Điều gì gây ra dao động lớn trong bộ chuyển đổi tăng DC / DC của tôi? Là mặt đất này bị trả lại hoặc một số hiệu ứng khác?


28

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:

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:

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.

pcb.png gốc

"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.

hiện tại loops.jpg

pcb_fix.png

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:
Giới hạn 1M Ohm, 10X, BW


Đầu ra, AC Coupling, 1M Ohm, 10X, BW giới hạn TẮT:
Giới hạn 1M Ohm, 10X, BW


Đầu ra, AC Coupling, 1M Ohm, 10X, BW giới hạn 20Mhz:
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:
1M Ohm, 1X, BW giới hạn 20Mhz, 1uF, 10uF, mũ 100nF và đầu ra shunt điện trở 120 ohm


Chuyển đổi nút, khớp nối DC, giới hạn 1M Ohm, 10X, BW TẮT

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

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:

Hack để sắp xếp bố cục mới

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. nắp gốm mới trên đầu ra giết chết hầu hết các nhạc chuông

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.

Đầu ra dưới tải nặng

Việc dò nút chuyển đổi trong cùng điều kiện kiểm tra cho thấy tín hiệu lộn xộn và dao động khủng khiếp.

nút chuyển đổi dưới tải nặng nút chuyển đổi dưới tải nặng

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:

nút chuyển đổi với RC cố định trên pin comp

Sóng răng cưa / tam giác tần số thấp đã bị loại bỏ.

đầu ra sau khi sửa lỗi RC

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:

đầu ra hạn chế băng thông cuối cùng

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.


2
Cảm ơn vi đa trả lơi. Tôi đã không tuân theo cách bố trí được đề xuất vì mạch của tôi hơi khác một chút, tức là nó có thêm một vài thành phần. Tôi cũng sẽ không học được gì nếu tôi sao chép bố cục. Mục tiêu của tôi là học các hiệu trưởng và thực hành tốt nhất để bố trí. Vout Vin = 3.6V = 7.2V. Tôi không chắc chắn về chu kỳ nhiệm vụ. Tải là một điện trở 120 ohm.
Dave.Mech.Eng

1
Bạn nên đăng các dạng sóng mà bạn đang mô tả. Ngay cả một bức ảnh kỹ thuật số của phạm vi đọc cũng sẽ hữu ích. Một sơ đồ cũng sẽ hữu ích.
Adam Lawrence

3
@Olin - Bạn đã bị làm phiền nhiều lần bởi những hình ảnh lớn. Có vấn đề gì với trình duyệt của bạn? Trong Chrome (và mọi trình duyệt khác mà tôi biết / đã sử dụng), hình ảnh chỉ rộng bằng câu hỏi (đây là một ảnh chụp màn hình lớn để cho bạn thấy những gì tôi thấy: i.stack.imgur.com/iyNZk.png ) và bạn có thể nhấp chuột phải -> "xem hình ảnh trong tab mới" và nó sẽ điều chỉnh theo kích thước cửa sổ của bạn. Ngoài ra, khả năng cung cấp câu trả lời trong một hoặc hai phút thường là dấu hiệu của một câu hỏi quá đơn giản; phải mất 15 phút đến nửa giờ để đưa ra câu trả lời loại trực tiếp cho một câu hỏi thực sự hay.
Kevin Vermeer

1
@OlinLathrop - Có gì trình duyệt, phiên bản trình duyệt, hệ điều hành, và phiên bản hệ điều hành? Với nhiều chi tiết hơn, chúng tôi có thể tái tạo vấn đề, điều tra, gửi báo cáo lỗi và sửa lỗi. Tôi sốc vì nó được hiển thị ở kích thước đó; all.csschứa 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.
Kevin Vermeer

