Уменьшить шум в конвертере Buck:

Я делаю понижающий преобразователь, вот схема, которая у меня есть:

введите описание изображения здесь

Среднее напряжение на выходе в порядке, но я получаю много шума во всех узлах схемы:

В качестве основного источника я использую настольный блок питания 30 В 5 А и линейные стабилизаторы 7815 и 7805 для питания схемы.

Это напряжение на выходе: Среднее значение сигнала составляет 15 В, и я получаю выброс 2 Вп. Я использую 10-кратный пробник.

введите описание изображения здесь

Это на выходе 7805, здесь я получаю около 1,5Vp шума

введите описание изображения здесь

А этот на выходе 7805, тут шум около 1впвведите описание изображения здесь

Я использую манхэттенскую проводку для силового каскада:

начиная с входных конденсаторов, 2*479u + 1*0,33u

введите описание изображения здесь

каскад управления в макете, провода от IR2110 до затвора и истока транзистора около 6см каждый.

Наконец, нагрузка представляет собой резистор на 8 Ом.

Это полная схема:

введите описание изображения здесь

Редактировать:

Вот так я измеряю напряжение на выходе стабилизатора 15v.

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Провода пробников осциллографа очень короткие? Я не могу сказать по фотографиям, но проводка выглядит немного беспорядочно... На вашей проводке нет трещины, мы все это понимаем, просто наблюдение. Шум от источника может на самом деле излучаться на провод пробника заземления, и чем длиннее пробник, тем хуже. Я видел точно такую ​​же вещь. Лучше всего использовать активный щуп, который измеряет точно в нужной точке. Максимально укоротите цикл измерений. Проблема может просто исчезнуть. Это случилось со мной...
Зонд около 1,5 м
Зонд экранирован на 1,5 м или есть свисающие провода длиной 1,5 м, которые затем подключаются к зонду?
он экранирован.
Хорошо, это не так уж плохо, но вы все еще не из леса на этом. Не могли бы вы загрузить еще одну фотографию с указанием мест измерения - положительного и отрицательного - и с видимым датчиком?
Конечно, я загружу фото завтра, когда вернусь в лабораторию. Регуляторы напряжения находятся на макетной плате, поэтому я делаю эти измерения там. Кстати, какова приемлемая амплитуда звона?
Приемлемый? Зависит от приложения. Если вы можете справиться с этим, я могу :). Это очень характерно для длинных заземляющих проводов на пробнике, я все еще сильно подозреваю, что проблема связана с измерением. Пища для размышлений .

Ответы (2)

Вы, вероятно, столкнетесь с проблемами, помимо этого, вы не сможете реалистично прототипировать схемы переключения 125 кГц на макетной плате, даже если петля сильного тока остается небольшой. Другие паразитные индуктивности и отсутствие заземления от токовых контуров к контроллеру и силовому каскаду все еще слишком велики. 6 см отдельно стоящего провода — это гораздо большая петля, чем даже 6 см провода, непосредственно примыкающего к его обратному пути на печатной плате, а 6 см — это уже слишком далеко, чтобы управляемый мог быть от переключающих элементов.

Пожалуйста, скорректируйте свои ожидания, так как даже если эта проблема со звонками будет решена, вы не получите очень хороших результатов или производительности, хотя вы, вероятно, сможете заставить ее работать более или менее.

Тем не менее, конкретная проблема связана с вашими входными и выходными конденсаторами. А именно, у вас есть только 0,33 мкФ входной и выходной емкости.

Я не пропустил пары электролитических конденсаторов на входе и выходе. Электролитические конденсаторы - это конденсаторы только на низких частотах. На 100кГц, тем более 125кГц, это просто прославленные резисторы и при этом имеют высокое ESR. А ваш звон выглядит так, будто он в МГц. У электролита слишком большая индуктивность и слишком много ESR, чтобы вообще что-то делать. На самом деле, они почти наверняка усугубляют ситуацию.

125 кГц - не лучшая частота для переключения. Это плохое место, где электролиты малопригодны, но все же настолько медленны, что вам потребуется значительное количество керамических емкостей как можно ближе к входным переключателям и выходным сторонам катушки индуктивности. Стоит много-много мкФ, так как это единственный вид емкости, который принесет много пользы. Керамическая емкость.

