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[参考译文] TPS54061:SW 节点上的未知噪声频率源

Guru**** 2382480 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54061, LM5161
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/933931/tps54061-unknown-source-of-noise-frequency-on-sw-node

器件型号:TPS54061
主题中讨论的其他器件: LM5161

大家好、我将使用具有以下参数的 TPS54061:

VIN=10-40V、额定24V

VOUT = 1.8V

Iout = 20mA 最大值、5mA 标称值

最初、我的电路设计为全200mA、但实际上实际负载电流更像是最大20mA 因此、我的原始电路在很大的情况下发生了脉冲跳跃。 我只注意到这一点、因为我在接收 ADC 数据噪声的同一电路板上进行了一些敏感的信号调节(频段10-40kHz)。 我通过在开关节点上进行长时间示波器捕获并执行 FFT 验证了源是 TPS54061。 FFT 上的频谱形状与 ADC 噪声频谱完全匹配。

然后、我尝试使用50欧姆负载下载输出、因此额外增加了36mA 左右、这似乎主要超出了脉冲跳跃区域、但 ADC 上的噪声仍然存在。  

转到 TPS54061EVM、我修改了电路、如下所示、以尝试实现完全 CCM 运行:

  • L1 -> 660uH (2个 CBC2518T331M 串联)
  • R4 -> 6.2kOhm
  • C5 -> 0.1 μ F
  • C6->150pF
  • R6 -> 13.3k Ω

在360欧姆负载(~5mA)下、我仍然会得到脉冲跳跃和不良频谱。 将负载增加到90欧姆(~20mA)可使转换器脱离脉冲跳跃模式、但频谱仍然不佳(峰值大约每2.5kHz 发生一次)。  

我还尝试添加另一个串联330uH 的电感器以获得990uH 的总电感、但除了使噪声尖峰在频率上稍微接近(可能每2.4kHz 而不是2.5kHz)之外、这没有产生明显的差异。  

是否可以有 TI 人员评论开关节点 FFT 上的噪声源以及使用此转换器消除噪声的任何方法?

原理图:

频谱(20mA 负载):

开关节点:

  • 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 Evan、

    即使额外的36mA 负载电流、您的器件仍可能是脉冲跳跃、这也可以说明您在 ADC 上仍然会遇到噪声的原因。 我注意到您的开关频率为400kHz、您可能会考虑从400kHz 降低您的最大开关频率。

    数据表提供了公式6和7来帮助选择合适的开关频率、但另一个快速检查方法是使用以下公式:

    fsw_max=(1/ton_min)*(VOUT/Vin_max)

    该器件的 TON_MIN 典型值为120ns、使用该值和您的设计参数、我得到的最大开关频率为375kHz。

    或者、您的设计可能不稳定、或者电路板上可能有其他东西导致噪声。

    在这种轻负载下、您将需要一个具有 FPWM 的器件、以便器件即使在轻负载下也能保持在 CCM 模式。 这样、您就可以避免该脉冲跳跃。 您可以考虑使用 LMR36520FADDAR 等提供 FPWM 的器件。

    另一种替代器件是 LM5161、它还提供 FPWM。

    这是否有助于回答您的问题?

    此致、

    Harrison Overrurf

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