Lineární stabilizátor 5V nahradit spínaným zdrojem

kaklik commented 4 years ago

Vzhledem k vysoké spotřebě aktivní antény (880 mA@5V) je potřeba nahradit lineární vstupní regulátor spínaným zdrojem.

Vstupní regulátor by měl akceptovat 12-14V vstupní napájení (palubní 12V rozvod auta) a vytvářet 5V napájení, které je vhodné pro napájení LNA a mixerů. Důležité je, aby spínaný zdroj pracoval na konstantní frekvenci a nezarušil tak příliš velkou část spektra.

ChroustJan commented 4 years ago

@kaklik asi ještě nikde nemáme takový měnič?

Vhodnost pro LNA mají dále řešit asi filtry? Nebo se tím myslí ta konstantní frekvence?

Jaké pásmo frekvencí má přijímaný signál?

ChroustJan commented 4 years ago

Jaký potřebujeme výstupná proud?

ChroustJan commented 4 years ago

Co tento typ TPS563249

kaklik commented 4 years ago

@kaklik asi ještě nikde nemáme takový měnič?

Já nevím o tom, že bychom vhodný měnič pro tuto aplikaci měli již někde použitý. Ale je pravda, že o aktuálních měničích nemám moc přehled. Co jsem se ale díval, tak většina z nich (například BATPOWER), vypadnou právě na ten požadavek konstantní pracovní frekvence.

Vhodnost pro LNA mají dále řešit asi filtry? Nebo se tím myslí ta konstantní frekvence?

Oboje, protože ta konstantní frekvence má právě umožnit to řešení filtry, protože když cestuje frekvence, tak se blbě navrhuje filtr, který by zaručil konstantní parametry.

Jaké pásmo frekvencí má přijímaný signál?

V tomhle případě je zajímavá ta část, která je výstupem z mixeru to je 0-10 MHz. Ve VF vstupní části nějaký dramatický problém s rušením neočekávám, neboť tam se zpracovávají stovky MHz, tam je nutné pouze ohlídat, aby rušení z měniče nezahltilo vstupní obvody, protože pak by se signál mohl dostat i na výstup. Problém je ta NF část, kdy pravděpodobně bude docházet k přímé indukci signálu z měniče do výstupu ze směšovače. Pokud ale frekvence měniče bude fixní, tak to poškodí spektrum jen čárově, s čímž se dá žít.

Jaký potřebujeme výstupná proud?

Jak již píšu v prvním větě úvodního komentáře k issue, tak anténa aktuálně žere 880mA na 5V. Jakékoliv snížení této spotřeby je samozřejmě vítáno.

Co tento typ TPS563249

Tenhle měnič nevypadá zle. Vlastně to s tímhle typem teď i provozuju (pokud je to ten měnič v modulu se sekvenčním spouštěním napajení). To spektrum, který z toho měniče vidím je několik vertikálních čar, což je řekl bych akceptovatelné. Větší bordel ve spektru dělá ten měnič BATPOWER, se kterým se to vůbec nedá používat a je v tom spektru vidět i přes to že to napájím skrz tenhle měnič (BATPOWER je použit pro napájení parallelly). Příčinu proč tam je BATPOWER stejně vidět přesně neznám, ale očekavám že je to tím, že se teď 5V napájení vede skrz celý ten dlouhý kabel až do antény.

ChroustJan commented 4 years ago

Dán měnič TPS563249

kaklik commented 4 years ago

Dán měnič TPS563249

Tady ale teď vidím ve schéma měnič i na 3.3V tohle issue se původně týkalo jen náhrady lineárního stabilizátoru na +5V.

Já si nejsem jistý, zda je tohle dobrý nápad. Protože teď tam ten lineární stabilizátor na 3.3V pořád mám.

ChroustJan commented 4 years ago

Někde jsme si o tom psali. Řešil jsem kolik to odebírá, zda taky nestojí zato tam mít měnič..

kaklik commented 4 years ago

Tak existuje možnost, že měnič může být i tam, ale vyzkoušený to nemám vůbec. Co budeme dělat, když to bude problém?

ChroustJan commented 4 years ago

Můžeš to vyzkoušet případně teď, jak se to chová.

kaklik commented 4 years ago

Já ale moc nevím jak, znamenalo by to přivést to napájení zvenku zřejmě zase z toho samého modulu, jako beru těch 5V. Zároveň ale nemůžu mít při takovém testu otevřenou tu krabičku od antény, protože při tom je tam bordel.

Leda že bych tam navrtal další průchodku a 3V připojil tenkým koaxem (třeba RG174).

kaklik commented 4 years ago

Aby se to nezdržovalo. Použití spínaného zdroje i pro 3v3, je zřejmě v pořádku. I přes to, že jsem výše uvedený exaktní test neudělal.

kaklik commented 3 years ago

V závislosti na pokročilosti aktuálního návrhu by se ještě možná dala zvážit výměna měniče TPS563249 za TPSM53603.

