Je construis actuellement un convertisseur buck. Ses principaux paramètres sont les suivants:
- Entrée 24V
- Sortie 5V / 3A
- Capable de supporter des courants transitoires de charge importants causés par la commutation des LED d'alimentation (~ 2A)
J'ai choisi un convertisseur abaisseur synchrone de TI qui correspond à mes besoins en termes de caractéristiques électriques, de boîtier et de coût: le TPS54302 . Le premier prototype a été conçu en suivant les recommandations et les formules de la fiche technique. Le routage du PCB a été fait en imitant la carte d'évaluation du convertisseur.
Voici les schémas et la CAO:
(Carte à 4 couches, les couches 2 et 3 sont cachées. Elles contiennent respectivement le plan GND et le plan d'alimentation)
Il existe des empreintes de condensateur supplémentaires sur cette conception pour pouvoir tester différentes configurations de composants.
Lorsque j'ai testé la carte, j'étais satisfait des principales caractéristiques: efficacité, courant et tension de sortie, ondulation d'entrée et de sortie.
Cependant, je voulais tester la stabilité de l'alimentation et c'est là que j'ai commencé à observer des comportements inattendus. Je n'ai pas d'analyseur de réseau ni de générateur de signal disponible, ce qui m'empêche de mesurer la marge de phase. Au lieu de cela, les recherches Google ont suggéré de mesurer les variations de tension de sortie tout en appliquant un courant de charge transitoire (~ 1A transitoire avec un temps de montée / descente <1µs). Heureusement, j'ai un MOSFET pilotant une LED d'alimentation sur ma carte. Je viens de devoir court-circuiter la LED pour générer un courant transitoire.
Les schémas ci-dessous montrent ma configuration de test où MCU_GPIO_1 génère un signal PWM et MCU_GPIO_2 est continuellement réglé à un niveau élevé.
Comme vous pouvez le voir, il y a des oscillations importantes sur la tension de sortie lorsque la charge de courant est libérée. Afin de comprendre l'origine de ces oscillations, j'ai effectué les tests suivants:
- jouer avec la valeur du condensateur à action directe C10
- modification de la configuration du condensateur d'entrée (plus de MLCC)
- ajout d'une perle de ferrite en série avec l'entrée 24V (à la place de la diode de protection D2)
- modification de la configuration du condensateur de sortie (plusieurs MLCC ou 1 gros condensateur polymère)
Jusqu'à présent, ces tests "aveugles" ne m'ont mené nulle part. Je suis à la recherche de nouvelles pistes pour comprendre ce qui se passe ici, avant de commencer la deuxième série de prototypes. Donc, voici mes questions:
- Comment puis-je avoir des oscillations uniquement sur la version actuelle et non sur le tirage actuel?
- Quel pourrait être ici l'élément déficient: le routage? Filtre d'entrée? Autre?
Merci de votre aide :)
PS: c'est ma première question sur StackExchange. Tout conseil pour améliorer la forme de ma question est le bienvenu :)
EDIT: Andy Aka a donné les réponses dans les commentaires: c'est un problème lié à la mauvaise mise à la terre de la sonde. Cette image résume:
Vous ne me surprendrez pas à refaire cette erreur imprudente!
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Réponses:
Répétez vos mesures mais connectez cette fois la pointe de votre sonde au même point que votre pince de terre. Que vois-tu?
Si votre sonde capte un signal directement en raison de la boucle inductive qu'elle forme, vous le verrez également lorsque la pointe de la sonde se connecte directement à l'endroit où votre pince de terre est placée.
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