Кроме того, учитывая ваши большие контуры и мощную катушку индуктивности, огромный резистор затвора, вероятно, усугубляет ситуацию. Я бы порекомендовал полностью удалить его и вместо этого последовательно с бутстрапным конденсатором установить резистор с низким сопротивлением. 10 Ом или меньше — хорошее начальное значение. Это будет более эффективно, но не будет подвержено колебаниям затвора, как последовательный жесткий резистор. Не то чтобы ваша проблема заключалась в этих колебаниях как таковых.

Также сложно измерить понижающие преобразователи. Вам действительно нужно измерять непосредственно на клеммах массивного массива керамических конденсаторов на входе и выходе. Петли сильного тока могут создавать градиент напряжения на вашей земле («отскок земли»), и в зависимости от того, где находятся ваши заземляющие пути и пути измерения, это может привести к значительному количеству звонка режима переключателя в ваши измерения. И вход и выход, также в зависимости от того, должны ли их пути возврата через землю проходить через участки земли, по которым проходят большие токи.

Наконец, макет — это, безусловно, самая важная часть при смене жакетов. Это играет большую роль, чем даже выбор компонентов или изменение схемы. Вы не добьетесь хороших результатов и столкнетесь с загадочными и разочаровывающими проблемами, если не будете очень осторожны в этом аспекте. Использование плат с медным покрытием, безусловно, хорошо, но затяните эти петли сильнее и устраните все макеты и длинные отдельно стоящие провода, и вы начнете видеть лучшие результаты.

У Максима есть отличная заметка о приложении с множеством очень полезных уравнений plug and play по этому вопросу. конденсаторы.

Да, я сделаю это в печатной плате. Магнитный сердечник и UC и использование нормально работают в диапазоне от 100 кГц до 160 кГц, может ли изменение частоты переключения в этом диапазоне сделать его лучше, чем работа на 125 кГц?

Если ваша проводка соответствует тому, что у вас есть на схеме, это все неправильно. Вы соединяете регулятор 15 В, регулятор 5 В и источник питания 30 В вместе!

Во-вторых, цепи SMPS имеют быстрые/сильные пульсации тока, поэтому ваша заземляющая проводка должна быть в идеальном состоянии. Я не могу сказать по печатной плате, но вам нужно соединить заземление с обеих сторон индуктора короткими заземляющими проводами вместе, а также с GND контроллера SMPS.

В-третьих, прозваниваются цепи ИИП. Это нормально. Если вам нужно избавиться от высокочастотного звона, вам нужно обратить внимание на демпферы. Вот одно из руководств Ридли Скотта: http://www.ridleyengineering.com/component/content/article/15-dc/127-71-designing-snubbers-for-nonisolated-converters.html?showall=1&limitstart=

Большинство людей, вероятно, не стали бы заморачиваться со вторым демпфером на высоком боковом мосфете. Вот примечание по применению Fairchild, если вы хотите более подробный трактат: https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-4162.pdf

Как указано выше, сначала вы должны убедиться, что пробник осциллографа не вызывает проблем. См. пример в примечаниях по применению Fairchild о том, что мы подразумеваем под «коротким» заземляющим проводом. Поскольку это низковольтная цепь, вы можете уйти, припаяв провод к точке GND и нажав на нее пальцем.

Насчет регуляторов, что делать, если я хочу, чтобы преобразователь работал от одного блока питания? Я не хочу иметь два источника питания в каскаде питания, что означало бы иметь три, если я хочу изолировать UC?
@LuisRamonRamirezRodriguez Используйте регуляторы, только не связывайте выходы вместе. Вы можете использовать как VCC, так и VDD от 12 В, поэтому вам нужен только один регулятор. На самом деле вы можете генерировать 15 В из источника 24 В, если это проще приобрести. Если вам не нужны никакие регуляторы, вы можете установить напряжение питания на 18 В, которое может работать все. Для этого вам, очевидно, необходимо пересчитать коэффициент ШИМ.
Хорошо спасибо. Просто хочу отметить, что я не соединяю выходы регулятора вместе, семейство 78xx имеет три контакта, а символ, который я использую, только два.