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[参考译文] TPS63900:降压模式下的高纹波电压

Guru**** 1131400 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS63900
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/1307422/tps63900-high-ripple-voltage-in-buck-mode

器件型号:TPS63900

尊敬的 Tao:  

我已经开始测试评估板 TPS63900 ,但波纹电压在降压模式100mV(VIN=3.6V,输出电压=3.3V,负载电流100mA ),对于 VIN<=3.3VDC,在升压模式下,我可以看到一个20mV 的波纹电压。

为了测量纹波电压、我采取了一些预防措施:

-我使用了一个回形针板探头来避免地面上的噪音。

-探测器远离射频源

我还使用来自 MCU 的 ADC 来测量 Vout、结果相同。

在输出电压方面、我尝试了几个电容器的低 ESR (钽+陶瓷)在47uF 到100uF 之间、我得到了相同的结果。  

是否建议在输出电压上使用共模扼流圈?

我的目标是将纹波电压降低到<20mV、可行吗?

我还有另一种解决方案、就是将输出电压变为4.5VDC、然后在输出端使用提供3.3VDC 的 LDO 进行清理、但这会增加我的系统的功耗。

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    尊敬的 Damon:

    Tao 本周不在办公室。 我将帮助回答您的问题。

    您是否会提供 Vout (ac)、SW1、SW2、电感器电流的波形? 输出电容器(或数据表)的器件型号和数量是多少? 您能向我展示一下原理图吗?

    此致、

    穆林

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    尊敬的 Mulin:  

    以下是我使用评估板和设计进行的测试、  

    第15页、16页是我们的设计、第17页是我们在升压模式下面临的高噪声。

    感谢您的 guidancee2e.ti.com/.../TPS63900-Tests.pdf

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    尊敬的 Damon:

    请查看使用 EVM 板时的 Vout 纹波测试结果。 测试条件:输入电压=3.6V、输出电压=3.3V、输出电流100mA。 输出电容:22uF*1 (GRM188R60J226MEA0)+10uF*1 (CGA5L1X7R1H106KT0Y0N)。 3.3V 直流偏置时的有效电容为18.58uF。

    结果显示、输出电压纹波为16.39mV。

    我的目标是将纹波电压降低到<20mV,这是可行的吗?

    因此是可能的。 影响 Vout 纹波的最重要因素是陶瓷电容器的有效电容。 添加更多  具有更高额定电压的陶瓷电容器可能会有所帮助。 您可以 向我提供陶瓷电容器的器件型号、并检查 有效电容是否太小。  钽电容器对纹波帮助很小、因此改变它是无用的。

    此外、我认为您测试的输出电压纹波不是实际纹波。 它似乎耦合了很多噪声。  使用微型 GND 环路测量 VOUT 纹波、如下所示。

    此致、

    穆林

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    尊敬的 Mulin:  

    感谢您的快速回答。 我将与您分享电容器基准、但我使用的是低 ESR。 3.3VDC 时的测量值为23uF。

    顺便说一下,您是否曾使用连接到评估板的无线电模块进行过测试? 我认为连接 固定值的负载并不是真正具有代表性、因为当无线电模块切换到睡眠模式并唤醒时、噪声会发生变化。

    您是否也有 Vout 上连接 π 型滤波器(或其他类型的无源滤波器)的经验?

    此致、  

    达蒙

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    尊敬的 Damon:

    我想您是指该器件的瞬态性能。 并且、使用23uF EFF Cout 时、瞬态期间的目标纹波为20mV、对吗?

    如您所知、瞬态期间的实际纹波取决于 Iout 从睡眠模式唤醒的压摆率以及 在这两种状态下的振幅。 您能向我们分享这些信息吗?

    恐怕 π 型滤波器不起作用、我认为您的情况需要更多的输出电容器。

    此致

    陶氏

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    尊敬的 Tao:  

    新年快乐 !

    瞬态期间的目标波纹在23uF EFF Cout 时为20mV,对吗?

    目前、正如我的测试结果所述、我离20mV 还有很远的距离(请参阅6天前此帖子上分享的测试结果)。

    [您能分享这些信息吗?]

     在休眠功耗模式下: 9uA @ 3.3VDC、在唤醒后的数据处理 期间:6 -15mA、在射频传输80期间-95mA @3.3VDC 我会试着给您发送一些曲线

    我将使用静态负载进行一些测试、就像您所做的那样、但它不能代表真实情况。 您的数据表显示降压-升压专为 NB-IOT/Lora 或等效无线电模块设计、您是否对无线电模块的纹波电压进行了一些测试?

    恐怕 π 型滤波器无法提供帮助

    我想知道为什么它不起作用、请分享您的想法。 我将通过添加更多输出电容器进行更多测试。

    非常感谢您的支持、  

    达蒙  

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    尊敬的 Damon:

    新年快乐!!

    恐怕我们没有基于无线电模块进行这样的测试。 DS 表示、该器件专为 NB-IOT 或类似应用而设计、仅因为当负载接近0时具有超低的静态电流。

    根据我的理解、我认为如果我们想要更好的瞬态性能、我们需要更高的环路交叉频率、但不幸的是、额外的 LC 滤波器毫无用处、它会降低您的交叉频率。 下面是一些基于1uH+1uF 滤波器的计算结果。  您可以看到、在100kHz 之前没有额外的零点或极点、对于升压和降压转换器、fcross 大多低于由 RHPZ 引起的100kHz、因此不起作用。

    从另一侧来看、LC 滤波器的电感器需要一段时间从0通电至 应用中的最终电流、这意味着这会在瞬态期间使最终纹波更糟糕。

    总之,这些分析只是分析,我没有做任何基准来确认。  - 我认为他们应该是正确的。 哈哈

    此致

    陶氏