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[参考译文] LMR51440:LMR51440 开关节点上升沿奇怪的形状、辐射发射问题

Guru**** 2502495 points
Other Parts Discussed in Thread: LMR51440

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/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1546527/lmr51440-lmr51440-switch-node-rising-edge-weird-shape-radiated-emissions-concern

器件型号:LMR51440


工具/软件:

您好、

作为设计验证的一部分、我正在 对定制硬件(使用 LMR51440SDRRR 将 24V 转换为 5V)执行设计验证、

我测量了 LMR51440 及其电感器之间的开关节点。 上升沿的形状很奇怪。

电压上升约 Vin 的 80%、然后降至 Vin 的 60%、然后上升并最终达到 Vin(+轻微过冲)。 请参阅图像。

下降沿没有出现这种现象。 请参阅图像。

将降压输出上的负载从~0.6A 增大至~3.6A 会导致峰值变得更加明显 (80% VIN -> 90% VIN 和 60% VIN -> 20% VIN)。

将自举电容器从 100nF 增大到原来的值并不会有明显的区别。

向自举电容器添加串联电阻(0.5 欧姆 — 2.7 欧姆)可降低第一个峰值 (2.7 欧姆会产生~70%的 VIN)、但不会改变整体形状。

向开关节点添加缓冲器 (100pF、与我实际可以在功率耗散方面添加的 100pF) 会增加 峰值电压电平、并导致过冲和振铃。 它不会改变整体形状。 它还会向下降沿添加振铃、这是不必要的、因为它看起来没有问题。

我要强调的是、这本身不是问题。 降压转换器正常运行、它稳定、一切正常。

我担心、在不久的将来、当我将定制硬件带到实验室来测量其辐射射频发射时、我会看到它辐射强烈。

我的问题是:

1. LMR514x0 的 EVM 在开关节点上升沿是否显示出类似的奇怪形状?

2.你对这个形状有理论上的解释吗? 例如、与高侧开关驱动器运行方法有关的问题、高频 VIN 电容器不足等

3.你认为这个形状只是我的测量设置的一个伪影吗? 1GHz 示波器、500MHz 探头、使用小 GND 弹簧采集、如图所示。

4.如果您设法在 EVM 上重新创建、 您是否会将其视为问题? 如果是、您如何提议解决?

谢谢你。

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    您好、

    您是否能够分享布局和原理图? 我可以看一下这些,看看是否有什么不寻常的。

    此外、您是否可以为该器件订购 EVM? 执行 ABA 交换会有所帮助、这样我们就可以清楚地了解是 IC 问题还是应用问题(电路板和测试设置)。 我没有看到您在测量 SW 时有任何错误操作、但 ABA 交换可以帮助我们排除此问题。

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    您好、Joshua、感谢您的答复。

    该设计主要遵循 TI 的建议。 有关布局、请参阅随附的图像。

    原理图说明:

    引脚 RT 短接至 GND(测得的 SW 频率~860kHz +展频)。

    2.输入电容器 100uF 电解电容器(未在图中显示)+降额后~20uF 大容量 MLCC + 100nF 0402 + 1nF 0402。 MLCC 尽可能靠近 IC。

    3.引导电容器 100nF 50V

    4、电感器、4.7uH、标称值、RDC、最大 40m Ω、I saturation 10A(20%电感压降)

    降额后输出电容器~70 μ F 大容量 MLCC + 100nF 0402 + 1nF 0402。 尽可能靠近电感器和输入电容器。 其他电容距离更远。

    6. EN 子电路在 VIN =~18V 时启用降压、这意味着它可能与此无关。

    遗憾的是、我无法使用 EVM 执行 ABA 交换、但我在多个电路板上测得了相同现象。

    也许您可以访问和 EVM、并检查是否测量到同样的现象? 我知道布局、周围的元件、甚至特定的 IC 器件型号都不同、但我仍然认为在不同的设置中重新创建相同的测量值是有价值的。

    配置:24V 输入转换为 5V 输出、0.6A 负载。

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    您好 Amit、

    通过仔细观察布局、我确实看到了几个改进注意事项、这些改进也可能影响 SW 节点振铃。  

    • 输入端、SW 和 GND 布线具有散热焊盘。 这总体上会增加连接到这些网络的元件及其引脚之间的电感/阻抗。 每一种散热焊盘都有可能在 SW 上形成环。
    • 电路板上是否有其他未显示的层?

    我们可以对该器件进行 EVM 检查。 我将在一周结束时提供波形。

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    谢谢、Joshua。

    关于其他层、电路板中还有更多几层。 在 PCB 的这一部分中、只有 GND 层和输出电源层。 甚至不会有任何信号布线。

    底层具有更多的输入和输出大容量 MLCC 电容器(正位于顶部大容量电容器下方)和 HF 输出电容器(如上图中标记)。

    反馈布线也从底部拉出、返回到顶部的元件。

    请让我随时更新 EVM 检查。

    此外、关于我上一个问题 2:

    您对此形状有何理论解释? 例如、与高侧开关驱动器工作方法有关的内容、高频 VIN 电容器不足等[/报价]

    您是否有任何可以解释此信号形状的理论解释?

    谢谢你

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    您好 Amit、

    我会采购一个电路板并将其返回给您。 理论上、SW 节点上的任何额外阻抗/电感都会影响 SW 节点振铃。

    您是否能够发送这些布局文件以供审核?

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    您好、Joshua、

    我无法共享布局文件。

    您是否收到了 EVM?

    谢谢 Amit。

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    您好 Amit、

    是的,我现在有一个董事会,应该有一些数据为你的一周结束.

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    你好 Joshua、我希望你做得好。

    您是否能够在 EVM 上重现奇怪的上升沿现象?

    24V 输入、5V 输出。 负载越高、这种现象就越严重。

    谢谢 Amit

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    您好 Amit、

    很抱歉耽误你的时间。 在 EVM 上、我确实在 600mA 负载处的 SW 节点上看到了第一个“脉冲“。 但是、随着负载增加、此脉冲消失、因此这看起来像是器件的轻负载 PFM 运行因素。 在 3.6A 时、SW 节点波形仅上升到 VIN(+次要过冲)、而没有抢先脉冲。

    但是、在阅读相关现象时、您确实注意到该器件在 3.6A 负载下仍然会出现此 SW 节点振铃。 您能否分享 3.6A 时这个波形的波形?

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    您好、Joshua、

    将负载从 600mA 增加到 3.6A 强调了这一现象。 附件图像具有 3.6A 负载。

    由于 EVM 上发生了相反情况、我认为这种现象的原因是我的布局存在问题。

    我会重新考虑我的选择,如果我有任何问题,我会告诉你。

    谢谢你。