Schaltregler klingelt

Ich habe mit dem LTC3810 einen 48V -> 6V DCDC Schaltregler entwickelt . Es funktioniert gut, außer dass an jedem Schalter ein Klingeln am Ausgang auftritt. Sie können die 'Scope Trace' auf dem Bild sehen. Diese Messung wurde über die Eingangskappe des 3,3-V-Reglers durchgeführt, ungefähr 30 cm Draht entfernt. Ich bekomme alle 4us (250kHz) eine davon. Die Amplitude scheint etwa 200 mV pro Person zu betragen. Das Klingeln ist schlecht genug, um direkt durch den nächsten Regler (ein weiteres DCDC 6 V -> 3,3 V) zu gehen, und verursacht Probleme mit meiner EtherCAT-Übertragung.

Was ist das Beste daran? Sollte ich versuchen, irgendwo am Ausgang einen kleinen Induktor oder einen Widerstand hinzuzufügen? Ich habe bereits eine ziemlich massive Ausgangsgrenze (5600uF).

Hinzugefügt:

Ich habe versucht, Ferritperlen, Induktoren und Kappen wie vorgeschlagen hinzuzufügen, aber sie haben nicht geholfen. Ich versuche jetzt einen größeren Hauptinduktor.

Erstens ist ein Großteil dieses Klingelns wahrscheinlich nicht vorhanden. Die sehr hochfrequenten Komponenten lassen das Oszilloskop Gleichtaktsprung als Differenzmodus-Signal anzeigen.

Zweitens haben alle Schaltnetzteile Schaltgeräusche an ihrem Ausgang. Einige davon enthalten hohe Frequenzen. Linearregler können beeindruckende Spezifikationen für die Eingangsunterdrückung aufweisen, dies geschieht jedoch mit aktiver Elektronik mit endlicher Bandbreite. Die neue Eingangsunterdrückung gilt nur für niedrige Frequenzen wie einige 10 kHz. Aus diesem Grund ist es üblich, einen Linearregler mit einer Ferritperle (Chipinduktivität) vorzuziehen, wenn die Eingangsspannung von einem Umschalter kommt. Die Eingangskappe des Chipinduktors und des Reglers muss physisch geschlossen sein, die Schleife muss klein gehalten werden und die Schleifenströme müssen im Layout sorgfältig berücksichtigt werden. Sie möchten nicht, dass diese Hochfrequenzschleifenströme über die Haupterdebene fließen.

Hinzugefügt:

Ich habe nicht bemerkt, dass der zweite Vorrat auch ein Umschalter war, aber das ändert nichts wirklich. Die hohen Frequenzen von den ersten Umschaltimpulsflanken führen offenbar durch die zweite Versorgung, ob linear oder nicht. Versuchen Sie es mit dem Chip-Induktor, gefolgt von einer Kappe direkt auf der Masse der zweiten Versorgung, nicht auf der allgemeinen Masse. Dies muss natürlich eine Keramikkappe sein, die so groß wie für die Spannung angemessen ist. Eine zweite kleinere Kappe mit besserem Hochfrequenzgang könnte ebenfalls ein wenig helfen.

Über Gleichtakt-Bodensprung. Der Boden ist nicht länger ein einzelner konzentrierter Knoten bei hohen Frequenzen und daher nicht alle auf dem gleichen Potential. Manchmal können ganze Abschnitte des Bodens und der Leistung zusammen einen Gleichtaktsprung erfahren. Ich bezog mich jedoch auf diesen Gleichtaktsprung im Bereich. Hochfrequenz-Gleichtaktsignale können als Differenzmodus-Signale angezeigt werden. Dave, dies war ein großes Problem bei Ihrer ähnlichen Frage und ist wahrscheinlich auch hier Teil der Antwort. Denken Sie daran, wie die Dinge viel besser aussahen, als Sie die Oszilloskopsonde mit einer Kappe direkt an den Ausgang angeschlossen haben und an keinem anderen Ort. In diesem Fall fällt jedoch eine nachgeschaltete Schaltung aus, sodass genug Rauschen real genug ist, um ein Problem zu sein.

Ich kann anhand der Layouts nicht leicht erkennen, was tatsächlich wohin geleitet wird. Eines der wichtigsten Dinge bei Schaltern ist die Eindämmung der großen und hochfrequenten Schleifenströme. Stellen Sie sicher, dass sie nicht über die Hauptbodenebene verlaufen. Jeder Umschalter sollte ein eigenes Bodennetz haben, und dieses Netz sollte nur an einer Stelle mit dem Hauptboden verbunden sein. Dadurch bleiben die lokalen Ströme lokal, da nur der Netzein- oder -ausgangsstrom durch den einzelnen Verbindungspunkt fließen kann.

