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相关 E2E 案例:(TPS546D24A:高噪声 VR、需要验证设计和硬件/软件配置、链接:https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1305420/tps546d24a-noisy-vr-need-to-verify-design-and-hw-sw-configuration)
我们在涉及低电压和高电流的 PCB 设计上使用 TPS546。*
输入电压=5V
输出电压、标称值=300mV
IMAX~35A*
*设计适用于高电流,但在本测试中,我们只能拉低电流, Imax ~3A。
实验目的:
了解似乎源自 TPS546且在其他电源轨上观察到的 PCB 噪声。
测试环境:
- Tektronix MSO64B 示波器带有 TPP1000探针(<4pF C)并使用桶形尖端测量。
- 测试 PCB"SUT"(受测系统)、它包含
- (a)安装了"OVR"板载 VR、TPS546以提供 VDD 主轨、
- Fsw = 1.1 MHz
- 补偿十六进制值:0x137C420884
- #使用的 TI 计算器、PhMA:83、AVMA:-13
- (b)其他电压源(如下所述)、以及
- (c)多个 IC 组件、通常用作"电阻负载"
- (a)安装了"OVR"板载 VR、TPS546以提供 VDD 主轨、
- 外部"EVM"- TI 提供的 TPS546D24AEVM-2PH
- Fsw = 550kHz、在单相模式下两相运行。
- 补偿十六进制值:0x1220C62246
- 5V PSU -电源是 Siglent SPD3303X-E (3通道、每通道3.2A)
- Keithley Benchtop DMM、用于独立测量电压
变量1:TPS546 -同一系统中有两个正受测的 VR。
在第一组实验中、我们使用"OVR"(板载 VR)。
在第二组实验中、我们使用了"EVM"。 在本实验中、我们通过提起输出电感器焊盘来禁用 OVR、而是从通过低电阻香蕉电缆连接的 EVM 注入功率。
变量2:观察"PCB VDD 关闭"与"PCB VDD 开启"时的电压(注意、所有这些捕捉中 PCB 上都存在5V 电压。 此变量只是关闭和打开 TPS546)
我们在四个示波器通道上捕获这些信号(例如"C1"表示通道1):
C1=5V=黄色
C2=0p9V=蓝色
C3=3V3=红色
C4= VDD =绿色
测量方法:对于每个电源轨、我们对负载附近的电容器进行尖端和接地筒测量。 对于 VDD、我们在输出电感器附近的大容量电容器处进行了测量。
结果:
实验1a、OVR - VDD 关闭
3.3V 电源上会出现一些噪声、未检测到确切的特征。 50mV 以上的没有噪声。 未观察到噪声尖峰。
实验1b、OVR - VDD 开启
上面的显示了 VDD 上的1.1 MHz 开关噪声和其他电源轨上的耦合噪声。 噪声高于100mVp-p。
上面显示了在3.3V 电压轨(898ns = 1.1MHz)上观察到的1.1 MHz 开关噪声高于100mVp-p。
实验2a、EVM - VDD 关闭
5V、0.9V 和3.3V 电源上会出现一些噪声、未检测到确切的特征。 50mV 以上的没有噪声。 未观察到噪声尖峰。
实验2b、EVM - VDD 开启
在 VDD 上观察到的1.1MHz **开关噪声高达270mVp-p。 **注意2-PH EVM 在报告的550kHz 频率下以单相模式运行、因此我们看到检测到重叠的开关信号。 其他电源轨会出现一些开关噪声、但振幅较小。
摘要:
- OVR 和 EVM 中存在明显的开关噪声。
- OVR 噪声与其他电源轨强耦合。
- EVM 弱耦合到其他电源轨。
尺寸表示:Cout (输出电容)与 TI Webench、6x100uF 和5x560uF 提供的数量和尺寸相同。
向 TI 提问:
- 是否预计来自 EVM 的噪声具有此幅度、在负载附近测量到100mV 尖峰?
- 我们如何降低噪声?
- 请求:设计审核(机密信息、需要通过电子邮件单独发送/会见)。
谢谢。
汤姆