Не получается стабильное выходное напряжение с DC-DC Buck Converter

Имея опыт работы в области компьютерных наук, я новичок в электронике и мой первый пост здесь. Я работаю над хобби-проектом с намерением в конечном итоге разработать печатную плату, и первым шагом является разработка понижающего преобразователя, чтобы довести входное напряжение до 5 В для управления Arduino. Я использую блок питания ноутбука 19 В в качестве входа.

Я использую MP1584EN для чипа регулятора напряжения. В целях тестирования я делаю это на перфокарте. В основном я использовал типичную схему приложения из таблицы данных с небольшими изменениями, как показано на прилагаемой схеме, но когда я измеряю выходное напряжение, оно создает большие пульсации, как видно на скриншотах. Пульсации возникают с интервалом около 3 секунд, когда выходное напряжение достигает 7,25 В (иногда даже до 8,5 В), а затем медленно падает до 5 В, и цикл продолжается . Если я подключу нагрузочный резистор 1 кОм, амплитуда пульсаций останется прежней, но интервал уменьшится примерно до 15 мс (не удалось опубликовать эти показания осциллографа, потому что я получал сообщение об ошибке, что мне нужно как минимум 10 репутации, чтобы опубликовать более 2 ссылок). .).

Почему я получаю этот вывод? Что я делаю не так?

РЕДАКТИРОВАТЬ 1:Спасибо всем за ответы. Большое спасибо, что этот пост стал довольно длинным. Я попытался ответить на все вопросы и получить дополнительную информацию/результаты в этом редактировании, за исключением увеличения L, которое я попробую в следующий раз (не хотел увеличивать пространство в моем дизайне с помощью огромной L). Но перед этим я хочу упомянуть, что у меня, вероятно, плохое заземление (на мой взгляд, не очень плохое), но я не думал, что это вызовет такие огромные импульсы напряжения. По моим измерениям, как только напряжение обратной связи достигает 0,8 В, происходит всплеск, а затем медленно разряжается через выходной конденсатор C2. Я измерил время разряда от 8 В до 5 В для 22 мкФ C2 при нагрузке 1 кОм, и оно, похоже, соответствует ширине импульса. Удивительно, но после того, как я провел все остальные тесты, как показано ниже, повторное тестирование с нагрузкой 1K дало совершенно другие результаты. Я увеличил выходной конденсатор C2 до гораздо более высокого значения, чтобы длительность импульса увеличилась, но схема осталась. Я некоторое время играл с Arduinos / ESP8266 / SD-картой и т. Д. И дешевыми понижающими преобразователями постоянного тока (используя MP1584), и я подумал, что пришло время объединить все на печатной плате после прототипирования на перфорированной плате, потому что я не хочется продолжать пересматривать печатную плату снова и снова только из-за проблем с питанием. Следовательно, идея perfboard только для проверки каждого компонента, который я использую, оправдана. Итак, сначала перфборд. MP1584 находится в нижней части разъема SOIC8. и дешевые понижающие преобразователи DC-DC (использующие MP1584), и я подумал, что пришло время объединить все на печатной плате после прототипирования перфорированной платы, потому что я не хотел снова и снова пересматривать печатную плату только из-за проблем с блоком питания. Следовательно, идея perfboard только для проверки каждого компонента, который я использую, оправдана. Итак, сначала перфоборд. MP1584 находится в нижней части разъема SOIC8. и дешевые понижающие преобразователи DC-DC (использующие MP1584), и я подумал, что пришло время объединить все на печатной плате после прототипирования перфорированной платы, потому что я не хотел снова и снова пересматривать печатную плату только из-за проблем с питанием. Следовательно, идея perfboard только для проверки каждого компонента, который я использую, оправдана. Итак, сначала перфборд. MP1584 находится в нижней части разъема SOIC8. Теперь результаты теста: DSO для нагрузки 1 кОм, которую я не мог опубликовать ранее. Нагрузка 10 Ом: как вы можете видеть на втором рисунке, он изначально колеблется в диапазоне 5-12 В, но по мере нагрева резисторов колебания становятся 1-19 В (вход) Нагрузка 100 Ом: после того, как я провел вышеуказанные тесты, я снова протестировал нагрузку 1 кОм и без нагрузки. Нагрузка 1 кОм: Как вы можете видеть, пульсаций почти нет, но Vout составляет около 5,8 В. Без нагрузки (опять же после запуска тестов на 10, 100 и 1 кОм): Возможно, все это имеет смысл, но теперь я еще больше запутался. Извините, я понял после того, как некоторые изображения перевернуты или боком, но, надеюсь, читабельны. Не знаю, что произошло, но странно, что мой компьютер показывает их все горизонтально и с правой стороны.