3
@Olin Lathrop: Tôi thực sự khuyên bạn nên cập nhật trình duyệt của mình. IE6 là mặc định của XP trước các gói dịch vụ, Win2k có thể là IE5. Tôi nghĩ rằng bạn sẽ tìm thấy hầu hết các trang web những ngày này chỉ đơn giản là không hỗ trợ những trang web đó. Tôi ngạc nhiên trang web này có thể sử dụng được. Tuy nhiên, kích thước hình ảnh sẽ gây ra thời gian tải xuống quá mức (vì đó là trình duyệt thay đổi kích thước) ... vì vậy quan điểm của bạn vẫn hợp lệ.
darron

Câu trả lời:


21

Sơ đồ của bạn quá lớn và được đặt ra một cách khó hiểu, khiến mọi người không thể phản hồi. Đừng vẽ căn cứ đi lên, ví dụ, trừ khi các bộ phận thực sự đến từ điện áp âm. Nếu bạn muốn người khác nhìn vào một sơ đồ, hãy tôn trọng họ. Đừng bắt chúng tôi nghiêng đầu để đọc mọi thứ và đảm bảo văn bản không chồng lấp các phần khác của bản vẽ. Chú ý đến những chi tiết này không chỉ giúp bạn tin cậy mà còn thể hiện sự tôn trọng từ những người bạn đang tìm kiếm sự ưu ái. Tôi đã thấy câu hỏi này sớm hơn, nhưng tất cả những điều trên khiến tôi nghĩ rằng "quá nhiều rắc rối, làm hỏng việc này", và sau đó tôi tiếp tục với một yếu tố rắc rối thấp hơn.

Bạn đã cho chúng tôi một loạt các chi tiết, nhưng quên mất các vấn đề cấp cao rõ ràng. Điện áp nào là đầu ra phải là? Bạn đã đề cập đến việc tăng ở đâu đó trong bài viết dài của bạn, nhưng dường như cũng có "7.2V" được viết bởi đầu nối đầu ra. Điều này không khớp với "2.5V-10V" được viết bởi đầu vào. Từ cách mà cuộn cảm, công tắc và diode được nối dây, bạn có một cấu trúc liên kết tăng. Điều này sẽ không hoạt động nếu đầu vào vượt quá điện áp đầu ra mong muốn. Điện áp đầu vào và đầu ra thực tế của bạn là gì? Ở dòng điện nào?

Bây giờ đến tiếng chuông. Đầu tiên, một số trong những điều này là các tạo tác phạm vi rõ ràng. Bạn có một cuộn cảm rất nhỏ (2.2 .HH). Tôi đã không nhìn vào bảng dữ liệu của bộ điều khiển, nhưng âm thanh đó thấp đến mức đáng ngạc nhiên. Bộ điều khiển chuyển đổi tần số nào được cho là hoạt động? Trừ khi nó là MHz hoặc hơn, tôi không nghi ngờ gì về sự lựa chọn 2.2.

Hãy xem xét một số dấu vết phạm vi của bạn:

Điều này thực sự cho thấy một xung chuyển đổi hợp lý dự kiến. Từ đó, chúng ta cũng có thể thấy rằng tần số chuyển đổi, ít nhất là trong trường hợp này, là 1 MHz. Đó có phải là những gì bạn dự định?

Dấu vết bắt đầu ở bên trái với công tắc đóng để cuộn cảm được sạc lên. Công tắc mở ở 100 ns và do đó đầu ra của cuộn cảm tăng ngay lập tức cho đến khi dòng điện của nó bắt đầu đổ qua D1. Đó là ở mức 8V, vì vậy điện áp đầu ra rõ ràng là khoảng 7.5V coi D1 là một diode Schottky nhưng đang nhận được một xung dòng lớn (sẽ rất tốt nếu biết mức trung bình lớn nhất, hoặc ít nhất là lớn như thế nào). Điều này diễn ra trong 300 ns cho đến khi cuộn cảm được xả ở t = 400ns.

