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[参考译文] ISOW7821:ISOW7821纹波和辐射问题

Guru**** 2347070 points
Other Parts Discussed in Thread: ISOW7821, ISOW7721
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/isolation-group/isolation/f/isolation-forum/1472887/isow7821-isow7821-ripple-and-radiation-problems

器件型号:ISOW7821
主题中讨论的其他器件: ISOW7721

工具与软件:

尊敬的 TI 团队:

客户遇到 ISOW7821的以下波纹和辐射应用问题、需要提供一些建议

从 IC 规格表可以看出、IC 电源总线会产生噪声纹波、我们现在面临相同的问题、需要 FAE 支持。

如何消除电压纹波并减少噪声发射?

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    电源引脚需要非常好的去耦(请参阅第12节)、特别是输入电源需要大的存储空间(请参阅第11节)。

    请展示原理图和电路板布局布线。

    我想您将需要添加更多的电容器/电感器。

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    尊敬的 Ken:

    感谢您联系我们。 请在下面找到我的意见。

    1. 可以根据您测试的是哪一侧电源、在 VDD VISO/VISO 电源上添加更多去耦电容器来改善这些纹波尖峰。
    2. 在电源路径中添加铁氧体磁珠也有助于减少电源传导发射(假设这是您要测试的对象)。
    此致
    Varun
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    尊敬的 Varun:

    我们已经在我的电路中放置了铁氧体磁珠。 上图是铁氧体磁珠和去耦电容器(100uF、10uF、100nF)的结果  

    我们使用的铁氧体是 Wurth Elektronik PN:742 792 097。

    第1层    

    第2层  

    第3层  

    第4层  

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    您好、Vincent:

    感谢有关铁氧体磁珠和 Decaps 的详细信息。 纹波波形在 VISO 或 VDD 上?

    您能否分享一下所用的10uF 和100uF 去耦电容器的器件型号。

    此外、请分享这些去耦和铁氧体磁珠放置的布局图。 您在上面尝试共享的布局图片不可见。

    此致
    Varun  
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    尊敬的 Varun:

    纹波和 EMI 来自 VDD。

    请查看下面的图片是否正常。

    L1   L2   L3   L4  

    100 μ F:

    10 μ F:  

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    这是使用的电容器。

    100uF:Murata、GRM31CR61A107M

    10uF:TDK、C3216X5R1E106KT

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    您好、Vincent:

    感谢您提供的投入。 请在下面查找我的意见:

    1. 了解完所有的细节后、它看起来不像去耦或铁氧体磁珠问题、而是根据共享的开关波形与 ISOW7821的负载有关。   
    2. 看起来 ISOW7821会过载、无法处于稳压状态、因此会出现直流电压突然下降、同时我们具有电压尖峰、这意味着器件超出稳压范围:
    3. 请查看 VISO 所连接负载的瞬态电流要求。 这不应超过相应模式下的最大负载电流
    此致
    Varun
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    尊敬的 Varun:

    很抱歉迟到了响应。

    我的测试设置如下所示。

    n`t 我仅在隔离侧使用电阻器作为负载、因此我认为 IC 过载。

    来自电源的输入电流为33mA、负载上的隔离电流为10mA。

    未连接任何其他 I/O 引脚(全部悬空)。 我定期在电源侧 VCC 上观察到更大的噪声纹波。

      

    您能给我们提供一些这方面的信息吗?  

    谢谢!

    文森特

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    您好、Vincent:

    感谢您的参与。 因此、您没有任何开关负载、这个波形位于 VCC。

    几个问题和意见:

    1. 示波器截图 :第二幅图像显示了71mV 的 Vp-p 波纹,而前一幅共享图像有146mV 的波纹。 有什么改变吗?

