Випуск EMI: Дзвінок у режимі живлення в режимі комутації (5В -> 3V3)


11

Я працюю над пристроєм, який проходить тестування для передачі викидів FCC частини B (CSRR 22) . Під одним кутом і поляризацією (вертикальною) прилад виходить з ладу, оскільки має викиди в діапазоні 100-200 МГц, які порушують поріг.

Результат випробування показує два характерні піки на 145 МГц і 128 МГц . Одне джерело більш широкого звукового діапазону - дзвінок. Дзвін має кілька гармонічних компонентів.

Проблема

На друкованій платі є два джерела живлення в режимі комутації (SMPS) Це мікросхеми серії Semtec TS30011 / 12/13. ( DATASHEET ) При більш детальному огляді відбувається дзвінок на потужності (до стадії індуктора). SMPS 1 має кільце на 145 МГц, а SMPS2 - кільце на 128 МГц. Варто зазначити, що на них є різні навантаження. Їх схеми однакові, їх компонування відрізняється, але на 80% однакове.

  1. Які варіанти компонування я маю, щоб зменшити шум EMI?
  2. Я зайнятий регулюванням товщини сліду, що потрапляє в індуктор, щоб знизити розбірну ємність

Зауважимо, що існує GND заливка, яку не видно в макеті, який досить добре зв'язує всі Caps разом

Мені не вистачає проблем з тим, як відрегулювати компоненти фільтра для зменшення дзвінка.

Результати випробувань (3М, вертикальна Pol.)

Результати тестування ЕМІ

Схематика та макет 1

введіть тут опис зображення Це можна вирішити, помістивши феритове серцевину на кабель живлення, що надходить у пристрій, однак це неоптимальне рішення з різних витрат та естетичних причин.

Попередні індукторні вимірювання

введіть тут опис зображення

Макет обох SMPS поруч

Усі посилання на GND, які приховані, рівень живлення нижче подає Vin на 5-12 В, кожен з них фіксується на вихід 3V3 SMPS поруч


Ви говорите про феритовий сердечник на кабелі, можете трохи розробити? Що вирішено саме? Крім того, ваш макет виглядає досить схожим на запропонований від виробника, але чому додаткові візити для PGND саме там, де є слід SW?
Володимир Крейвер

Вихідні конденсатори здаються величезними, приблизно 200 мкФ, вам слід спробувати лише один 47uF або два 47uF. Що таке L11? Чому у вас індуктор другої серії до кінцевої напруги? Я думаю, у вас тут якесь вузьке місце. Це PI-фільтр? Помаранчеві зони сидять на шарі просто під індукторами або з іншого боку?
zeqL

4
+1 для добре сформованого питання, але чому ви хочете возитися з вихідним фільтром? Той факт, що феритовий затискач на вході живлення покращує речі, говорить про те, що це антена, і щось потрібно зробити на стороні входу, ймовірно, додаючи бортовий ферит або пару десятиліть ємності, або комбінацію двох.
Метт Янг

Ці вихідні конденсатори величезні. Ви могли б бути вгору по висхідній стороні кривої esr. Ви спробували просто встановити менший (0,1uF) ковпачок через вихідні конденсатори? Крім того, додайте більше мійок від кришок до землі. Одне заземлення через конденсатор має пристойну кількість індуктивності. Даний аркуш має заземлені ковпачки до заливки, прив’язаної до землі, з 8 віасами.
Вонор Коннор

1
Перетворювач живлення має штифти вузла Vin та вимикач вузлів. Суцільна заливка під ними, безумовно, з'єднає деякий шум від перемикання прямо назад на вхід (пари контактів 1 і 2, 11 і 12 є де шукати). Це хоча б одне питання, яке я бачив у минулому.
Пітер Сміт

Відповіді:


3

Комутаційні вузли дуже короткі, що добре. Але я не розумію заглушок на слідах до індуктора, слід видалити їх разом з двома додатковими віалами GND. Це не дуже корисно.

Навіть якщо є шар GND, я не змушував би помаранчеві площини переходити під індуктори. Зробіть те ж саме для L1, що і для L2, нічого під індуктором. Ви уникнете будь-якого зчеплення.

Я дійсно думаю, що вихідні конденсатори занадто високі. Semtech рекомендує типовий 44 мкФ, і ви вже на 200 мкФ. Спробуйте вийняти конденсатор 150 мкФ.

введіть тут опис зображення

Постарайтеся також збільшити GND-віаси C11, C62 та C10, C42, принаймні, по 2 віади GND кожен, тому що якщо у вас є струм 3A, він буде протікати лише через два вітри GND, але на 6 енергетичних. Те саме, що і для кришки для розв'язки С4, спробуйте принаймні 2 візи GND.

Редагувати: Я дійсно не розумію використання феритової намистини та кісточки в кінці SMPS. ФБ більше використовуються для запобігання силової рейки для повернення шуму в основний силовий рейки, наприклад, із силовою рейкою PLL Але напруга після основного індуктора має бути в межах шумостійкості, особливо для шини 3,3 В.

У вас може виникнути дзвінок через неправильне використання FB, подивіться на резонансну частоту ЖК на цьому документі аналогових пристроїв: http://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/ferrite-beads-demystified.html


-2

Конструкція має класичний дзвінок на комутаційній кромці. Типовою причиною дзвінка є паразитична індуктивність в комутаційних транзисторах, які утворюють паразитичні цистерни цистерни разом з іншими паразитами. Дзвін викликається занадто швидким перемиканням кромки. Є приємна примітка 045 програми Richtek, яка містить кілька порад щодо зменшення або усунення проблеми.

Як я також бачу, довідкові схеми виробника (і тестові дошки) містять діод "улов" (Шоткі), якого немає в конструкції. Паразитичні діоди можуть допомогти стабілізувати / змочити дзвінок на стороні перемикача [навіть якщо діод не є синхронним перетворювачем].

ПОЯСНЕННЯ: Референсна конструкція виробника SEMTECH використовує "необов'язковий" PMED4030ER, 115 діод у своїй тестовій / демонстраційній платі, яка має 250 пФ паразитичної ємності на 1 В. Додаток 045 Річтека про RC-снудери прийшов до RC порядку 330pF / 9 Ом для придушення дзвінка. Тож цілком ймовірно, що діод може покращити ефективність комутатора І зменшити дзвінок.


4
Це синхронна частина. Діод не потрібен.
Метт Янг

Хоча це може бути теоретично непотрібним, але практично паралельний випрямляч Шоткі зменшує втрати в низькій сторонній БНТ, як пояснено у цій білій книзі Fairchild / ON, fairchildsemi.com/techniki-articles/… Хоча деякі інші регулятори SEMTECH (як SC4620) чітко згадуйте про вбудований діод Шотткі, технічні характеристики конкретного TS3001x IC не згадують про цю важливу особливість.
Але..ченський
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.