Obecnie buduję konwerter złotówki. Jego główne parametry są następujące:
- Wejście 24 V.
- Wyjście 5 V / 3 A.
- Potrafi wytrzymać prądy przejściowe dużego obciążenia spowodowane przełączaniem diod LED mocy (~ 2A)
Wybrałem synchroniczny konwerter buck z TI, który odpowiada moim potrzebom pod względem właściwości elektrycznych, opakowania i kosztów: TPS54302 . Pierwszy prototyp zaprojektowano zgodnie z zaleceniami i wzorami arkusza danych. Trasowanie płytki drukowanej przeprowadzono naśladując płytkę ewaluacyjną konwertera.
Oto schematy i CAD:
(Tablica 4-warstwowa, warstwy 2 i 3 są ukryte. Zawierają one odpowiednio płaszczyznę GND i płaszczyznę zasilania)
Istnieją dodatkowe ślady kondensatora w tej konstrukcji, aby móc testować różne konfiguracje komponentów.
Kiedy faktycznie przetestowałem płytę, byłem zadowolony z głównych cech: wydajności, prądu i napięcia wyjściowego, tętnień wejściowych i wyjściowych.
Chciałem jednak przetestować stabilność zasilacza i tutaj zacząłem obserwować nieoczekiwane zachowania. Nie mam dostępnego analizatora sieci ani generatora sygnałów, co uniemożliwia mi pomiar marginesu fazowego. Zamiast tego, badacze Google zasugerowali, że mierzę zmiany napięcia wyjściowego, stosując przejściowy prąd obciążenia (~ 1A przejściowy z czasem narastania / opadania <1µs). Na szczęście mam MOSFET napędzający diodę LED zasilania na mojej płycie. Musiałem tylko zewrzeć diodę LED, aby wygenerować prąd przejściowy.
Poniższe schematy pokazują moją konfigurację testową, w której MCU_GPIO_1 generuje sygnał PWM, a MCU_GPIO_2 jest stale ustawiony na wysoki poziom.
Jak widać, występują znaczne wahania napięcia wyjściowego po zwolnieniu obciążenia prądowego. Aby zrozumieć pochodzenie tych oscylacji, przeprowadziłem następujące testy:
- granie z wartością kondensatora sprzężenia zwrotnego C10
- zmiana konfiguracji kondensatora wejściowego (więcej MLCC)
- dodanie kulki ferrytowej szeregowo z wejściem 24 V (w miejsce diody zabezpieczającej D2)
- zmiana konfiguracji kondensatora wyjściowego (wiele MLCC lub 1 duży kondensator polimerowy)
Jak dotąd te „ślepe” testy nigdzie mnie nie prowadziły. Przed rozpoczęciem drugiego cyklu prototypów szukam nowych potencjalnych klientów, aby zrozumieć, co się tutaj dzieje. Oto moje pytania:
- Jak mogę mieć oscylacje tylko w bieżącym wydaniu, a nie w bieżącym losowaniu?
- Co może być tutaj wadliwym elementem: routing? Filtr wejściowy? Inny?
Dzięki za pomoc :)
PS: to moje pierwsze pytanie na StackExchange. Wszelkie porady dotyczące ulepszenia formy mojego pytania są mile widziane :)
EDYCJA: Andy Aka udzielił odpowiedzi w komentarzach: jest to problem związany ze złym uziemieniem sondy. To zdjęcie podsumowuje:
Nie przyłapiesz mnie ponownie na tym nieostrożnym błędzie!
źródło
Odpowiedzi:
Powtórz pomiary, ale tym razem podłącz końcówkę sondy do tego samego punktu, co zacisk uziemienia. Co widzisz?
Jeśli twoja sonda odbiera sygnał bezpośrednio z powodu powstającej pętli indukcyjnej, zobaczysz go również, gdy końcówka sondy łączy się bezpośrednio z miejscem, w którym znajduje się zacisk uziemienia.
źródło