Ich arbeite an einem Gerät, das derzeit getestet wird, um die Emissionen von FCC Teil B (CSRR 22) zu erfüllen . Bei einem Winkel und einer Polarisation (vertikal) fällt das Gerät aus, da es Emissionen im Bereich von 100 bis 200 MHz aufweist, die den Schwellenwert überschreiten.

Das Testergebnis zeigt zwei charakteristische Peaks bei 145 MHz und 128 MHz . Eine Quelle für ein breiteres Bandrauschen ist das Klingeln. Das Klingeln hat mehrere harmonische Komponenten.

Problem

Die Platine verfügt über 2 Schaltnetzteile (SMPS). Hierbei handelt es sich um Chips der Serie Semtec TS30011 / 12/13. ( DATENBLATT ) Bei näherer Betrachtung klingelt die Ausgangsleistung (vor der Induktivitätsstufe). SMPS 1 hat einen Ring bei 145 MHz, während SMPS2 einen Ring bei 128 MHz hat. Es ist erwähnenswert, dass sie unterschiedliche Belastungen haben. Ihre Schaltpläne sind identisch, ihr Layout ist etwas anders, aber zu 80% gleich.

1. Welche Layoutoptionen muss ich verwenden, um das EMI-Rauschen zu reduzieren?
2. Ich bin damit beschäftigt, die Spurdicke in den Induktor einzustellen, um die Streukapazität zu verringern

Beachten Sie, dass es einen GND-Guss gibt, der im Layout nicht zu sehen ist und alle Kappen ziemlich gut miteinander verbindet

Ich weiß nicht, wie ich die Filterkomponenten einstellen soll, um das Klingeln zu verringern.

Testergebnisse (3M, Vertical Pol.)

Schema und Layout von 1

Dies kann gelöst werden, indem ein Ferritkern auf das in das Gerät eingeführte Stromversorgungskabel gelegt wird. Dies ist jedoch aus verschiedenen Kosten- und ästhetischen Gründen eine nicht optimale Lösung.

Messungen vor dem Induktor

Layout beider SMPS nebeneinander

Der All-Run-Verweis auf GND, der verborgen ist, die darunter liegende Leistungsschicht liefert Vin bei 5-12 V, die jeweils fest auf den Ausgang 3V3 eingestellt sind

Schaltknoten sind sehr kurz, was gut ist. Aber ich verstehe die Stichleitungen auf den Spuren zum Induktor nicht. Sie sollten sie zusammen mit den zwei zusätzlichen GND-Durchkontaktierungen löschen. Das ist nicht sehr nützlich.

Selbst wenn es eine GND-Schicht gäbe, würde ich die orangefarbenen Ebenen nicht unter die Induktoren bringen. Machen Sie dasselbe für L1 wie für L2, nichts unter dem Induktor. Sie würden jede Kopplung vermeiden.

Ich denke wirklich, dass Ausgangskondensatoren zu hoch sind. Semtech empfiehlt einen typischen 44µF und Sie sind bei 200µF. Versuchen Sie, den 150µF-Kondensator zu entfernen.

Versuchen Sie auch, die GND-Durchkontaktierungen von C11, C62 und C10, C42 mit jeweils mindestens 2 GND-Durchkontaktierungen zu erhöhen, da bei einem Strom von 3 A nur zwei GND-Durchkontaktierungen, aber 6 Durchkontaktierungen durchströmen. Versuchen Sie es mit mindestens 2 GND-Durchkontaktierungen.

Bearbeiten: Ich verstehe die Verwendung einer Ferritperle und eines Dämpfers am Ende eines SMPS wirklich nicht. FB werden eher verwendet, um zu verhindern, dass eine Stromschiene Rauschen in die Hauptstromschiene zurückführt, beispielsweise bei einer PLL-Stromschiene. Die Spannung nach einer Hauptinduktivität sollte jedoch innerhalb der Rauschtoleranz liegen, insbesondere für eine 3,3-V-Schiene.

Möglicherweise klingelt es bei unsachgemäßer Verwendung von FB. Sehen Sie sich die LC-Resonanzfrequenz in diesem Artikel von Analog Devices an: http://www.analog.com/de/analog-dialogue/articles/ferrite-beads-demystified.html

Das Design hat das klassische Klingeln an der Schaltkante. Typische Ursache für das Klingeln sind parasitäre Induktivitäten in den Schalttransistoren, die zusammen mit anderen Parasiten parasitäre Tankkreise bilden. Das Klingeln wird durch zu schnelle Schaltflanken verursacht. Es gibt einen schönen Anwendungshinweis 045 von Richtek , der mehrere Tipps zur Reduzierung oder Beseitigung des Problems enthält.

Wie ich auch sehen kann, enthalten die Referenzschemata (und Testplatinen) des Herstellers eine "Catch" -Diode (Schottky), die im Design fehlt. Die Diodenparasiten können dazu beitragen, das Klingeln auf der Schalterseite zu stabilisieren / zu dämpfen [auch wenn die Diode für den Synchronwandler optional ist].

ERKLÄRUNG: Das Referenzdesign des SEMTECH-Herstellers verwendet eine "optionale" PMED4030ER, 115-Diode in seiner Test- / Demokarte, die eine parasitäre Kapazität von 250 pF bei 1 V aufweist. Die Richtek-Anmerkung 045 über RC-Dämpfer kam zu RC in der Größenordnung von 330 pF / 9 Ohm, um das Klingeln zu unterdrücken. Es ist daher sehr wahrscheinlich, dass die Diode sowohl die Effizienz des Umschalters verbessert als auch das Klingeln verringert.