Tại thời điểm đó, phía đầu ra của cuộn cảm mở và chỉ được kết hợp với điện dung ký sinh xuống đất. Độ tự cảm và điện dung ký sinh này tạo thành một mạch xe tăng, đang tạo ra tiếng chuông. Chỉ có hai chu kỳ của tiếng chuông này trước xung tiếp theo, nhưng lưu ý cách nó bị phân rã nhẹ. Năng lượng còn lại ít còn lại trong cuộn cảm sau khi tắt diode hiện đang trượt qua lại giữa nó và điện dung, nhưng mỗi chu kỳ một chút sẽ bị tiêu tan. Đây là tất cả như mong đợi, và là một trong những chữ ký đặc trưng của loại cung cấp năng lượng chuyển đổi này. Lưu ý rằng tần số chuông là khoảng 5 MHz, trong một thiết kế thương mại thực sự, bạn phải cẩn thận để xử lý để tránh nó phát ra. Tiếng chuông này thực sự có thể là phát xạ chính từ nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi,

Chúng ta cũng có thể thấy rằng chuông đang phân rã xuống một chút dưới 4V, cho chúng ta biết điện áp đầu vào bạn đang sử dụng trong trường hợp này. Điều này xác nhận rằng nó thực sự đang hoạt động như một bộ chuyển đổi tăng cường với khoảng gấp đôi, ít nhất là trong trường hợp này. Bước 2 cũng được xác nhận bởi các pha phóng điện và điện tích gần bằng nhau, là 300 ns mỗi trường hợp trong trường hợp này.

Pha mạch vòng tự do được đưa đến kết thúc đột ngột khi công tắc bật lại ở t = 800ns. Công tắc vẫn duy trì trong khoảng 300ns sạc lên cuộn cảm và quá trình lặp lại với khoảng thời gian 1 Hồi.

Theo dõi phạm vi này thực sự cho thấy những điều làm việc như mong đợi. Không có súng hút thuốc ở đây.

Bạn phàn nàn về dao động đầu ra, nhưng thật không may, không có dấu vết phạm vi nào của bạn cho thấy điều này. Những cái đầu không có ý nghĩa vì rất có thể chúng hiển thị các tạo tác phạm vi và độ nảy mặt đất ở chế độ chung hiển thị dưới dạng tín hiệu khác. Ngay cả cái này:

Không nói với chúng tôi nhiều. Lưu ý thang đo điện áp nhạy cảm. Không có gì đáng ngạc nhiên ở đây ở 20 mV / bộ phận. Một số trong số này gần như chắc chắn là các chế độ tạm thời phổ biến gây nhầm lẫn phạm vi để chúng hiển thị dưới dạng tín hiệu vi sai. Các phần chậm hơn là các diode dẫn và sau đó không dẫn, và xung hiện tại bị tụ điện một phần bởi tụ điện.

Vì vậy, tất cả điều này đi xuống chính xác vấn đề là gì? Nếu bạn đang thấy dao động điện áp quy mô lớn trên đầu ra qua một số chu kỳ chuyển mạch, thì hãy chỉ ra điều đó. Đó là những gì tôi nghĩ ban đầu bạn đang phàn nàn. Nếu đó là trường hợp, sau đó hãy xem xét kỹ mạng bù cho chip chuyển đổi. Tôi đã không tra cứu biểu dữ liệu, nhưng từ tên "comp" cho chân 12 và thực tế là C4 và R2 được kết nối với nó, đây gần như chắc chắn là mạng bù phản hồi. Thông thường, datasheets chỉ cho bạn biết những gì nên sử dụng và không cung cấp cho bạn đủ thông tin để đưa ra các giá trị của riêng bạn. Đọc phần đó của biểu dữ liệu một cách cẩn thận và xem bạn đã đáp ứng tất cả các điều kiện để sử dụng các giá trị bạn đã làm chưa. Đó là những giá trị được đề xuất cho phần này, phải không?

