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[参考译文] LM3409HV-Q1:纹波电压和导电 EMI

Guru**** 689970 points
Other Parts Discussed in Thread: LM3409, PMP15004, TPS92515
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/1016570/lm3409hv-q1-ripple-voltage-and-conductive-emi

器件型号:LM3409HV-Q1
主题中讨论的其他器件:LM3409PMP15004TPS92515

大家好、  

我在这方面遇到了一些困难、想在这里提出这个问题。 我在这些论坛上看到了很多信息、因此我渴望看到所说的内容。

我有一个包含3个 LM3409驱动器的电路、但即使一个驱动器也存在此问题。 主电源轨上存在360mV 至420mV 的纹波电压。 此纹波频率与控制流向 LED 的电流的 PWM 开关相同。 我尝试使用输入电容降低纹波、但我的电流高达440uF、现在浪涌电流成为一个问题。 我研究了其他原因、振铃是一种可能性。 我已在 MOSFET (D 至 S)中添加了一个缓冲器。 这确实消除了我的第一个原型中的振铃并改善了纹波。  

1) 1)由于这是 P 沟道开关、我应该仍然在 MOSFET 上使用缓冲器、还是应该将其接地?

2) 2)我看到了这篇" EMI 的压摆率控制"文章:

https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/posts/how-to-use-slew-rate-for-emi-control

我想知道是否可以使用 CSP 和 CSn 以及串联电阻来控制压摆率并消除开关上的任何其他类型的振铃? 我想在这里提问、然后再投入时间进行重新设计。  

3) 3)是否有其他方法来解决这一问题、例如将三个驱动器与另一个电路隔离和过滤。 PCB 的其余部分仅是线性控制和控制 PWM 开关的 MCU。

电路特性:

1A 输出  

使用的 MOSFET: SQS401EN-T1_GE3CT-ND

使用的电感器:SRN8040TA-220m

IC 的开关频率:500kHz

PWM 的开关频率:20kHz

47uF 输出电容  

  • 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。

    您好 Ben、

    使用20KHz、50%占空比时的1A 至0A 电流波形、我计算出440uF 下的电压偏移为28mV (这不包括任何 ESR、迹线电阻或寄生电感)。  电压纹波是什么样子的?

    1) 它可以放置在 MOSFET 漏极到 Vin 之间、甚至是 MOSFET 漏源极之间、也可以放置在续流二极管上(可能更容易实现、并且连接到 GND)。

    2) 2) 这显示了同步降压的缓冲器、它们有相似之处、因此很相似。  效率或击穿不存在时序问题。  为了降低压摆率、您需要在引脚6和 MOSFET 栅极之间放置一个电阻器(这就是您查看的 EMI 文章中所示的内容)。  增加栅极电阻会影响效率。  CSn 和 CSP 用于电流感应、我不会向这些引脚添加任何串联电阻。

    3) 3) 如果您没有 EMI 滤波器、则可能需要在输入端添加 EMI 滤波器。  PMP15004就是一个示例。  这将 TPS92515用于降压转换器。  它显示了一个由电容、差模电感和电容组成的输入滤波器。  该板的设计非常小巧、符合 CISPR 25 3类传导标准。

    您使用的电感器不是完全屏蔽的电感器、因此它将发出可以耦合到导线和其他电路中的 B 场。  还要确保噪声真实存在、并且不会被示波器探头和接地的环路拾取。  您可以通过触摸示波器探针到接地连接来检查这一点、如果在示波器探针和接地环路中拾取了噪声。

    您的噪声是 PWM 频率还是开关频率?  它们是噪声尖峰还是噪声尖峰?  如果您可以附加可能有用的示波器图片。

    此致、

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    Irwin、感谢您的回答。

    1) 1)感谢您的澄清、我让它正常工作、并将连接交换机的范围

    2) 2)是的、当然。 我没有在数据表上看到电阻器、但应该已经提供了其中一个电阻器的位置。   

    3) 3)我现在将把这些信息埋葬。 这可能会为我提供所需的指导。  

    电感器是一个问题、但我已清除了电感器区域的所有布线、以防止这种情况发生。 我将转到全屏蔽电感器以进行更多测试。  

    下面是开关节点与纹波电压的关系。 纹波非常明显、不是杂散噪声。 纹波电压为@ MCU 设置的20kHz 频率。  

    我想补充一点、该纹波位于主电压轨或"输入"电压上。 这在 PCB 上的其他电路中也可视为适用于 MCU 的12V 线性稳压器和5V 稳压器

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    您好 Ben、

    是的、这只是来自 PWM 的电压纹波。  如果这将进入线性稳压器、则大部分应该在输出上消失。  它的电源是什么?

    请注意、EMI 滤波器不会消除这种情况。  这是由源阻抗和输入端的电容量引起的。  电压纹波不应成为问题、除非您的敏感电路也是通过此电路运行的。  请注意、当所有三个通道都运行时、这看起来会有很大的不同。  如果将它们设置为相同的开关频率、则它们可以同步、或者它们可以在稍微不同的频率下运行、这将导致低频纹波和20KHz 纹波的出现。

    此致、

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    Irwin、

    首先、感谢您在上一次答复中提供的信息。 这是最有用的。  

    我的电流源是12VDC 可变电源、但最终应用是车辆电池。  

    我在设计中遇到了传导 EMI 问题、并认为纹波电压是问题、因为某些设计具有更大的干扰、这与纹波电压的大小直接相关。 即纹波电压更低=车辆中的无线电干扰更小。

    幸运的是、LM3409是一款出色的驱动器、我能够同时切换全部三个器件。

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    您好 Ben、

    因此、20KHz 纹波不应影响 EMI、除非存在高于7的谐波。  示波器图上的开关部分确实显示了输入电压波形的下降斜率上的一些纹波、因此这可能是一个问题、因为它高于150KHz (500KHz 和谐波)。

    此致、