Dudas con el diseño PCB para una fuente switching

[leandroh]

Hola a todos,

Estoy diseñando una fuente regulable, con el integrado LM2596

La tensión de entrada la consigo de un cargador de batería de un PC portátil, que me entrega 19V y 65W. En la documentación me indica determinadas conexiones que deben ser lo más cortas posibles, para disminuir corrientes parásitas. Mi pregunta es la siguiente: ¿Valdría el PCB que he diseñado, o si no, que sugerencias me hacen para mejorarlo?

He hecho bastantes circuitos, pero nunca he trabajado con fuentes switching, y no sé los efectos que puede tener el trabajar con frecuencias altas (el integrado conmuta a 150KHz).

Otra duda que tengo, es cómo se comportará el integrado al usar potenciómetros para variar el voltaje de salida, pues todos los circuitos que he encontrado en la red lo usan para obtener voltajes fijos, no variables.

Un saludo y Gracias!

PD: R1 y R2 no van en el pcb, sino que irán montados sobre el frontal de la fuente, pues son los potenciómetros de ajuste del voltaje.

 

[macraig]

La pista entre los pines de IC1 esta muy justa. Y L1 esta demasiado lejos de IC1 (que es quien hace la conmutacion, supongo.).

Salu2

 

[unleased!]

Si vas a trabajar en alta frecuencia como es tu caso deberías hacer la PCB con las pistas lo mas cortas posible ya que la resistencia de la misma aumenta según lo hace la frecuencia. Te recomendaría también los puentes usar los mínimos ya que actuan como pequeñas antenas que irradian la frecuencia a otros aparatos.
saludos.

 

[leandroh]

Lo de la pista entre los pines de IC1 se me habia escapado, pero me parece una buena idea acercar la bobina, asi que voy a cambiarlo, gracias macraig!

Por otro lado, sólo uso un puente, ya que no he encontrado más remedio; ¿sabrias decirme que efectos tendría esa interferencia sobre la tensión de salida de la fuente?

También tengo dudas acerca de la tierra. Me gusta hacer que la tierra ocupe toda la placa, pues así necesito atacar menos cobre, pero es recomendable, o van a haber corrientes de retorno (ground loops, no sé cómo se dice es español ), tened en cuenta que el regulador es de 3A

Gracias!

 

[unleased!]

Por otro lado, sólo uso un puente, ya que no he encontrado más remedio; ¿sabrias decirme que efectos tendría esa interferencia sobre la tensión de salida de la fuente?

Y luego? La pista que entra por la izquierda al pin 1 del conector de X2 puedes pasarla por la derecha y así unir gnd y eliminar el puente. Un solo puente no te va a afectar pero varios, a la fuente en si, no, pero si el equipo al que lo conectas trabaja también a alta frecuencia puede afectarle esto.

También tengo dudas acerca de la tierra. Me gusta hacer que la tierra ocupe toda la placa, pues así necesito atacar menos cobre, pero es recomendable, o van a haber corrientes de retorno (ground loops, no sé cómo se dice es español ), tened en cuenta que el regulador es de 3A
Gracias!

No, todo lo contrario, cuanta mas superficie se pueda cubrir con gnd mucho mejor en alta frecuencia. Si ves que la potencia es critica puedes ensanchar un poco mas las pistas que llevan mas corriente y estañarlas un poco.
Coloca la bobina mas cerca como bién te dijo macraig y si ordenas un poco mejor los componentes puedes ahorrarte 1/3 de plaqueta si no necesitas que tenga unas medidas determinadas.
Saludos.

 

[macraig]

Un "Ground Loop" ocurre cuando una parte de tu circuito que estaba originalmente disenada para estar al mismo potencial de tierra, por alguna razon no esta a este potencial (un puente con indeseada alta resistencia, una soldadura mal puesta).

La cobertura de cobre en toda la placa sirve para minimizar los efectos de la emision electromagnetica (emi). Esta tierra "absorbe" por asi decirlo, parte de la energia electromagnetica que de otro modo seria radiada. Es recomendable, si. En el caso de tu circuito, no hace mayor diferencia. Incluso el puente, no tiene importancia.

A mi juicio te preocupas demasiado por las emisiones. Si te causan problemas, pues encierra tu circuito en una caja metalica. Es lo que usualmente se hace, pues disenar una placa con caracteristicas de baja emision necesita un estudio adecuado, lo cual toma mucho tiempo, muchas horas de simulacion y muchos prototipos.

Mas debe preocuparte el tamano, (una placa grande es mas cara) y las dimensiones de las pistas, ( para 3 amperios debes hacer las pistas lo suficientemente grandes).

Salu2.

 

[Nilfred]

Justo la pista mas importante es la mas larga y angosta, en ves de pistas hacé islas.
Cerca, pegado al IC1, va el condensador C1, L1 y D1, tambien pegado pero lejos de L1 van las resistencias de Feedback.
Las GND de IC1, C1 y D1 tienen que estar juntas del mismo lado.
Osea que dejando el IC1 donde está, D1 va a la izquierda, L1 arriba, C1 abajo, las resistencias de Feedback a la derecha, y ya no queda lugar.
¿El pin 5, OFF para que lo usas? Ese podes puentearlo, siempre me queda a trasmano cuando lo uso. Generalmente uso un jumper de 3 pines, GND, pin 5, circuto de OFF (que al final nunca se usa).
Adjunto un circuito mas o menos terminado, para que te des una idea, con el LM2575T-ADJ, donde se usa OFF y la salida tiene un filtro L2Cf. El IC1 y D1 estan del lado del cobre para disipar calor sobre este.

 

[leandroh]

Muchas gracias por vuestros comentarios, ya estoy haciendo las modificaciones del circuito.

Macraig, llevas razón con que me preocupaba demasiado, pero nunca he hecho ningún circuito que trabaje en conmutación, y no estaba seguro de si los efectos iban a ser grandes o no.

Nilfred, el pin de OFF lo uso para hacer un arranque lento. Tengo que ver si realmente es necesario el arranque lento, y si no, lo quitaré del circuito.

 

[Nilfred]

Bueno sacando todo lo innecesario queda mas o menos como adjunto.
Haciendo la lista de control de diseño tenemos:
OK Short leads, no se dejan patas largas en resistencias, diodo, etc.
OK No jumpers, no hay antenas transmisoras de ruido.
NO Single-point grounding
OK Ground Plane
OK Programming resistors near the regulator
NO Programming resistors away from inductor flux
OK Bypass capacitor located close to pin it bypass
NO OLP, muere el diodo a mas de 2.5A
NO SCP, el diodo debe soportar mas de 6A para activar la protección interna.

Espero les guste, hay espacio para colocar un 3er capacitor de salida y un 2do de entrada para mayor versatilidad.