Неравномерность понижающего регулятора переключения с пульсациями на выходе

Используя L5973D — я следовал схеме, как указано в техническом описании, но я пробовал две разные катушки индуктивности. Я обнаружил проблемы с другими системами на плате с одним индуктором ( 744 561 15 ), такими как Microchip, при работе в режиме отладки. В качестве диода Шоттки (D1) используется STPS340-SMB вместо STPS2L25 .

введите описание изображения здесь

Требования к индуктору 15 мкГн и 3А. Итак, первой выбранной катушкой индуктивности был DO3316P-153 (согласно техническому описанию L5973D). Частота выходного сигнала L5973D на первом выводе (обведен красным на схеме) показана на рисунке ниже:

введите описание изображения здесь

При замене катушки индуктивности на более доступную (744 561 15) частота на выводе 1 указана на рисунке ниже:

введите описание изображения здесь

С 744 561 15 есть эта дополнительная пульсация перед прямоугольной волной, может ли кто-нибудь объяснить, что здесь происходит?

Старая катушка индуктивности (DO3316P-153) фильтрует или новая катушка индуктивности (744 561 15) добавляет задержку?

РЕДАКТИРОВАТЬ:

После работы платы более часа система продолжает перезагружаться. На данный момент я не уверен, что происходит, какие-либо предложения?

Непонятно, какой модели "новый" индуктор, дайте ссылку. Также эти графики показывают не частоту, а напряжение (с течением времени).
Как вы определили, что вам нужен индуктор 3А, каков ваш фактический выходной ток? Вы используете вход 12 В в соответствии с изображением осциллографа? Я полагаю, что вы перепутали диоды в OP. Диод STPS2L25 имеет ограничение по току 2А, что явно недостаточно для тока катушки индуктивности 3А.
@Bimpelrekkie, новый индуктор (744 561 15) упоминается в первом абзаце. Частота канала CH1 отображается в нижней правой части прикрепленного изображения (243 кГц).
Деталь Wurth имеет значительно более низкую собственную резонансную частоту (типичная 17 МГц против 27 МГц, типичная для части Coilcraft), что может быть частью проблемы.
@Barleyman В техническом описании L5973D указано 3A на странице 9, а также 15uH. Да, я использую 12 В, извините, что не упомянул об этом. Что касается диода, я использую STPS340-SMB, который рассчитан на 4 А, и это правильно.
@PeterSmith Я не знал об этом, но не понимаю, как это повлияет на мою текущую ситуацию. Это в диапазоне 250 кГц.
@ГаретТ. Это зависит от скорости перехода переключателя. Если он находится достаточно близко к SRF индуктора, он может сделать то, что вы видите.
Попробуйте загрузить вывод чем-то, что соответствует вашей реальной нагрузке. Или попробуйте добавить керамический конденсатор на 1 мкФ параллельно электролиту. Или сделать оба. Эффективная параллельная емкость худшего индуктора может вызвать это при легких нагрузках с плохим электролитическим ВЧ-конденсатором на выходе.
Похоже, вы только что вошли в DCM со своим индуктором 744 561 15. Вы разработали дизайн для CCM?
@winny Теперь, когда вы это говорите, это кажется таким очевидным, что все в порядке в DCM.
@ГаретТ. Техническое описание предназначено для некоторых конкретных рабочих параметров, например, напряжения и нагрузки. Поэтому, если вы на самом деле не загружаете выход ~ 2,5 А или около того, вам не понадобится индуктор на 3 А. Если ваша нагрузка (намного) меньше, вы бы хотели, чтобы на CCM оставалась большая индуктивность. Регулировка рабочих параметров преобразователя постоянного тока в постоянный является нетривиальным делом, и микро-техническое описание ST дает вам в этом отношении приседания Диддли. Возможно, у них есть инструмент или ссылка на сайт компании.
Поскольку значение индуктивности не изменяется, DCM будет присутствовать, будь то старый индуктор (DO3316P-153) или новый индуктор (744 561 15). так как для старого индуктора поведение ДКМ не наблюдается, а для нового наблюдается, то при частоте коммутации 250 кГц индуктивность нового индуктора еще меньше при 250 кГц. при частоте коммутации 250 кГц с Vin 12, Vout 3,3 В, с 15 мкГн пульсации тока pp составляют ~ 683 мА, если нагрузка по умолчанию < ~ 300 мА, то будет введен DCM,
@user19579 user19579 Откуда вы взяли эту информацию (я не могу найти ее в таблице данных, которая у меня есть). Спасибо за ваш комментарий. Действительно полезно.
@Gareth T: Это расчеты ерша, которые можно найти в любой общей конструкции Buck, V (Vinmax-Vout) = L * di (пульсация) / dt (время). Найдите мин. Lмин. Затем с выбранным L вычислите дельту I, ваш ток должен быть не менее > дельта I/2, чтобы иметь CCM.

Ответы (1)

Кажется, ваш ток нагрузки достаточно мал, чтобы преобразователь buck перешел в прерывистый режим. В общих чертах это означает, что заряд индуктора исчерпывается до конца цикла, поэтому вы получаете некоторый звон перед началом следующего цикла.

Обычно рекомендуется оставаться рядом с переходом между непрерывным и прерывистым режимами при нормальной работе. Теоретически это приводит к оптимальным размерам и стоимости компонентов, но практически это очень изменчивая цель.

Википедия дает достаточно хорошее объяснение того, что там происходит: https://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter#Discontinuous_mode

Чтобы подтолкнуть SMPS обратно к CCM, вам понадобится большее значение индуктивности. Однако изменение размера катушки индуктивности также может потребовать меньшего выходного конденсатора. И тогда вам также необходимо заново отрегулировать компенсацию контура обратной связи.

Если вас все это не устраивает, я бы посоветовал

  • Оставьте это в покое, DCM не является проблемой как таковой, или
  • Используйте веб-инструмент Texas Instruments для разработки схемы SMPS, он сделает за вас практически все. Дети в наши дни.
Неравномерность понижающего регулятора переключения с пульсациями на выходе
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v