• 状态 Resolved
  • 已锁定 已锁定
  • 个回复 9 个回复
  • 名订阅用户 0 名订阅用户
  • 次查看 439 次查看
  • 用户 0 名在线用户
选项
选项
相关

This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] LM320-N：输出噪声电压过高

admin
Guru**** 1782690 points
Other Parts Discussed in Thread: LM340
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/887215/lm320-n-excessive-output-noise-voltage

器件型号：LM320-N
主题中讨论的其他器件：LM340、 LM2990
我们在 LM320T-15负固定电压稳压器上测量3mV 的输出噪声电压、而不是数据表中建议的400uV 电压。
如您所见、这是一种使用 LM320-15和 LM340-15固定电压稳压器的双极电源。 LM340运行正常、噪声电压水平符合数据表。
该噪声很难触发和测量、因为它是波动的、尽管在空载条件下它大约为11kHz。 频率随负载而增加。
我们已尝试将输出钽电容器的值从2.2uF 增加到22uF、这几乎没有任何影响。 我们还尝试了0.1uF 至1uF 范围内各种值的陶瓷电容器、但也没有实际影响。 我们还尝试了从10uF 到2200uF 的电解电容器、较高的2200uF 值是唯一将此噪声降低到建议电平的输出电容器值。 虽然这只是为了测试、但在最终设计中使用大电容器(博物馆展览中超声波放大器的电源)是不切实际的。
如您所见、大输入滤波电容器大约比稳压器提前1英寸(如建议)、我们采用了反向偏置保护二极管。 我想说的是、我们没有在 LM320稳压器的输入侧测量任何此类噪声。 在 LM320的输入侧、我们只能看到预期的120Hz 整流器纹波、而没有其他频率分量。 还要注意的是、稳压器内发生的压降(从输入纹波的最高点到目标-15VDC)为8VDC、正如数据表中建议的 PSR 降低80dB 一样、该整流器纹波实际上会降低 LM320的输出。 正是这3mV 的噪声是意料之外的。
我们还尝试用另一个单元替换芯片、以防其部件出现故障、但结果相同。
这使我们相信、该振荡是输出电容器 ESR 值不合适的产物。 尽管 LM320的数据表除了简单的最小电容值外、还没有为输出稳定电容器提供任何 ESR 建议。 我们注意到、LM2990-15固定负电压稳压器的数据表对输出稳定电容器提出了特别的 ESR 建议。
您将找到我们的原理图图像、LM320和 LM340的输出噪声电压屏幕截图以及测试装置。
感谢您的帮助。

  • 0
    TI__Guru**** 1782690 points
    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。

    Shant、您好！

    此时、我偏离了 ESR、因为它是问题的罪魁祸首。
    这些较旧的器件是在电容器具有很大 ESR 值的时代制造的。
    考虑到您使用的电容器(陶瓷、钽、铝电解电容器)的范围、它看起来与 ESR 值无关。

    我们可以看看布局吗？
    散热器是连接到 LDO 的 RTN 还是机箱？
    LDO 电容器和二极管下方是否有一个接地层连接到公共层？

    您测试过的最小负载(电流)是多少？

    谢谢、

    斯蒂芬

  • 0
    TI__Guru**** 1782690 points
    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 Stephen、

    散热器与 RTN 电气隔离(芯片上的凸片与散热器电气绝缘)。 此外、散热器未接地。

    我没有使用接地平面来使用星型接地方案。 虽然电容器和二极管确实具有与公共端的低阻抗连接、但它不通过接地层。

    在(除0负载外)下测得的最低负载 Ive 噪声为1.5mA。 与0mA 相比、未检测到变化。 在较大的负载下、噪声的频率会增加、但3mV p-p 保持大致恒定。

    如何向您发送电路板布局图像？

    谢谢、

    Shant K.

  • 0
    TI__Guru**** 1782690 points
    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。

    Shant、您好！

    我已通过 E2E 向您发送"朋友"请求。
    如果您接受、您应该能够直接向我发送文件。

    负载电流为5mA 时、噪声是否消失？
    还是频率发生偏移？

    这也可能是噪声耦合的结果。
    如果噪声耦合到 LDO 的 GND、则会受到该噪声的影响。
    GND 通常是具有极低阻抗的大型平面、但在这种情况下可能不会。