Porovnal jsem charakteristiky z datasheetu obou měničů a jsou velmi podobné. TPSM53603 má pravděpodobně o něco menší output ripple při zatíženích větších než 600mA. (což je ale pro 5V napájení prakticky splněno, pro 3V3 napájení nikoliv, ale tam zas zvlnění tolik nevadí)

Hlavní technický rozdíl tak může být v tom, že měnič TPSM53603 neobsahuje žádné vnější cesty se spínaným výkonovým signálem. Bude tak pravděpodobně výrazně omezeno jeho vyzařování. Vedle této vlasntosti je pak výměna hlavně otázkou ceny a místa na PCB.

kaklik commented 3 years ago

V případě všech spínaných zdrojů je možné, že bude problém se zpětným vyzařováním do přívodu napájení. Pro vyřešení tohoto problému bude možná potřeba vložit tlumivku na přívod napájení.

Tj. zhruba do tohoto místa:

Na přívod Vcc. Potíž ale je, že plošný spoj je nyní navržený tak, že přívod napájení je na opačné straně, než součástky.

ChroustJan commented 2 years ago

Případný možný měnič: LTC3601EUD#PBF

roman-dvorak commented 2 years ago

K tomuto issue mi tedy není jasný závěr. Jak to má být realizované.

Má tam být tedy dvojice LTC3601 s tím, že jeden bude vyrábět 5V a druhý 3v3 a oba to budou vyrábět z původních 12V?

Nebo nějaká kombinace, že LTC3601 bude generovat jen 5V a na 3v3 bude stačit LDO?

kaklik commented 2 years ago

Má tam být tedy dvojice LTC3601 s tím, že jeden bude vyrábět 5V a druhý 3v3 a oba to budou vyrábět z původních 12V?

Tohle je optimální řešení.

ChroustJan commented 2 years ago

Já jsem stále pro jeden měnič na 5V a z nich pal dělal LDO 3V3.

kaklik commented 2 years ago

Já jsem stále pro jeden měnič na 5V a z nich pal dělal LDO 3V3.

Z jakého důvodu?

roman-dvorak commented 2 years ago

Vzhledem k vysoké spotřebě aktivní antény (880 mA@5V) ...

Asi není znám odběr z napájení 3v3, že?

kaklik commented 2 years ago

Vzhledem k vysoké spotřebě aktivní antény (880 mA@5V) ...

Asi není znám odběr z napájení 3v3, že?

Je, už se to řešilo několikrát.. je to mezi 200 až 360 mA.

ChroustJan commented 2 years ago

Při 400mA a napětí 1,7V my vychází maximální ztrátový výkon 0,68W. Nepřijde mi to už tak zásadní výkon, aby mělo smysl mít tam dva měniče.

ChroustJan commented 2 years ago

Takové řešení také bylo uděláno u poslední verze. Ale v zásadě pokud se to tam vejde, tak pak je to otázka peněz. Nevím zda by nestálo za zvážení mít napájecí modul oddělen a na PCB by se dával přes hřebínkové dutinky. Provedení něco jako jsou motorové drivery u 3D tiskáren. Nestabilita kolem dodávek IO podle mě bude ještě nějakou chvíli přetrvávat. Zároveň ty nové měniče nemáme vůbec odzkoušené.

kaklik commented 2 years ago

Při 400mA a napětí 1,7V my vychází maximální ztrátový výkon 0,68W. Nepřijde mi to už tak zásadní výkon, aby mělo smysl mít tam dva měniče.

Tohle je ztrátový výkon, který se i za běžných podmínek neobejde bez chladiče. V té anténě je to ještě horší o to, že na ní zároveň svítí slunce a zatím mi není známý žádný efektivní způsob, jak to chladit.

kaklik commented 2 years ago

Takové řešení také bylo uděláno u poslední verze. Ale v zásadě pokud se to tam vejde, tak pak je to otázka peněz. Nevím zda by nestálo za zvážení mít napájecí modul oddělen a na PCB by se dával přes hřebínkové dutinky. Provedení něco jako jsou motorové drivery u 3D tiskáren. Nestabilita kolem dodávek IO podle mě bude ještě nějakou chvíli přetrvávat. Zároveň ty nové měniče nemáme vůbec odzkoušené.

Napájecí "modul" klidně oddělen být může, v té krabičce je na to místo. Nevím však jaký má mít tvar a jak bude uspořádaný. Doposud to ale je tak, že každá další verze vyžaduje změny i jinde než pouze v měniči. Takže přínos takové změny, není úplně přímočarý.

kaklik commented 2 years ago

Zatím to vypadá, že měnič použitý ve verzi D je lepší, než ten v nové verzi E. Pro porovnání zde je průběh napětí na výstupu měničů.

5V měnič na QFHMIX01D:

DS2_2022824182637