Tôi đã thiết kế PCB đầu tiên của mình cho bộ chuyển đổi tăng tốc DC-DC chỉ để thấy rằng nó tạo ra đầu ra rất ồn. Thiết kế dựa trên MIC2253 .
Đây là một sơ đồ:
Mặc dù mạch của tôi cho phép kết hợp các điện áp đầu vào (Vin) và điện áp đầu ra (Vout) khác nhau. Trường hợp tôi đang gỡ lỗi là với Vin = 3.6V và Vout = 7.2V. Tải là một điện trở 120 ohm. Tôi đã tính chu kỳ thuế D = 0,5 (tức là 50%). Điều này dường như nằm trong giới hạn chu kỳ nhiệm vụ tối thiểu 10% và tối đa 90% được chỉ định trong biểu dữ liệu. Các thành phần khác, ví dụ mũ, cuộn cảm, điện trở giống hoặc tương tự với những gì bảng dữ liệu gợi ý trong ví dụ ứng dụng của nó.
Thiết kế dường như cung cấp điện áp tăng cường RMS chính xác trên đầu ra, nhưng, sau khi xem tín hiệu qua máy hiện sóng, tôi thấy các dao động điện áp hình sin bị ẩm xuất hiện định kỳ dường như được bắt đầu bằng cách chuyển đổi của cuộn cảm. Tôi thấy các dao động tương tự trên hầu hết các điểm mặt đất trên bảng. Các dao động trên đầu ra là lớn, đó là đỉnh 3 V đến đỉnh. Sau khi thực hiện một chút nghiên cứu, có vẻ như các vấn đề của tôi không đặc biệt đối với lựa chọn bộ chuyển đổi của tôi, nhưng, đối với các vấn đề với bố cục PCB của tôi (xem các liên kết bên dưới). Tôi không chắc cách khắc phục bố cục của mình để đảm bảo kết quả chấp nhận được.
Các tài liệu này có vẻ hữu ích để gỡ lỗi vấn đề:
- http://www.physics.ox.ac.uk/lcfi/Electronics/EDN_Ground_bounce.pdf
- http://www.analog.com/l Library / analogDialogue / cd / vol41n2.pdf
- http://www.enpirion.com/Collonymous/Document/English-US/High-frequency-impluggest-for-switch-mode-DC-R_0.pdf
- http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3645
- http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/735
Tôi đã đính kèm ba hình ảnh. "pcb.png gốc" chứa hình ảnh của bảng tôi đang gặp vấn đề. Nó là một bảng 2 lớp. Màu đỏ là đồng hàng đầu. Màu xanh là đồng dưới cùng.
"current loops.jpg" hiển thị bảng nguyên mẫu với các lớp phủ màu cam và màu vàng của hai đường dẫn hiện tại khác nhau được sử dụng để sạc (màu cam) và xả (màu vàng) cho cuộn cảm. Một trong những bài báo, ( http://www.physics.ox.ac.uk/lcfi/Electronics/EDN_Ground_bounce.pdf ), đề xuất rằng hai vòng hiện tại không nên thay đổi trong khu vực, do đó, tôi đã cố gắng giảm thiểu thay đổi của chúng trong khu vực trong một bố cục mới, tôi bắt đầu trong "pcb_fix.png". Tôi đã hack PCB ban đầu để nó gần với bố cục mới này, nhưng, hiệu suất của bo mạch không thay đổi. Vẫn còn ồn ào! Chất lượng của hack không tốt như trong "pcb_fix.png", tuy nhiên, đó là một xấp xỉ hợp lý. Tôi đã mong đợi phần nào sự cải thiện, nhưng, tôi đã không thấy bất kỳ.
Tôi vẫn không chắc chắn làm thế nào để khắc phục điều này. Có lẽ đổ đất đang gây ra quá nhiều điện dung ký sinh? Có lẽ mũ có quá nhiều trở kháng (ESR hoặc ESL)? Tôi không nghĩ vậy, vì tất cả chúng đều là đa lớp gốm và có các giá trị và vật liệu điện môi được yêu cầu bởi bảng dữ liệu, tức là X5R.Perinois dấu vết của tôi có thể có quá nhiều độ tự cảm. Tôi đã chọn một cuộn cảm được che chắn, nhưng, có thể là từ trường của nó đang cản trở tín hiệu của tôi không?
Bất kỳ trợ giúp sẽ được rất đánh giá cao.
Theo yêu cầu của người đăng, tôi đã bao gồm một số đầu ra dao động trong các điều kiện khác nhau.
Đầu ra, AC Coupling, 1M Ohm, 10X, BW giới hạn TẮT:
Đầu ra, AC Coupling, 1M Ohm, 10X, BW giới hạn TẮT:
Đầu ra, AC Coupling, 1M Ohm, 10X, BW giới hạn 20Mhz:
Đầu ra, AC Coupling, 1M Ohm, 1X, BW giới hạn 20Mhz, 1uF, 10uF, 100nF và đầu ra shunt điện trở 120 ohm, tức là tất cả chúng đều song song:
Chuyển đổi nút, khớp nối DC, giới hạn 1M Ohm, 10X, BW TẮT
Chuyển đổi Node, AC Coupling, 1M Ohm, 10X, BW giới hạn 20Mhz
THÊM: Các dao động ban đầu bị suy giảm rất nhiều, tuy nhiên, dưới tải nặng hơn, các dao động không mong muốn mới xảy ra.