РЕДАКТИРОВАТЬ 2:До сих пор не нашел решения, но просто обновил некоторые другие эксперименты, которые я провел. 1. У меня не было под рукой катушки индуктивности большего размера, но я попробовал подключить еще одну 4,7 мкГн, и это немного улучшило ситуацию (всплеск уменьшился более чем на 50%). Увеличение его еще больше около рекомендуемого значения 22 мкГн должно исправить ситуацию, но это увеличивает пространство и стоимость общего дизайна. Оставлю как последний вариант. 2. Я попытался заменить тантал 22 мкФ на керамический 10 мкФ, но не заметил никакой разницы (уменьшение значения C2, как и ожидалось, уменьшило время цикла). Я поставил обратно тантал (данные не советуют). 3. В отдельном тесте добавление еще 150 пФ от COMP к GND параллельно с уже установленной компенсационной цепью также улучшило ситуацию. 4. Наконец, добавление 150 пФ на R1 также сотворило чудеса и значительно улучшило ситуацию. Это ослабило пики, но увеличило общее ожидаемое выходное напряжение. 5. Приведенное выше предложение заставило меня задуматься о том, что если бы я уменьшил R1 и R2 в 10 раз и это дало бы наилучшие результаты. Напряжение было намного ближе к ожидаемому значению с пульсациями порядка 100 мВ, но постоянным, что, вероятно, можно исправить другими факторами, упомянутыми выше. 6. Только до тех пор, пока вдруг мой мультиметр не показал скачок от ожидаемого выходного напряжения к входному напряжению. Я проверил различные детали, и сопротивление между VIN и SW показывает около 120 Ом. Я поджарил свой MP1584EN, понизив резисторы R1 и R2? Приведенное выше предложение заставило меня задуматься о том, что если бы я уменьшил R1 и R2 в 10 раз, и это дало бы наилучшие результаты. Напряжение было намного ближе к ожидаемому значению с пульсациями порядка 100 мВ, но постоянным, что, вероятно, можно исправить другими факторами, упомянутыми выше. 6. Только до тех пор, пока вдруг мой мультиметр не показал скачок от ожидаемого выходного напряжения к входному напряжению. Я проверил различные детали, и сопротивление между VIN и SW показывает около 120 Ом. Я поджарил свой MP1584EN, понизив резисторы R1 и R2? Предложенное выше предложение заставило меня задуматься о том, что если бы я уменьшил R1 и R2 в 10 раз, и это дало бы наилучшие результаты. Напряжение было намного ближе к ожидаемому значению с пульсациями порядка 100 мВ, но постоянным, что, вероятно, можно исправить другими факторами, упомянутыми выше. 6. Только до тех пор, пока вдруг мой мультиметр не показал скачок от ожидаемого выходного напряжения к входному напряжению. Я проверил различные детали, и сопротивление между VIN и SW показывает около 120 Ом. Я поджарил свой MP1584EN, понизив резисторы R1 и R2? Я проверил различные детали, и сопротивление между VIN и SW показывает около 120 Ом. Я поджарил свой MP1584EN, понизив резисторы R1 и R2? Я проверил различные детали, и сопротивление между VIN и SW показывает около 120 Ом. Я поджарил свой MP1584EN, понизив резисторы R1 и R2?

Я думал, что был близок к тому, чтобы все исправить, но теперь я вернулся к нулю. Хуже всего то, что я не могу понять, когда и почему вдруг что-то пойдет не так с неожиданными выходами и разными выходами при повторении эксперимента в тех же условиях тестирования.

Я мог бы начать снова со свежим MP1584EN и посмотреть, как это пойдет.