Sonnerie du régulateur de commutation

J'ai développé un régulateur de commutation DCDC 48v -> 6v en utilisant le LTC3810 . Cela fonctionne bien, sauf qu'il y a une sonnerie sur la sortie à chaque commutateur. Vous pouvez voir la 'trace de portée sur l'image. Cette mesure a été prise à travers le capuchon d'entrée du régulateur 3,3 V, à environ 30 cm de fil. J'en reçois un tous les 4us (250 kHz). L'amplitude semble être d'environ 200mv pp. La sonnerie est suffisamment mauvaise pour passer directement à travers le régulateur suivant (un autre DCDC 6v -> 3,3v) et cause des problèmes avec ma transmission EtherCAT.

Quelle est la meilleure chose à faire à ce sujet? Dois-je essayer d'ajouter un petit inducteur ou une résistance quelque part à la sortie? J'ai déjà un plafond de sortie assez massif (5600uF).

Ajoutée:

J'ai essayé d'ajouter des perles de ferrite, des inducteurs et des bouchons comme suggéré, mais cela n'a pas aidé. J'essaie maintenant un inducteur principal plus grand.

Tout d'abord, une grande partie de cette sonnerie n'est probablement pas présente. Les composants à très haute fréquence font que l'oscilloscope affiche le rebond de mode commun comme signal de mode différentiel.

Deuxièmement, toutes les alimentations à découpage auront un bruit de commutation sur leur sortie. Certains de ces éléments contiendront des fréquences élevées. Les régulateurs linéaires peuvent avoir des spécifications de rejet d'entrée impressionnantes, mais cela se fait avec une électronique active avec une bande passante finie. La nouvelle réjection d'entrée n'est valable que pour les basses fréquences, comme quelques 10s de kHz. C'est pourquoi il est courant de faire précéder un régulateur linéaire avec une perle de ferrite (inductance à puce) lorsque la tension d'entrée provient d'un commutateur. L'inductance de puce et le capuchon d'entrée du régulateur doivent être physiquement proches, la boucle doit rester petite et les courants de boucle soigneusement pris en compte dans la disposition. Vous ne voulez pas que ces courants de boucle à haute fréquence traversent le plan de masse principal.

Ajoutée:

Je n'ai pas remarqué que la deuxième alimentation était également un commutateur, mais cela ne change rien. Les hautes fréquences des premiers fronts d'impulsions de commutation font apparemment passer la seconde alimentation, qu'elle soit linéaire ou non. Essayez l'inductance à puce suivie d'un capuchon directement sur le sol de la deuxième alimentation, pas sur la masse générale. Cela doit bien sûr être un capuchon en céramique, aussi grand que raisonnable pour la tension. Un deuxième capuchon plus petit avec une meilleure réponse en hautes fréquences pourrait aussi aider un peu.

À propos du rebond au sol en mode commun. Le sol n'est plus un nœud unique à hautes fréquences, et pas tous au même potentiel en conséquence. Parfois, des sections entières de masse et de puissance peuvent subir ensemble un rebond en mode commun. Cependant, ce à quoi je faisais référence était ce rebond de mode commun dans la portée. Les signaux de mode commun à haute fréquence peuvent apparaître comme des signaux de mode différentiel. Dave, c'était une grande partie du problème dans votre question similaire, et fait probablement partie de la réponse ici aussi. Rappelez-vous que les choses semblaient beaucoup mieux lorsque vous connectiez la sonde d'oscilloscope directement à la sortie avec un capuchon en face et nulle part ailleurs. Cependant, dans ce cas, un circuit en aval est défaillant, donc suffisamment de bruit est suffisamment réel pour être un problème.

Je ne peux pas dire facilement à partir des dispositions ce qui est réellement acheminé où. L'une des choses importantes avec les commutateurs est de contenir les courants de boucle haute et haute fréquence. Assurez-vous qu'ils ne traversent pas le plan au sol principal. Chaque commutateur doit avoir son propre filet de mise à la terre, et ce filet doit être attaché au sol principal en un seul endroit. Cela maintient les courants locaux locaux car seul le courant d'entrée ou de sortie net peut passer par le point de connexion unique.

