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[参考译文] TPS54540:轻负载时的低频噪声

Guru**** 688030 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54540, TPS54540B
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/822795/tps54540-low-frequency-noise-at-light-loads

器件型号:TPS54540

我已经使用 TPS45450构建了一些原型模块、它们运行良好、但是15V - 5V 模块具有大约0.2A 至0.35A 的低频噪声。

您可以看到、噪声频率约为2.7kHz。 增加更多的输出电容只会降低噪声的频率、而不会降低振幅。

下面是从0.4A 到4A 的样子:

我尝试过的一些操作:

-不同尺寸的电感器(只改变使其振荡所需的电流量)

-不同 的输入/输出电容器。 (输出端的电容越大=频率噪声越低)

-将 C9直接安装在直流/直流模块板上。  (无变化)

我的问题是:

这只是 Eco-mode 脉冲跳跃噪声吗?

有什么其他想法,或者如何解决?

 

谢谢!

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    Ben、

    40mV 的纹波似乎太高、无法实现 Eco-mode 脉冲跳跃。 您可以在 EVM 用户指南 中看到此模式的预期纹波(大约10mV)。 我的想法是稳定性。 您是如何计算补偿值的?

    还请分享 VOUT 波形、同时显示 SW。 我想了解开关节点对这些 VOUT 波形的行为。

    Sam

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    您好、Sam、感谢您的回复。

    我从 Webench 获得了补偿值。 以下是项目链接:

    我不是一名专业人士、所以我在最初的建议设计中唯一改变的主要因素是将开关频率降低到接近1MHz。 然后、自动计算新的补偿和电感器值。  

    这是0.3A 时的输出与开关节点(噪声)

    和1A (低频噪声消失)

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    Ben、

    这看起来像是一个稳定性问题。 WEBENCH 设计具有电解输出电容器、与陶瓷输出电容器相比、该电容器具有更大的输出纹波。 您可以通过在顶部反馈电阻器上添加前馈电容器来模拟这种增加的纹波。 请尝试100pF 并再次测试。 如果这不起作用、请分享您的布局。

    Sam

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    你好、Sam。 感谢您的建议。

    我之前尝试在输出端放置电解电容器、但仍然是同样的问题。 我也把陶瓷留在了那里。 您认为我需要在没有陶瓷的情况下尝试一下吗?

    我还尝试在早期的 R5上放置一个小电容器,虽然它将这个纹波的严重程度降低了大约5mV,但它没有做任何事情来阻止它的发生。 即使值高达750pF 也是如此。

    下面是此原型板的布局。 我省略了电路板中包含 LC 滤波器组件的部分、我在这里没有找到这些组件的帮助。 底部(绿色)层主要为0V、但二极管下方的散热焊盘除外。 只需注意,此设计的另外两个版本没有表现出这种行为。  

    在完全相同的 PCB 设计上、型号1为+15V IN 和+12V OUT。 它在0A 至4.5A 范围内保持稳定

    在类似布局中、型号2为+15V IN 和-12V OUT (降压/升压反相)。 它在0A 至2.5A 范围内保持稳定

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    Ben、

    您可以在没有陶瓷电容器的情况下尝试、但这会增加您在非问题条件下的纹波。 尝试一下、看看它是否有用。

    布局看起来非常好(也感谢标签!)。

    您能否尝试放置一个0.1uF 电容、将 VIN 连接到 GND。 将其直接放置在引导线迹上、并尽可能靠近 IC 放置。 这将最大限度地减小从 VIN 到电容器再到 GND 的环路中的寄生电感。

    我想的另一件事是切换到 TPS54540B。 遗憾的是、该设计可能处于 TPS54540出现意外运行的状态。 B 版本更稳健、可以解决此问题。

    Sam

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    尊敬的 Sam:

    离芯片非常近的0.1uF 电容器确实有助于降低噪声、但不能解决问题。

    我将了解 TPS54540B、看看这是否可以解决问题。  

    感谢您的建议

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    Ben、

    当然可以。 让我知道当您进入器件时会发生什么情况。

    供参考这些线程在初始开机自检后30天锁定。 如果您在30天的窗口后有更多问题、请创建新主题、并参考/链接回此主题以了解上下文。

    Sam