Проблема шума с регулятором переключения buck/boost

Я разрабатываю электрическое устройство для исследовательского проекта (я аспирант, но, к сожалению, не ЭЭ!). Дополнительную информацию об устройстве можно найти по адресу http://iridia.ulb.ac.be/supp/IridiaSupp2012-002/ .

У последнего прототипа была проблема с блоком питания, и поэтому я попытался решить эту проблему, разработав новый, более совершенный. Так как устройство питается от литий-ионной батареи, я решил использовать импульсный стабилизатор LTC3536 buck/boost: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3536fa.pdf

В основном я использовал эталонную реализацию (страница 1 таблицы данных) для источника питания 1 А / 3,3 В, как показано здесь: (источник: ulb.ac.be )схематический

Есть три отдельных заземляющих слоя: PGND, идущий от батареи, GND, обычное заземление, и AGND для аналоговых датчиков и т. д.

Это плата, которую я разработал в Eagle. Я уже заметил некоторые отклонения от эталонного дизайна, например, C3 и C4 должны быть размещены намного ближе к LTC (U3): (источник: ulb.ac.be )доска

Это вывод, который я вижу на VCC (с нагрузкой или без, Vin = 4,7 В). Как видите, Vpp огромен! Для Vin<4,3В он меньше, но все же весьма существенен. (источник: ulb.ac.be )шипы

Я проделал немного проб и ошибок, переместив C3 и C2 ближе к LTC и добавив еще один конденсатор 1 мкФ к C7. Это не сильно помогло. Затем я заменил C7 конденсатором на 220 мкФ вместо 22 мкФ, указанных в описании. При этом Vpp составляет ~ 200 мВ. Это намного лучше, но все еще далеко от того, что указано в техническом описании. Кроме того, это справедливо только для Vin>4,3 В; ниже этого порога Vpp все еще превышает 2 В. Я предполагаю, что это регулирование надбавки против понижения, которое вносит изменения, но я действительно не понимаю, как я могу это исправить.

Теперь вопросы:

  1. Мне было интересно, не сделал ли я ошибку, очевидную для опытного глаза?
  2. Почему Vpp такой большой, когда шум, указанный в техническом описании, составляет всего 40 мВ?
  3. Есть ли другой способ исправить это, кроме случайного включения разных выходных конденсаторов?
Вы тестируете блок питания с нагрузкой на его выходе? Похожа ли эта нагрузка на нагрузку, которую вы будете иметь при нормальных условиях эксплуатации?
Да, я использовал его с нагрузкой и без нее.
« Vpp составляет ~ 200 мА » - предположительно это опечатка, и Vpp находится в милливольтах, а не в миллиамперах. Если нет, объясните, что вы имеете в виду, спасибо.
Помимо ИСПРАВЛЕНИЯ шума, как вы его ИЗМЕРЯЕТЕ. Где находится ваш прицел? Если вы переместите пол прицела, изменится ли отображаемый шум. Постарайтесь разместить заземление прицела как можно ближе к сигнальной точке. Известно, что чрезмерно увлеченные люди используют короткий провод от заземляющего кольца на наконечнике зонда до ближайшего заземления, поэтому длина заземляющего провода составляет несколько миллиметров.
Как сейчас обстоят дела с производительностью и шумом?
Отличная информация в этом вопросе. OP arnuschky, не могли бы вы исправить ссылки на изображения выше, чтобы сохранить эту информацию в сообществе?
Зафиксированный. Я случайно удалил файлы на сервере.

Ответы (1)

Думаю, у вас будут проблемы с макетом. C3/C4 ДОЛЖЕН быть ближе к контакту 1 (РЕДАКТИРОВАТЬ, здесь следует читать контакты 8/9, а не контакт 1) . Когда я говорю ближе, я имею в виду жизнь на этом! То же самое с C7 - его нужно поставить прямо на контакт 7. Я никогда не использовал эту часть, но это стандартная процедура для этого типа устройств.

Подумайте об импульсах тока, протекающих от вывода 7 к C7, и о длине дорожки между ним и микросхемой — вероятно, 20 нГн дорожки.