Thêm:

Tôi có ý định đề cập đến điều này trước đây nhưng nó đã trượt qua các vết nứt. Bạn phải chắc chắn rằng cuộn cảm không bão hòa. Điều đó có thể gây ra tất cả các loại vấn đề khó chịu, bao gồm cả quá độ lớn và kiểm soát sự mất ổn định. Từ dấu vết phạm vi đầu tiên tôi đã sao chép, chúng ta có thể thấy rằng cuộn cảm đang được sạc cho 300 ns từ khoảng 3,8 V. 3,8V x 300ns / 2,2 tiềnH = 518mA. Đó là dòng điện dẫn cực đại trong trường hợp này. Tuy nhiên, đó là ở một đầu ra hiện tại khá thấp. Một lần nữa từ theo dõi phạm vi, chúng ta có thể suy ra dòng điện đầu ra chỉ khoảng 75-80 mA. Ở các dòng đầu ra cao hơn, dòng điện dẫn cực đại sẽ tăng lên cho đến khi cuối cùng bộ điều khiển sẽ chạy ở chế độ liên tục (tôi đoán vậy, nhưng rất có thể). Bạn phải đảm bảo dòng điện dẫn không vượt quá giới hạn bão hòa của nó trên toàn phạm vi. Các cuộn cảm được đánh giá ở mức nào?

Đã thêm 2:

Tôi nghĩ có hai vấn đề cơ bản ở đây:

  1. Bạn đang mong đợi một nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi có tiếng ồn thấp như nguồn cung cấp năng lượng tuyến tính mà bạn đã xem xét. Điều này là không hợp lý.

  2. Bạn đang nhận được rất nhiều tạo tác đo lường làm cho đầu ra trông tệ hơn rất nhiều so với thực tế.

Bố cục ban đầu của bạn không giúp đỡ vấn đề. Cái thứ hai tốt hơn nhưng tôi vẫn muốn thấy một vài cải tiến:

Thật không may, bạn có lớp tStop bật lên làm lộn xộn những gì chúng ta thực sự muốn thấy, nhưng tôi nghĩ chúng ta vẫn có thể giải mã được bức tranh này.

Bây giờ bạn có một đường dẫn trực tiếp từ diode thông qua nắp đầu ra trở lại mặt đất của nắp đầu vào mà không cắt trên mặt phẳng mặt đất. Đó là một cải tiến lớn so với bản gốc. Tuy nhiên, bạn đã phá vỡ mặt phẳng mặt đất với một khe hình chữ L lớn ở giữa kéo dài đến tận cạnh dưới. Các phần bên trái và bên phải của đáy của mặt phẳng mặt đất chỉ được kết nối bằng một tuyến đường dài. Điều này có thể dễ dàng khắc phục bằng cách giảm yêu cầu khoảng cách quá mức xung quanh một số lưới của bạn và bằng cách di chuyển một vài phần chỉ một chút. Ví dụ, không có lý do gì hai vias rất lớn ở bên phải của đầu vào + không thể cách xa nhau để cho mặt phẳng mặt đất chảy giữa chúng. Điều tương tự cũng đúng ở bên trái của R3, giữa cực âm của diode và C5, và giữa cạnh bảng và D1.

Tôi cũng nghĩ rằng bạn có quá ít điện dung cả trước và sau khi chuyển đổi. Thay đổi C1 thành 22 CẦU như C5 và thêm một nắp gốm khác ngay lập tức giữa hai chân của JP2.

Hãy thử một thử nghiệm mới với bố cục mới. Hàn thủ công thêm 22 nắpF khác trực tiếp giữa các chân của JP2 ở dưới cùng của bảng. Sau đó kẹp đầu nối phạm vi vào chân "-" (không phải một số điểm tiếp đất khác trên bảng, chỉ trực tiếp vào chân "-" ) và móc chính đầu dò vào chân "+" (một lần nữa, ngay tại chân, không phải một số điểm khác trên mạng điện áp đầu ra). Đảm bảo không có gì khác được kết nối với bo mạch, bao gồm mọi đầu dò phạm vi khác, kẹp nối đất, dây nối đất, v.v ... Chỉ có kết nối khác là pin, cũng không nên kết nối với bất kỳ thứ gì khác. Giữ thiết lập này ít nhất một chân hoặc cách xa bất kỳ thứ gì khác dẫn điện, đặc biệt là bất cứ thứ gì có căn cứ. Bây giờ hãy nhìn một dạng sóng đầu ra. Tôi nghi ngờ bạn sẽ thấy tiếng ồn ít hơn đáng kể trong phạm vi đầu tiên bạn đã đăng.