    2. 输入电源: 所用输入侧电源的电流限制是多少? 如果该电流过低、则无法在电源转换器开启时提供所需的电流、那么您也会看到这些高纹波。

    3. PCB 布局: 最重要的是、我详细回顾了器件布局、发现了一个基本问题。 任一侧器件的 GND 未牢固连接。 ISOW78XX 需要强大的接地连接才能实现出色的性能和去耦才能有效运行。

    此致
    Varun
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    尊敬的 Varun:

    感谢您的快速响应。

    对于输入电源、我使用的直流电源的输出电流限制设置为500mA。 从上图可以看出、输入电源处的负载仅为33mA。 因此、我认为这可能不是问题。

    我还在布局上提醒接地、并制作了另一个小型 PCB 来验证这一点。 因此、您可能会看到电压纹波的不同。 71mV Vp-p 来自我的新 PCB、具有更强的接地连接。

    有我的新 PCB 的布局、 测试设置如上图所示(10mA 电阻负载)

    顶部

    L2  

    L3和底部(仅 GND 平面)

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    您好、Vincent:

    感谢对板的更新。 我觉得很好、看到波纹数字提高了50%、感觉很棒。

    因此、接地端得到了保护。 很好!

    现在来讨论分析:

    1.  您的电路板所用的100uF 电容没有高频滤波功能。 1MHz。  

    100uF:Murata、GRM31CR61A107M

    2. 10uF TDK Cap 已停产,不能对其 SRF,但要确保 SRF 与故障的噪声频率正好一致。

    显示故障的频谱中的噪声频率是多少? 您是否使用新电路板检查了发射、它们现在是否在限制范围内?

    此致
    Varun
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    尊敬的 Varun:

    对于 VCC、是的、整体性能有所提高、但仍会定期出现尖峰。 不确定这些是否会导致 EMI 问题。

    供您参考、新 PCB 上的波形如下图所示。 (绿色-初级侧 VCC、黄色、-次级侧、Viso)

    去耦电容器。

    1)对于更大的电容值、要找到 高 SRF 并不容易。 您会为我推荐参考组件吗? 可能来自 TI 的 EVK?

    2) 2)对于10uF TDK 电容器、SRF 与之类似。 下面的图表是我从他们的网站上找到的内容。

    从该频谱中可以看出、基波噪声频率在60MHz -70MHz 附近。

    请查看您对此有何评论。

    谢谢!

    文森特

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    您好、Vincent:

    感谢您分享到目前为止所有有用信息。

    关于电容器推荐、我没有特别要推荐的材料。 但我现在知道输出纹波问题已经得到解决、但在频谱分析仪中观察到辐射发射。

    由于 ISOW7821集成了高频直流/直流转换器、因此在实验室中使用探头和频谱分析仪可以轻松拾取辐射。 这与通过认证的 CISPR 32消声室获得的辐射发射结果不同。 我们建议客户在经过认证的 EMC 测试室内测试产品、以观察实际测试结果。

    为了进一步解决辐射发射结果问题、客户可能已经遵循下面 E2E 博文中所述的 CMC 建议。

    https://e2e.ti.com/support/isolation-group/isolation/f/isolation-forum/806938/isow7841evm-isow7841evm

    我知道客户也在其系统中使用了 CMC 或 FB、您能否分享完整的原理图(以及元件值/器件型号)、PCB 布局和发射测试设置、以便我进行审查并提出改进结果的建议?


    此致、
    Koteshwar Rao

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    尊敬的  Koteshwar:

    我们很快会将样片发送到认证实验室。 n`t 我们没有光室、因此近场耦合方法仅供参考。

    我在此附上了原理图供您参考。 在我的测试板上选择的元件并不完全相同。

    1) 1) EMI 滤波器替换为0r 电阻器

    2)我们使用的 CMC 是 Wurth  744232102。我看到您的上一篇文章、我将尝试获得建议再次测试的 CMC。

    3)尽管建议的 CMC 可能会有所帮助、但 EMC 问题似乎并未完全消除、 是否有任何替代的隔离式 DCDC、而 TI 不会有这样的高频开关?   

    谢谢!

    文森特

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    您好、Vincent:

    请在辐射发射测试的实验室结果向您提供后、将其告知我们。  

    是否有任何替代隔离式 DCDC (TI 不具有此种高频开关)?

    ISOW7821的改进版是 ISOW7721、该器件提供了非常出色的 EMC 性能。 虽然 ISOW7721采用20引脚封装。  

    此致
    Varun