Tôi hiện đang xây dựng một công cụ chuyển đổi buck. Các thông số chính của nó là như sau:
- Đầu vào 24V
- Đầu ra 5V / 3A
- Có thể duy trì dòng điện quá tải lớn gây ra bởi sự chuyển đổi của đèn LED nguồn (~ 2A)
Tôi đã chọn một bộ chuyển đổi buck đồng bộ từ TI phù hợp với nhu cầu của tôi về đặc tính điện, gói và chi phí: TPS54302 . Nguyên mẫu đầu tiên được thiết kế theo các khuyến nghị và công thức biểu dữ liệu. Việc định tuyến PCB đã được thực hiện bắt chước bảng đánh giá của bộ chuyển đổi.
Dưới đây là sơ đồ và CAD:
(Bảng 4 lớp, lớp 2 và 3 bị ẩn. Chúng lần lượt chứa mặt phẳng GND và mặt phẳng cung cấp)
Có các dấu chân tụ điện bổ sung trên thiết kế này để có thể kiểm tra các cấu hình thành phần khác nhau.
Khi tôi thực sự thử nghiệm bo mạch, tôi hài lòng với các đặc điểm chính: hiệu quả, dòng điện đầu ra và điện áp, gợn đầu vào và đầu ra.
Tuy nhiên, tôi muốn kiểm tra sự ổn định của nguồn điện và đây là lúc tôi bắt đầu quan sát những hành vi bất ngờ. Tôi không có bất kỳ bộ phân tích mạng hoặc bộ tạo tín hiệu nào, ngăn tôi đo biên độ pha. Thay vào đó, các nghiên cứu của Google đề nghị tôi đo các biến đổi điện áp đầu ra trong khi áp dụng dòng tải tạm thời (~ 1A thoáng qua với thời gian tăng / giảm <1 Lời). May mắn thay, tôi có một MOSFET điều khiển đèn LED trên bảng. Tôi chỉ phải đoản mạch đèn LED để tạo ra dòng điện thoáng qua.
Các sơ đồ bên dưới hiển thị thiết lập thử nghiệm của tôi trong đó MCU_GPIO_1 tạo tín hiệu PWM và MCU_GPIO_2 liên tục được đặt ở mức cao.
Như bạn có thể thấy, có những dao động đáng kể trên điện áp đầu ra khi tải hiện tại được giải phóng. Để tìm hiểu nguồn gốc của các dao động này, tôi đã tiến hành các thử nghiệm sau:
- chơi với giá trị của tụ điện chuyển tiếp C10
- thay đổi cấu hình tụ điện đầu vào (nhiều MLCC hơn)
- thêm một hạt ferrite nối tiếp với đầu vào 24V (thay cho diode bảo vệ D2)
- thay đổi cấu hình tụ điện đầu ra (nhiều MLCC hoặc 1 tụ polymer lớn)
Cho đến nay, những bài kiểm tra "mù" này đã dẫn tôi đến đâu. Tôi đang tìm kiếm khách hàng tiềm năng mới để hiểu những gì đang diễn ra ở đây, trước khi bắt đầu đợt thử nghiệm thứ hai. Vì vậy, đây là những câu hỏi của tôi:
- Làm thế nào tôi có thể có dao động chỉ trên bản phát hành hiện tại và không có trong bản vẽ hiện tại?
- Điều gì có thể là yếu tố thiếu ở đây: định tuyến? Bộ lọc đầu vào? Khác?
Cảm ơn bạn đã giúp đỡ :)
PS: đây là câu hỏi đầu tiên của tôi trên StackExchange. Mọi lời khuyên về việc cải thiện hình thức câu hỏi của tôi đều được chào đón :)
EDIT: Andy Aka đã đưa ra câu trả lời trong các bình luận: đó là một vấn đề liên quan đến tiếp đất xấu của tàu thăm dò. Bức ảnh này tóm tắt lại:
Bạn sẽ không bắt tôi phạm sai lầm bất cẩn đó một lần nữa!