2
Olin, Cảm ơn rất nhiều vì cái nhìn sâu sắc đáng kể của bạn. Bạn rõ ràng là một chuyên gia và tôi đang học được rất nhiều từ quá trình phân tích và suy nghĩ của bạn. Tôi đánh giá cao tiêu chuẩn cao mà bạn nhấn mạnh từ một poster câu hỏi. Tôi đồng ý trong một số trường hợp tôi bỏ qua thông tin cơ bản, hiện tôi đã sửa bằng cách chỉnh sửa nó thành câu hỏi ban đầu. Mặc dù tôi là một kỹ sư cơ khí có trình độ học vấn cao và có kinh nghiệm, nhưng việc đào tạo và kinh nghiệm chính thức của tôi về kỹ thuật điện thực tế là không tồn tại. Tôi có nghĩa là không thiếu tôn trọng bằng cách không đáp ứng các tiêu chuẩn vẽ sơ đồ, mà tôi chưa học được.
Dave.Mech.Eng

1
Vin = 3.6V, Vout = 7.2V. Tần số chuyển đổi thực sự là 1Mhz và không được người dùng lựa chọn. Mặc dù nó là một cuộn cảm có giá trị thấp (2.2uH), nhưng đó là những gì bảng dữ liệu chỉ định. Dòng bão hòa của nó là 4.2A. Đây là cuộn cảm tôi đang sử dụng: ( search.digikey.com/ca/en/products/NR6028T2R2N/587-2098-1-ND/ Lỗi ). Tôi đang sử dụng điện trở và giá trị tụ điện được đề nghị trên pin comp. Cảm ơn rất nhiều vì cái nhìn sâu sắc của bạn về những gì đang xảy ra tại nút chuyển đổi. Tôi không hiểu tín hiệu ở đó cho đến khi tôi đọc lời giải thích của bạn.
Dave.Mech.Eng

1
@DaveMech: Vấn đề tổng thể vẫn thuộc về chính xác vấn đề bạn đang gặp là gì? Bạn có bị làm phiền bởi xung rõ ràng bởi nhiễu xung trên đầu ra hoặc dao động điện áp lớn hơn và chậm hơn? Nó sẽ giúp nếu bạn đi qua bài viết của tôi và trả lời cụ thể các câu hỏi tôi đã hỏi. Tôi hỏi mỗi người một lý do, liệu lý do đó có rõ ràng với bạn hay không. Bạn đã xóa điện áp đầu vào và đầu ra và dòng điện (3.6V in, 7.2V và 60mA out), nhưng các câu hỏi khác vẫn còn.
Olin Lathrop

1
@DaveMech: Tôi thấy bạn đã trả lời khi tôi đang gõ bình luận cuối cùng của tôi. Có vẻ như mọi thứ đang hoạt động như dự định và cuộn cảm chắc chắn không bão hòa. Bây giờ tôi trở lại để không thực sự chắc chắn những gì là khiếu nại tổng thể.
Olin Lathrop

4
Cảm ơn Olin, hướng dẫn của bạn về mạng lưới bồi thường là chính xác. Có một sự mất ổn định kiểm soát mà bây giờ đã được giải quyết. Tôi đã cập nhật câu hỏi với giải pháp nếu bạn quan tâm. Tôi sẽ tiếp tục thực hiện các đề xuất của bạn về bố trí. Cảm ơn bạn đã giúp đỡ.
Dave.Mech.Eng

5

Trước tiên tôi sẽ kiểm tra xem vấn đề bạn đang theo đuổi có thực sự tồn tại và không phải là một vật phẩm từ nền tảng kém của máy hiện sóng. Tôi đã dành khá nhiều giờ để theo dõi tiếng ồn trên đường ray cung cấp điện chỉ để thấy rằng nó biến mất (gần như) khi tôi sử dụng kết nối mặt đất trên đầu dò dao động, thay vì một dây riêng cho máy hiện sóng.