    散热器看起来与公共端子和 LDO 接地端子电气隔离。
    它们可以充当天线来耦合辐射噪声。
    然后、从散热器到 LDO 的电容耦合会发生。

    如果是噪声耦合机制、接地层将通过 PCB 层对容性耦合噪声进行电气隔离。

    是否可以从 LDO 接地焊盘到散热器的隔离层上移除、并查看噪声是否消失？

    谢谢、

    斯蒂芬

  • 0
    TI__Guru**** 1782690 points
    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。

    尊敬的 Stephen：

    在任何负载条件下、噪声都不会消失。 它的频率会在加载稳压器时发生变化。

    我将通过将当前浮动散热器耦合到系统公共端以及将散热器耦合到稳压器的凸片来再次测试电路。 它在内部与电源(-)通用、而不是接地。

    我将很快报告结果。  此外、我还向您发送了电路板布局的图像。

    此致、

    Shant K.

  • 0
    TI__Guru**** 1782690 points
    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。

    斯蒂芬

    我已经尝试将散热器连接到(-)芯片输入电位，并将其连接到系统公共接口。 无论在哪种情况下、这种有问题的噪声仍然存在(实际上、它是没有变化的)。

    此致、

    Shant K.

  • 0
    TI__Guru**** 1782690 points
    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。

    Shant、您好！

    您能否提供 LDO 输入和输出电压的示波器快照？

    谢谢、

    斯蒂芬

  • 0
    TI__Guru**** 1782690 points
    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。

    斯蒂芬

    有关详情如下。

    LM320-15线性稳压器(TO-220封装)(非低压降类型)。

    输出端具有0mA 负载

    输入电压：-23VDC、5mV p-p 电源纹波@ 120Hz。 无其他频率分量。

    输出：3mV 随机噪声@+/- 11kHz (同样、我参考上面所附的图像)

    负载为15mA 的情况下运行  

    输入电压：-23VDC、40mV p-p 电源纹波@ 120Hz。 无其他频率分量。

    输出：11kHz 至100kHz 之间的多个频率分量的随机噪声为3mV

    此致、

    Shant K.

  • 0
    TI__Guru**** 1782690 points
    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。

    Shant、您好！

    我有两条意见可能对今后的工作有所帮助。

    1.示波器探头可能用作接收噪声的天线。
    不难将毫伏级的噪声耦合到示波器探针中。
    我至少要确认、交换示波器通道不会改善测量。
    我还会确保测试设置周围的环境尽可能无噪声、以消除拾取噪声的可能性。
    例如、如果工作台电源和示波器探针的导线彼此靠近、则可能会发生电磁场耦合。
    因此、将它们路由到其他位置可能会有所帮助。  众所周知、台式电源在许多情况下的开关频率为数十 kHz。
    此外、在测量过程中、还应将任何手机或其他噪声器件从示波器和 PCB 上移开。

    2.星形接地可能会影响测量。
    我在系统级接地方案中成功使用了星形接地。
    示例包括必须将机箱连接在一起的整个子系统或机架安装测试设备。
    在更局部的层面上、可以将其与不同的电路技术(模拟、射频、数字等)结合使用。
    我们建议线性稳压器使用尽可能短的环路区域、这是该特定布局无法实现的。
    就像这样、输出电容器的环路面积很大。  

    LDO 的输出通过电容器到达钽电容器正极引线、然后到达返回引线。
    但是、它不是直接返回到 LDO、而是流至电路板的中心、然后返回到 LDO。
    这是正确的星形形成、但 LDO 电路应视为"系统"。  您将需要紧密耦合输入电容器、输出电容器和 LDO。  这样、LDO 的输出为"直流"、需要耦合的迹线铜极少。  如果噪声是系统的关键参数、则需要在噪声敏感电路的正下方使用极低的阻抗作为电容屏蔽。  通常、该低阻抗是 LDO 或电力电子器件的接地平面。  布局的存在方式是、PCB 层(布线)之间可能存在电容噪声耦合。  如果在 LDO 周围紧密耦合输入和输出电容器、则将其视为系统-您可能能够成功地使用星形接地形成。  

    谢谢、

    斯蒂芬

  • 0
    TI__Guru**** 1782690 points
    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。

    斯蒂芬

    正如您所建议的、我们还认为长输出电容器接地轨道可能会导致或导致该问题。 因此、我们计划进行一次测试来排除这种情况。 我不认为噪声是测量技术不良或意外耦合噪声的产物、因为我们不在正稳压器上测量任何此类噪声、也不会在测试装置附近的任何位置(除了示波器内的情况)测量任何开关模式器件。 线性的。 我将很快发布测试结果。

    谢谢、  

    Shant K.