[参考译文] TPS546D24A：1V 电源轨上的纹波过多&gt；100mV

巴拉姆·阿富汗 

首先、您在示波器上看到的方波输出电压纹波是示波器接地连接的测量伪影、或者您的输出电容器与它们串联的寄生电感(ESL)过大、 这将使用来自开关节点的150nH 电感器形成电感分压器。

您显示的纹波电压似乎在四相输出中仅具有四相中的一个开关分量、这一事实表明、测量伪差更有可能、因为 ESL 问题更有可能呈现全部四相的开关 而不仅仅是一个相位。

您的设计似乎具有大量输出电容、可能远远超出您的实际需求、添加该电容所需的空间可能是您在输出上看到此纹波的原因。  您共享的设计工作表显示、该设计需要在25A 动态负载变化时满足+/- 36mV 瞬态和10mV 逐周期纹波要求。  如果正确、则该设计所需的输出电容比当前使用的43mF 低得多。

设计电子表格中使用的电容器也与您的设计不匹配。  由于只有2种电容器类型的空间、因此我输入了470uF 和100uF。  仅基于这2个电容器组、补偿代码14应良好、瞬态响应符合设计列出的规格。  额外的3,300μF μ F、820μF μ F、680μF μ F 电容器没有作用、它们的放置可能会增加 ESL、从而引入您在输出上观察到的100mV 阶跃函数。

以下是一些要尝试的操作：

1) 1)检查示波器上的接地连接。  示波器上的接地端子全部通过 示波器内部的低阻抗汇流条短接在一起。 如果两个或多个无源接地夹连接到电路的不同 点、则板上这些点之间的电压差将强制施加在示波器探针接地引线上。  如果探头是标准10：1无源探头、则示波器会将该电压差报告为高10倍。

例如、如果在高侧开关打开时、测量开关节点的探头接地上升到高于测量 VOUT 的探头接地10mV、则示波 器将在 Vout 测量上报告100mV 的额外电压。

2) 2)检查输出电压测量的位置。  如果在输出电容器之前测量 Vout、则测量点和电容器之间的电源路径中的任何电感都将作为输出电压中的阶跃函数出现、类似于波形中所示的阶跃函数。  使用12V 输入和150nH 电感器时、只需1.25nH 的寄生迹线电感或 ESR 即可在开关节点上生成100mV 的阶跃波形。  

应在距离转换器最远的陶瓷电容器上测量输出电压纹波、该电容器的接地端子是唯一的示波器接地测量。  如果必须同时测量其他电压、则应参考同一输出接地、或使用接地隔离 差分探头进行测量。

3) 3)检查电容器的布局。  非常大的电容器组会增加大量的额外 ESL、从而降低环路性能和瞬态响应。  在可能的情况下、应将电容器放置在 PCB 的两侧和输出电压迹线的任一侧、以最大限度地减小与电容器串联的寄生电感。  一些陶瓷电容器应放置在靠近电感器的位置、其余电容器应放置在靠近负载的位置、并且在它们之间放置更高的 ESR/.ESL 电解电容器。

4) 4)尝试通过移除更大的电解电容器来减小总电容、从而减小设计尺寸并降低成本、同时提高性能。