Khi thực hiện một số thay đổi được đề xuất bởi Olin Lathrop, đã thấy sự giảm biên độ dao động lớn. Việc hack bảng cicuit ban đầu để ước tính bố cục mới đã giúp phần nào bằng cách đưa các dao động xuống mức 2V đến đỉnh:
Sẽ mất ít nhất 2 tuần và nhiều tiền hơn để có được bảng nguyên mẫu mới vì vậy tôi đang tránh đơn hàng này cho đến khi tôi giải quyết được các vấn đề.
Việc bổ sung thêm tụ gốm 22uF đầu vào chỉ tạo ra sự khác biệt không đáng kể. Tuy nhiên, sự cải tiến vượt trội đến từ việc đơn giản hàn một nắp gốm 22uF giữa các chân đầu ra và đo tín hiệu trên nắp. Điều này đã đưa biên độ nhiễu cực đại lên cực đại 150mV lên cực đại mà không có bất kỳ giới hạn băng thông nào trong phạm vi !! Madmanguruman đề xuất một cách tiếp cận tương tự, ngoại trừ việc ông đề nghị thay đổi đầu dò thay vì mạch điện. Ông đề nghị đặt hai nắp giữa mặt đất và đầu: một điện phân 10uF và một gốm 100nF (song song tôi giả định). Ngoài ra, ông đề nghị giới hạn băng thông của phép đo xuống 20Mhz và đặt các đầu dò lên 1x. Điều này dường như có một hiệu ứng giảm tiếng ồn cũng ở cùng một cường độ.
Tôi không chắc đây là sàn có độ ồn thấp chấp nhận được hay thậm chí là biên độ nhiễu điển hình cho bộ chuyển đổi chuyển mạch, nhưng, nó là một cải tiến lớn. Điều này rất đáng khích lệ vì vậy tôi đã tiếp tục kiểm tra độ bền của mạch dưới tải trọng hơn.
Thật không may, dưới tải nặng hơn, mạch đang tạo ra một số hành vi kỳ lạ mới. Tôi đã thử nghiệm mạch với tải điện trở 30 ohm. Mặc dù bo mạch vẫn tăng điện áp đầu vào như bình thường, nhưng đầu ra bây giờ có đầu ra sóng răng cưa / tam giác tần số thấp. Tôi không chắc những gì nó chỉ ra. Có vẻ như việc sạc và xả dòng liên tục của nắp đầu ra với tôi ở tần số thấp hơn nhiều so với tần số chuyển đổi 1 Mhz. Tôi không chắc tại sao điều này sẽ xảy ra.
Việc dò nút chuyển đổi trong cùng điều kiện kiểm tra cho thấy tín hiệu lộn xộn và dao động khủng khiếp.
Tìm thấy giải pháp
Câu hỏi đã được trả lời và mạch đang thực hiện đầy đủ. Vấn đề thực sự liên quan đến sự ổn định của vòng điều khiển như Olin Lathrop đề xuất. Tôi nhận được những lời đề nghị tuyệt vời, tuy nhiên, Olin là người duy nhất đề xuất hướng hành động này. Do đó, tôi tin tưởng anh ta với câu trả lời đúng cho câu hỏi của tôi. Tuy nhiên, tôi đánh giá rất cao sự giúp đỡ của mọi người. Một số đề xuất được đưa ra vẫn có liên quan đến việc cải thiện thiết kế và sẽ được thực hiện trong lần sửa đổi tiếp theo của hội đồng quản trị.
Tôi cũng bị buộc phải làm theo lời khuyên của Olin vì tôi nhận thấy rằng tần số của đầu ra răng cưa / tam giác có tần số xuất hiện giống như phần sóng vuông của tín hiệu tại nút chuyển mạch. Tôi nghĩ rằng việc tăng điện áp ở đầu ra là do cung cấp năng lượng thành công cho cuộn cảm và việc giảm xuống là do không cung cấp đủ năng lượng cho cuộn cảm trong phần dao động của tín hiệu trên nút chuyển mạch. Nó có ý nghĩa rằng đây là một vấn đề ổn định vì điều này.
Bằng cách làm theo gợi ý của Olin để xem xét kỹ hơn về chân bù, tôi xác định rằng việc tăng điện dung của mạng sê-ri RC trên chân comp đã khôi phục tính ổn định của vòng điều khiển. Hiệu ứng này có trên nút chuyển đổi có ý nghĩa như đầu ra của sóng vuông:
Sóng răng cưa / tam giác tần số thấp đã bị loại bỏ.
Một số nhiễu tần số cao (100Mhz) vẫn có thể tồn tại ở đầu ra, nhưng, có ý kiến cho rằng đây chỉ là một thành phần của phép đo và biến mất khi băng thông phạm vi 200Mhz bị giới hạn ở mức 20Mhz. Đầu ra khá sạch ở điểm này:
Tôi cho rằng tôi vẫn còn một số câu hỏi liên quan đến nhiễu tần số cao, tuy nhiên, tôi nghĩ rằng các câu hỏi của tôi chung chung hơn và không cụ thể cho câu hỏi gỡ lỗi này, vì vậy, chuỗi kết thúc ở đây.
all.css
chứa quy tắc .post-text img { max-width: 630px; }
, phải thay đổi kích thước mỗi hình ảnh trên mỗi bài đăng thành kích thước hợp lý. Tôi không phản đối việc đăng những hình ảnh lớn; họ sẽ nén khá độc đáo trong PNG và chúng tôi có thể mở hình ảnh trong một tab mới và phóng to để kiểm tra, giả sử, ghim chồng chéo và lỗi khớp lưới.