alta mas dentro das normas. O importante aqui nao eh ter uma linha estavel no osciloscopio mais sim um Vpp que seja perfeitamente suportavel no modem, e restante circuito, que me permita poupar em condensadores e quiesciente.
Mas tambem nao esquecer q quanto mais condensadores pior pois, as fugas destes, vao somar nas correntes de quiesciente do circuito.
Eh um trade-off entre capacidade minima necessaria e a e. Isto eh sempre testado em laboratorio para garantir que funciona com tensao de bateria minima/maxima, temperatura minima/maxima, antena sintonizada/dessintonizada.
Os testes demoram a fazer mas quando for para a rua garantidamente vai funcionar dentro de todos os parametros testados.
Com o osciloscopio verifica se a tua tensao no modem estah dentro do recomendado pelo fabricante, aquando do pico maximo de corrente durante uma transmissao de GPRS q eh qd pede mais energia.
Se sim ou nao, entao podes/deves variar o tanque capacitivo.
A informacao q me pediste vai por PM.
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Eu vou usar uma bateria lipo de 1.5Ah por isso não devo ter grande problemas com os picos do modem GSM visto ela anunciar uma capacidade de descarga 2C. Mesmo assim tinha os condensadores ao contrário da ordem que indicaste :p
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fi.imgur.com%2F1fvbehw.png&hash=5f19e473a8d93470f0377443a17ce52d849d92b1)
Nao sei quanto tempo pretendes ter o teu aparelho a trabalhar com a bateria, nem qual a frequencia de trabalho, mas esse SMPS chip consome bastante de quiesciente (15uA), apenas com 350mA de saida. Sim eh mais eficiente que um LDO, mas........... ha alturas em que mais vale ter dois reguladores de tensao no circuito: um LDO com quiesciente de <1uA a alimentar o Sleep e micro cargas, e depois um SMPS em paralelo q eh activado pelo micro quando eh necessario algum power para algumas cargas especiais.
Eu encontrei outros SMPS com Iq muito mais baixo mas eram muito mais caro mas como tenho espaço para uma bateria com capacidade relativamente grande e pelas contas consigo ter o sistema a funcionar durante uns 4/5 meses este pareceu uma boa opção.
Nunca tinha pensado era nessa hipótese de um LDO para as cargas em sleep e um SMPS para as cargas mais altas :)
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Eu vou usar uma bateria lipo de 1.5Ah por isso não devo ter grande problemas com os picos do modem GSM visto ela anunciar uma capacidade de descarga 2C.
Até podias ter uma LiPo de 100Ah e continuar a ter problemas (na verdade até era capaz de agravar os problemas!). Quando a carga altera o consumo de corrente muito depressa tens uma queda ou um pico de tensão causada pela inductância entre a carga e a bateria. Uma das tarefas dos caps é a de fornecer esta corrente transiente localmente, evitando a variação da tensão de alimentação (entre outras coisas).