Da das PCB-Layout einen großen Einfluss auf die Leistung eines SMPS hat, wäre es großartig, wenn Sie Ihr PCB-Layout und ein breiteres Signal sehen würden (ich meine Erhöhung der horizontalen Achse).

Es kann hilfreich sein, den Scope-Shot des Switching-Knotens zu sehen. Ich denke, dies ist der Knoten, den Sie als "CENTER" bezeichnet haben. Könnten Sie auch den Bodenknoten untersuchen?

Da dies zufällig das Problem in diesem Beitrag war , können Sie Ihren Teil "Schleifenkompensation" überprüfen.

Wie Sie in diesem Beitrag sehen können , spielen Gleichtaktrauschen und das als Antenne fungierende Erdungskabel eine große Rolle bei der Auswahl von Schaltnetzteilen. Nehmen Sie das Erdungskabel der Zielfernrohrsonde heraus und schließen Sie stattdessen ein kurzes Kabel an. Sie können diese Antwort auf den Beitrag überprüfen .

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Ihre Induktivitätsauswahl ist in der Induktivität für 250 kHz klein. Sie haben einen Induktivitätswelligkeitsstrom von ca. 50%. Wählen Sie einen Induktor größer als 13uH.

Ihr Induktor ist ein Overkill, wenn man die aktuellen Nennwerte betrachtet. 20A Irms Bewertung bei 20 Grad Celsius Temperaturanstieg ist riesig. Ich kenne Ihre maximalen und minimalen Eingangsspannungen nicht, aber alles, was Sie brauchen, ist eine Induktivität mit mindestens 4 A Irms und 4,8 A Isat. Vielleicht möchten Sie etwas höher gehen, aber 20A ist viel zu viel.

Ich sage Ihnen dies, indem ich vermute, dass Ihr Induktor SER2918H-103KL, SER2915H-103KL oder SER2915L-103KL ist.

Ich kann Ihnen diese Induktoren vorschlagen : DO5010H-153ML , DO5022P-153 , MSS1278-153 oder ähnliches.

Sind die Transienten an beiden Schaltflanken oder nur an einer. Wenn einer, welcher.

Transienten an Schaltflanken werden erwartet.
Ihre Verwaltung ist das Problem.
Ich würde vermuten, dass es sehr sorgfältig ist, das Layout durchzugehen und zu sehen, was wohin fließt, wann was benötigt wird, ABER siehe auch unten als Möglichkeit.

Hinweis auf den Datenblattseiten 13 und 20 bieten die Möglichkeit, BGRTN (Bottom FET Gate Ground Return) auf eine kleine negative Spannung zurückzusetzen, um den Durchschuss-Headroom zu maximieren. Die Tatsache, dass sie diese interessante Funktion bieten, deutet darauf hin, dass sie gelegentlich erforderlich sein kann, da Sie dies nicht leichtfertig tun würden. Dies sollte in einem fertigen Design NICHT erforderlich sein, aber wenn Sie jetzt beispielsweise -2Von BGRTN verwenden, können Sie sehen, ob es einen großen Einfluss hat. (Heben Sie das IC-Pad an und legen Sie ein -2V-Signal an. Fügen Sie eine kleine Kappe (~ ~ 0,1 uF?) Am Pin zur nächsten Masse hinzu. Wenn dies einen wesentlichen Effekt hat, deutet dies auf mögliche Durchschussprobleme in den Ausgangs-FETs hin, die wie gesehen zu Transienten beitragen können .

Ein LC-Filter muss helfen. Entweder eine Ferritperle allein, wie Olin sagt, oder ein Induktor (Perle oder kleines L) plus Kappe oder Kappen. WENN eine Kappe, setzen Sie nach dem L, wenn 2, eine andere Seite. . Kappe am zweiten Erdungspunkt des Reglers geerdet. Die übermäßig begeisterten könnten das Filter L & C so gestalten, dass es eine Impedanz liefert, die gut zu sein scheint, ABER ich würde erwarten, dass jeder LC, dessen Resonanzfrequenz weit unter den Frequenzen im Übergang (oder weit unter der smps-Frequenz) liegt, wahrscheinlich groß wird Unterschied.

Wie bereits erwähnt, macht die Scope-Erdung einen großen Unterschied. Der verstorbene Jim Williams von LT hatte in einigen App-Notizen einige gute Dinge zu sagen, aber es wurde noch viel anderes geschrieben. Eine Erdung ohne Länge von der Sonde in der Nähe der Spitze zum nächstgelegenen Signal ohne Aufnahmeschleifen ist "gut genug".
Viel dazu hier in der absolut suberb LT AN47 - 1991 und immer noch lohnenswert.

Nur wenige würden es gutschreiben, dass dies der RICHTIGE Weg war :-).
Es ist!