Étant donné que la disposition des PCB a une grande influence sur les performances d'un SMPS, il serait formidable de voir votre disposition des PCB et un signal de portée plus large (je veux dire une augmentation dans l'axe horizontal).

Il peut être utile de voir la portée du nœud de commutation. Je pense que c'est le nœud que vous avez appelé "CENTRE". Pourriez-vous également sonder le nœud terrestre?

Comme c'était le problème dans ce post , vous pouvez vérifier votre partie "Loop Compensation".

Comme vous pouvez le voir dans cet article , le bruit en mode commun et le fil de terre agissant comme une antenne sont un gros problème dans les alimentations à découpage. Retirez le fil de terre de la sonde de portée et connectez un fil court à la place. Vous pouvez vérifier cette réponse au message.

Éditer

Votre sélection d'inductances est petite en inductance pour 250 kHz. Vous aurez un courant d'ondulation d'inducteur d'environ 50%. Choisissez un inducteur plus grand que 13uH.

Votre inducteur est un exagéré en regardant les notes actuelles de celui-ci. La cote de 20 A Irms à une augmentation de température de 20 degrés Celsius est énorme. Je ne connais pas vos tensions d'entrée maximales et minimales, mais tout ce dont vous avez besoin est une inductance avec au moins 4 A Irms et 4,8 A Isat. Vous voudrez peut-être aller un peu plus haut que cela, mais 20A est beaucoup trop.

Je vous les dis en supposant que votre inductance est l'une des SER2918H-103KL, SER2915H-103KL ou SER2915L-103KL.

Je peux vous suggérer ces inductances: DO5010H-153ML , DO5022P-153 , MSS1278-153 ou quelque chose de similaire.

Les transitoires sont-ils aux deux fronts de commutation ou un seul. Si l'un, lequel.

Des transitoires aux bords de commutation sont attendus.
Leur gestion est le problème.
Je suppose que très prudent en parcourant la mise en page et en voyant ce qui coule où et quand sera ce qui est requis MAIS voir également ci-dessous comme une possibilité.

Remarque sur les pages 13 et 20 de la fiche technique, ils offrent la possibilité de ramener le BGRTN (retour de terre de la porte FET inférieure) à une petite tension négative pour maximiser la marge de sécurité. Le fait qu'ils fournissent cette fonctionnalité intéressante suggère qu'elle peut être nécessaire à l'occasion car ce n'est pas quelque chose que vous feriez à la légère. Cela ne devrait PAS être nécessaire dans une conception terminée mais, en utilisant disons -2Von BGRTN maintenant, vous pouvez voir si cela a une influence majeure. (Soulevez le tampon IC et appliquez un signal de -2 V. Ajoutez un petit capuchon (~~ 0,1 uF?) À la broche à la masse la plus proche. S'il a un effet majeur, il suggère des problèmes de tir dans les FET de sortie qui peuvent contribuer aux transitoires comme on le voit .

Un filtre LC doit aider. Soit une perle de ferrite seule comme le dit Olin, soit une inductance (perle ou petit L) plus un ou plusieurs capuchons. SI un bouchon, placez après le L, si 2, un autre côté. . Cap mis à la terre AU deuxième point de mise à la terre du régulateur. Les enthousiastes excessifs pourraient concevoir le filtre L & C pour fournir une impédance qui semble bonne MAIS je m'attendrais à ce que tout LC dont la fréquence de résonance soit bien en dessous des fréquences transitoires (ou bien en dessous de la fréquence smps) soit susceptible de faire un gros différence.

Comme indiqué, la mise à la terre de la portée fait une grande différence. Le regretté Jim Williams de LT avait de bonnes choses à dire à ce sujet dans certaines notes d'application, mais bien d'autres choses ont été écrites. La mise à la terre de longueur nulle entre la sonde près de la pointe et le signal le plus proche de la terre sans boucle de lecture est "assez bonne".
Beaucoup sur ce point ici dans le très sublime LT AN47 - 1991 et toujours valable.

Peu de gens attribueraient que c'était la BONNE façon de le faire :-).
C'est!