Звідки беруться коливання на вихідній напрузі мого перетворювача долара?


15

Зараз будую конвертер доларів. Основними його параметрами є:

  • 24В вхід
  • 5V / 3A вихід
  • Здатний підтримувати перехідні струми великого навантаження, спричинені перемиканням світлодіодних потужностей (~ 2А)

Я вибрав синхронний перетворювач долара від TI, який відповідає моїм потребам з точки зору електричних характеристик, упаковки та вартості: TPS54302 . Перший прототип був розроблений відповідно до рекомендацій та формул даних. Маршрутизація друкованої плати проводилася, імітуючи плату оцінки перетворювача.

Ось схеми та САПР:

принципова схема та компонування друкованої плати

(4-шарова дошка, шари 2 і 3 приховані. Вони відповідно містять площину GND і площину подачі)

На цій конструкції є додаткові сліди конденсаторів, щоб можна було протестувати різні компоненти конфігурації.

Коли я фактично перевіряв плату, я був задоволений основними характеристиками: ефективність, вихідний струм і напруга, пульсація вводу та виходу.

Однак я хотів перевірити стабільність джерела живлення і саме тут я почав спостерігати за несподіваною поведінкою. У мене немає жодного мережевого аналізатора чи генератора сигналів, що заважає мені вимірювати межу фази. Натомість, дослідження google запропонували я вимірювати зміни вихідної напруги під час застосування перехідного струму навантаження (~ 1A перехідний із часом підйому / падіння <1 мкс). На щастя, у мене на платі є MOSFET, що управляє світлодіодним джерелом живлення. Мені просто довелося коротко замикати світлодіод, щоб генерувати перехідний струм.

Наведені нижче схеми показують мою тестову установку, коли MCU_GPIO_1 генерує сигнал ШІМ, а MCU_GPIO_2 постійно встановлюється на високий рівень.

принципова схема та скріншоти осцилографа

Як бачите, при вивільненому струмовому навантаженні спостерігаються значні коливання вихідної напруги. Для того, щоб зрозуміти походження цих коливань, я провів наступні тести:

  • граючи зі значенням конденсатора подачі вперед C10
  • зміна конфігурації вхідного конденсатора (більше MLCC)
  • додавання феритової кульки послідовно з входом 24 В (замість діода захисту D2)
  • зміна конфігурації вихідного конденсатора (декілька MLCC або 1 великий полімерний конденсатор)

Поки ці «сліпі» тести не привели мене нікуди. Я шукаю нові підходи, щоб зрозуміти, що тут відбувається, перш ніж розпочати другий запуск прототипів. Отже, ось мої запитання:

  1. Як я можу мати коливання лише на поточному випуску, а не на поточному розіграші?
  2. Що може бути дефіцитним елементом тут: маршрутизація? Вхідний фільтр? Інший?

Спасибі за вашу допомогу :)

PS: це моє перше питання щодо StackExchange. Будь-яка порада щодо покращення форми мого запитання вітається :)


EDIT: Енді Ака дав відповіді в коментарях: це питання, пов’язане з поганим заземленням зонда. Ця картинка підсумовує його:

Хороша проти поганої техніки зондування осцилоскопа

Джерело зображення

Ти не зловиш мене знов зробити цю необережну помилку!


3
Повторіть свої вимірювання, але цього разу підключіть наконечник зонда до тієї ж точки, що і земна скоба. Що ти бачиш?
Енді ака

2
Дякую за пропозицію Енді. Я обернув трохи дроту навколо землі свого зонда. Потім я пройшов те саме випробування. Коливання зникли! Я відчуваю себе так німим зараз, що не робив цього раніше ... У всякому разі, мій SMPS працює принаймні правильно :)
Bat_AAAAAHHH

1
Ми все це зробили.
Енді ака

Для отримання більш докладної інформації я хотів би також запропонувати цей прекрасний аналоговий і TI arcticles
Гаттузо

Відповіді:


14

Повторіть свої вимірювання, але цього разу підключіть наконечник зонда до тієї ж точки, що і земна кліпса. Що ти бачиш?

Якщо ваш зонд приймає сигнал безпосередньо завдяки індуктивній петлі, яку він утворює, ви також побачите його, коли наконечник зонда буде підключений безпосередньо до місця розміщення вашого затискача.

Дякую за пропозицію Енді. Я обернув трохи дроту навколо землі свого зонда. Потім я пройшов те саме випробування. Коливання зникли! Зараз я відчуваю себе таким німим, що не робив цього раніше ... У всякому разі, мій SMPS працює принаймні правильно

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.