Наземный возврат С7 - куда он идет? Он возвращается к неправильному контакту заземления (сигнальное заземление). Заземление C7 должно быть как можно короче до контактов 5 и 13, не нарушая при этом законы о вторжении. И это должно быть вашей звездной точкой для отключения сигнальной земли. Затем сигнальная земля должна идти на ваши компоненты обратной связи и вообще не пропускать нагрузку или ток C7.

Я бы отказался тестировать эту печатную плату, если бы она была передана мне. Извините за резкость, но это золотые правила коммутации цепей: -

введите описание изображения здесь

Спасибо за быстрый ответ. Извините за элементарные вопросы, но я всего лишь любитель, поэтому, пожалуйста, потерпите меня. :) Что такое "нарушение законов"? У вас есть источник, где я могу прочитать некоторую справочную информацию? Я также не понял «выделенный маршрут Кельвина», упомянутый в техническом описании? Это просто отдельный путь с меньшей шириной трассы? Я попытаюсь перенаправить плату завтра, используя ваши предложения.
@arnuschky Нет проблем. Законы о вторжении - просто мое чувство юмора и попытка сказать, что линия заземления устройства должна быть короткой = получить устройство прямо до контакта на чипе. Маршрут Кельвина — это линейный технический жаргон, означающий использование отдельного пути к звездной точке, и в основном эта звездная точка является соединением контакта 5 и контактной площадки под ним (13). Перед повторной маршрутизацией есть несколько вещей, которые нужно попробовать. Попробуйте 10 мкФ керамику в двух местах - контакт 7 к контакту 13 (снизу, возможно, просверлите отверстие для пропуска провода) и контакт 1 к контакту 5/13 - возможно, используйте ту же технику. Попробуйте и посмотрите, улучшится ли оно.
Два обожженных пальца спустя... Первым делом нужно было исправить заземление C3, C4 и C7. Я припаял электролитические конденсаторы прямо поверх штырьков. Пути были длинными, так как я мог вместить только сквозные компоненты, но все же зависимость шума от Вин исчезла. Vpp было около 900 мВ. Затем я снял эти колпачки и припаял 10 мкФ керамику с другой стороны (просверлив отверстие), как предложил Энди. Vpp упал до 350 мВ, и это даже без входных конденсаторов! Добавление C2, C3 (керамические конденсаторы 1 мкФ и 10 мкФ) на обратной стороне контактов 8/9 дает Vpp~100 мВ. Добавление 10 мкФ с контакта 1 на контакт 3 мало что изменило.
Колпачок, который я добавил, просверлив отверстие, находился между штифтом 7 и штифтом 13/плоскостью PGND. Затем я добавил 22 мкФ elca сзади, что ничего не изменило. Я только что увидел, что вы попросили меня добавить 10 мкФ от контакта 1 к контакту 5/13. Я сделал это сейчас, это не сильно изменилось.
Хорошо, чтобы облегчить себе задачу, какой шум был раньше и какой сейчас?
2,2 В против ~ 120 мВ
Вы пробовали это под нагрузкой и без нагрузки или, может быть, нагрузка всегда подключена? Пока звучит неплохо — может быть, вы сможете починить печатную плату без повторной итерации?
Нам нужно изготовить ~50 штук, поэтому мне нужно починить печатную плату. Нагрузка всегда подключена, но я могу варьировать от 80 мА до 400 мА.
@Andyaka Когда ты говоришь в своем ответе. «C3/C4 ДОЛЖЕН быть ближе к контакту 1». Я думаю, будет лучше, если они будут ближе к PIN7/8/ Это контакты Vin. Ты согласен?
@JesúsCastañé Я ошибаюсь, но ты тоже!!! контакты 8 и 9 — это контакты Vin, к которым они должны быть близки, и они подключаются к контакту 1.
@Andyaka/@JesúsCastañé: Это то, что я реализовал на сайте electronics.stackexchange.com/questions/74703/…
Проблема шума с регулятором переключения buck/boost
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v