1
Cám ơn vì sự gợi ý. Tôi đã sử dụng các clip cá sấu dẫn trên đầu dò của tôi xuống đất. Tôi quyết định thử thay thế phương pháp nối đất này bằng một vòng nối đất trên đầu dò để cung cấp độ dẫn điện thậm chí thấp hơn xuống đất. Tôi vẫn đo tiếng ồn.
Dave.Mech.Eng

5

Đo gợn và tiếng ồn "đúng" trong thế giới cung cấp điện được thực hiện rất cụ thể để tránh thu nhiễu CM.

10μF100nF1MΩ

Nếu dạng sóng gợn mà bạn thấy bây giờ trông hoàn toàn khác, tôi sẽ kết luận rằng phép đo ban đầu của bạn bị sai sót do bộ thu CM. Nếu không, bạn có một vấn đề tiếng ồn hợp pháp trên tay của bạn.

Cập nhật 1: Tôi thấy rằng bạn có AGND và PGND có dây cứng cùng với sơ đồ cũng như bố cục của bạn và các thành phần bù của bạn sẽ được tách ra khỏi nguồn điện từ pin AGND. Đây là một điều xấu". Nhìn kỹ vào bố cục tham chiếu Micrel. Tất cả các tụ bù khởi động và bù mềm đều được chuyển đến một vùng riêng, sau đó được kết nối với AGND, sau đó đến PGND. Điều này đảm bảo rằng không có dòng chuyển mạch nặng sẽ làm phiền các thành phần bù và điều khiển nhạy.

Dường như có tiếng chuông HF khi công tắc của bạn bật, đánh giá bằng dạng sóng nút chuyển đổi bạn đã cung cấp. IC này không cung cấp cho bạn quyền kiểm soát thời gian bật và tắt (FET được tích hợp), do đó bạn có thể cần phải thử một diode chỉnh lưu tăng cường khác hoặc thêm một số snubbers để tắt tiếng chuông.


Cám ơn vì sự gợi ý. Tôi giả sử CM là viết tắt của Chế độ chung? Tôi đã thêm các thành phần bạn đề xuất vào mạch của tôi thay vì đầu dò, vì nó tương đương với điện và không làm hỏng đầu dò của tôi. Tôi cũng giới hạn băng thông và đặt đầu dò của mình lên 1x. Tiếng ồn đã giảm đáng kể từ pp 3V xuống 120mV. Tuy nhiên, đây có phải là gian lận không? Bằng cách giới hạn băng thông, tôi chỉ đơn giản là bỏ qua các tần số cao hơn nơi nhiễu nằm. Chỉ vì tôi không nhìn vào nó không có nghĩa là nó không ở đó.
Dave.Mech.Eng

1
Đầu dò 1x và các nắp phụ chỉ tải mạch tại điểm kiểm tra và do đó ảnh hưởng lớn đến những gì tôi đang cố gắng đo. Vì vậy, tôi chỉ đơn giản là làm mờ số đo của mình bằng cách tải mạch. Một lần nữa, tôi đang che giấu những gì tồn tại bằng cách tải mạch, tuy nhiên, nguồn và nguyên nhân của tiếng ồn vẫn tồn tại.
Dave.Mech.Eng

Mỗi công ty cung cấp điện lớn sử dụng phương pháp này. Nhiều khách hàng đưa phương pháp này trực tiếp vào thông số kỹ thuật của họ. Bạn không thể cho rằng những gì bạn nhìn thấy là gợn và nhiễu thực tế trừ khi bạn thực hiện các biện pháp phòng ngừa để ngăn đầu dò của bạn thu được tiếng ồn CM. link 1 link 2 Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: IAAPSD (Tôi là nhà thiết kế cung cấp điện)
Adam Lawrence

