Уменьшение скачков входного напряжения на понижающем преобразователе

Я использую понижающий преобразователь для снижения напряжения с 5 В до 1,8 В, чтобы иметь возможность управлять обоими этими уровнями напряжения в одной конструкции. Понижающий преобразователь работает правильно, генерируя чистое питание 1,8 В, но входная сторона понижающего преобразователя, сторона 5 В, загрязнена пиками коммутационного шума около 1,5 В из-за того, что понижающий преобразователь находится в цепи. Я использовал микросхемы FT440A и AP3429.

Я пробовал играть с емкостью на входе 5 В в понижающий преобразователь, а также добавлять диоды и катушки индуктивности, но до сих пор я не оказал реального влияния на амплитуду всплесков. Есть ли набор стандартных подходов к удалению такого рода входного шума, который кто-нибудь мог бы выделить?

Схема по умолчанию — это все, что я использую, за исключением попытки многочисленных модификаций на стороне Vin, чтобы избавиться от видимого шума:

введите описание изображения здесь

Вот всплески ввода, которые я вижу:

введите описание изображения здесь

Что касается компоновки, C1 максимально приближен к Vin. Я пробовал конденсаторы от 4,7 до 22 мкФ. Я также попытался добавить катушки индуктивности 3,3 мкГн и 4,7 мкГн между перед Vin.

Не могли бы вы добавить схему или диаграмму, чтобы поддержать ваши вопросы. Нам нужно увидеть детали дизайна. SMPS очень требовательны к сборке и не имеют шума на входе или выходе. Компоновка платы должна быть почти идеальной.
СОЭ C1 имеет решающее значение и является основной причиной фактических всплесков. Насколько вы уверены, что это не ошибки измерения из-за индуктивности заземления пробника? Спросите, если вы не знаете, как измерить всплески на 50 Ом, соединенных по переменному току.
Спасибо за ответ. Проблема заключалась в трассировке C1, так что конденсатор был припаян на место, но фактически не был подключен между Vin и GND. Понижающий преобразователь работает нормально по схеме.

Ответы (2)

Как и при любых измерениях с помощью оскопа в цепях импульсного регулятора, вы можете получить ложные показания пиков, если не будете использовать лучшие методы при проверке:

введите описание изображения здесь

Метод «плохого измерения» чувствителен к наведенным напряжениям от коммутационных токов — петля, образованная заземлением зонда, фактически действует как приемник магнитных полей. Чем больше площадь петли, тем больше помех улавливается.

Я не говорю, что это всегда виновато, но это может быть очень распространенной ошибкой при проверке сильноточных/частотных цепей.

Вы можете убедиться в этом, подключив наконечник пробника к заземляющему проводу пробника и, не выполняя физического соединения с вашим регулятором, переместите петлю, чтобы увидеть, что вы снимаете.

Спасибо за предложение, но шипы вполне реальны. Я попробовал ваше предложение, и нет никакой разницы в размере шипов.
@ Джейсон, тогда тебе нужно учитывать, что компоновка твоей печатной платы проблематична. Вы используете печатную плату? Если вы используете хлебопечку, всегда ожидайте таких проблем. Кстати, какой размер сигнала вы получили с закороченным зондом, как в моем последнем абзаце?
@Andyaka прав, на входе понижающего преобразователя есть значительный пульсирующий ток, поэтому входные конденсаторы должны иметь низкий ESR, а разводка печатной платы должна иметь очень низкую индуктивность от стока верхнего полевого транзистора до земли нижнего. FET или диод. Если все в порядке, добавление большей емкости уменьшит пульсации на входе. Если это не так, то разводка печатной платы проблематична.
Я использую печатную плату и располагаю дорожки как можно ближе к понижающему преобразователю. Никакой пульсации в том простом смысле, который я наблюдаю, нет. Он плоский со случайно синхронизированными всплесками от 0,5 до 1,5 В на 5 вольтах.
Случайно по времени? Они не синхронны с частотой коммутации? Вы уверены, что в вашей выборке не отсутствуют некоторые из них? Если они действительно случайным образом синхронизированы с переключением понижающего преобразователя, у вас другая проблема, не связанная с преобразователем понижающего преобразователя. Это не может вызвать случайные всплески. (Вы проверили джиттер вашего коммутационного узла и находитесь ли вы в режиме непрерывной проводимости или в режиме PFM?)
Положили ли вы репрезентативную нагрузку на выход? Возможно, он переходит в режим защиты от перенапряжения.
Я знаю, что выборка по объему в порядке. Я получаю один и тот же тип сигнала независимо от выбранного временного окна. Преобразователь подает питание на нагрузку. Может быть, из-за изменчивости высоты шипов я не вижу синхронного рисунка с шипами? Как узнать, работаю ли я в том или ином режиме? Как показано на диаграмме, я использую микросхему понижающего преобразователя.
@Jason Как насчет ссылки на этот конвертер?
Это кажется нормальным, но у меня есть опасения, что устройство показано с входным диапазоном до 4,2 вольт, а не 5 вольт. Пробовали ли вы снизить напряжение до 4 вольт и посмотреть, что произойдет?
Я уменьшил его до 4 В, и всплески стали меньше, но все же ярко выражены. Раньше я использовал преобразователь AP3429, и у меня были похожие проблемы. В своих поисках я только что наткнулся на LC-фильтры для входов SMPS, поэтому я собираюсь попробовать их в качестве лейкопластыря. Спасибо за помощь.
Попробуйте сфотографировать шип в прицел. Вставьте его в свой вопрос.
Изображение прицела прилагается. Входное напряжение было установлено на максимальное значение 4,2 В для рекомендуемой схемы. Это изображение для наихудшего случая, так как большинство пиков короче показанных.
Входной LC-фильтр для доллара может быть проблематичным. Google «Критерий Миддлбрука» для получения дополнительной информации. Можете ли вы опубликовать изображение формы сигнала узла переключения? Если вы запускаете на узле коммутатора, являются ли пики синхронными или они перемещаются относительно коммутатора?
Очень странно. Вы пробовали запускать по пику (конечно, быстрее) и одновременно отображать ch2, подключенный к коммутационному узлу на чипе?
Спасибо за ссылку на критерий Миддлбрука. Если я пойду по этому пути, я буду искать нестабильность входа. Теперь просветите меня, пожалуйста. Где на принципиальной схеме узел переключения, до катушки индуктивности, после? Раньше я не вдавался в детали SMPS. Глядя на выход SW непосредственно с микросхемы, пики действительно кажутся синхронными, поскольку они достаточно высоки, чтобы не потеряться в обычном шуме. К сожалению. мой низкокачественный прицел не может срабатывать должным образом, чтобы получить хорошее изображение.
Узел переключения — это контакт 3 (SW) на микросхеме или сторона катушки индуктивности, которая подключается к этому контакту. Быстрое время нарастания и спада вашего пика предполагает наличие индуктивности в схеме, поскольку низкое значение ESR не позволяет напряжению изменяться так быстро.

Спасибо за помощь всем. Проблема заключалась в том, что конденсатор C1 был неправильно подключен из-за дефекта контактной площадки или дорожки печатной платы, что привело к почти обрыву дорожки. Неоднократные попытки заменить SMD-конденсатор на разные номиналы не дали реального эффекта, и только когда я попытался использовать сквозной конденсатор, припаянный непосредственно между контактами Vin и GND, пики сразу же исчезли. Другие специальные попытки добавления конденсаторов рядом с Vin не увенчались успехом, вероятно, потому, что они не были подключены достаточно близко к микросхеме.

Уменьшение скачков входного напряжения на понижающем преобразователе
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v