Madmanguruman, Cảm ơn các liên kết và lời khuyên của bạn. Tôi đã không nghe thấy tiếng ồn CM hoặc các thông số kỹ thuật thử nghiệm trước đó. Tôi sẽ tiếp tục đọc thêm về kỹ thuật đo và tiếng ồn CM và hy vọng tôi có thể hiểu được giải quyết vấn đề này. Cảm giác của tôi là vẫn còn quá nhiều tiếng ồn để chỉ là một vấn đề hiện tại CM. Tôi sẽ mất một số công việc từ phía tôi để giải quyết điều này. Cảm ơn bạn đã giúp đỡ.
Dave.Mech.Eng

Phản hồi với update1: Tôi đã cố gắng quan sát vấn đề tách biệt các căn cứ tương tự và kỹ thuật số trong bố cục. Lý do bạn không thấy điều này được phản ánh trong sơ đồ là bởi vì phần mềm EDA tôi đang sử dụng, Cadsoft Eagle, không cho phép bạn kết nối hai căn cứ mà không ghi đè tên mạng của một trong những căn cứ này. Tôi đã tạo ra các bộ phận đại bàng cho phép hai căn cứ được kết nối trên sơ đồ trong khi bảo tồn tên mạng của chúng và được kết nối điện trên bố trí. Nhưng, điều này dẫn đến lỗi DRC trong cách bố trí do các dây dẫn chồng chéo với các tên mạng khác nhau.
Dave.Mech.Eng

3

Tôi nghĩ rằng bố cục của bạn cho bộ điều chỉnh là rất lớn - Kiểm tra ví dụ được cung cấp trong bảng dữ liệu:

MIC2253 Bố cục đề xuất

Tất cả các bộ lọc được đặt trực tiếp bên cạnh IC (đặc biệt là C5). Ví dụ, nắp đầu ra của bạn (C5) dường như cách IC hơn một inch. Có C3 ở xa như bạn chọn cho điện áp cũng có thể gây ra sự cố (Tiếng ồn gây ra trên chân FB có thể gây ra chuyển đổi thất thường?)

Đừng để bài báo nảy mặt đất đó dẫn bạn đi sai hướng - trong khi tôi chắc chắn những điểm của nó về kích thước và hướng vòng lặp là quan trọng, có lẽ điều quan trọng nhất là:

  • Giảm thiểu độ dài của nút SW (của bạn mở rộng khoảng cách hợp lý để đến D1, di chuyển tiếp giáp D1 / L1 trực tiếp đến góc của IC.

  • Giảm kích thước của vòng lặp càng nhiều càng tốt.

Tôi cũng sẽ cho phép thêm một chút khoảng trống trong nắp đầu ra của bạn - thông số sơ đồ 16v của bạn nhưng bạn có lựa chọn điện áp đầu ra @ 15v.

Tôi không phải là một chuyên gia về SMPS nhưng tôi đã có một vài thành công và thất bại trong quá khứ.


1
đồng ý: chuyển đổi 1 MHz là nhanh và cần phải gọn nhất có thể.
Jason S

1

đây là một phỏng đoán tổng thể và tôi đã không nhìn vào bảng dữ liệu chip, nhưng C1 có vẻ hơi nhỏ. Bạn đã thử chỉ cần đẩy anh chàng đó lên thứ gì đó như 100uF chưa?


1
Cám ơn vì sự gợi ý. Tôi đã tăng giới hạn đầu vào (egC1) bằng cách hàn một gốm 22uF khác song song với nắp 2.2uF được đề xuất bởi biểu dữ liệu. Điều này sẽ cung cấp cho hơn 10 lần điện dung đề nghị tối thiểu. Điều này không có tác dụng. Ngoài ra, đã thử gắn một nắp điện phân 1mF vào đầu vào mạch của tôi. Điều này không xa C1 và song song với nó. Điều này cũng không có tác dụng.
Dave.Mech.Eng
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.