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[参考译文] TPS54531:高负载运行期间的可闻开关噪声

Guru**** 2382490 points
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/1263857/tps54531-audible-switching-noise-during-on-high-load

器件型号:TPS54531

您好!

我们将使用 TPS54531DDA 在  12V 至19V 输入电压下生成5V 电压、电流要求为2.7A (最大负载)。 在高负载条件下、我们能够听到该稳压器部分的开关噪声。 我们无法在轻负载时听到此类噪声。  您能帮我解决这个问题吗?

请参阅下面的稳压器设计原理图。

谢谢。

JAB

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    大家好、JAB:

    1.您能否提供 SW/Vin/Vout 波形? 我会首先检查开关脉冲是否稳定。 如果 SW 脉冲不稳定、并且振荡频率在20Hz~20kHz 可闻频率范围内、您可能会听到鼻子声。 如果您看到不稳定的 SW 波形、请调整 Comp 网络(请参阅 Webench 工具推荐电路)、确保 SW 稳定。

    2.您能检查一下噪音是从哪里来的吗? 是从电感器还是从 MLCC 输出电容器耦合? 您可以重新焊接电感器、仅将电感器的一个引脚连接到电路板、使用一根导线将电感器的另一个引脚连接到电路板、如果可以消除噪声、噪声应该来自电感器。 有时使用不同的 L 或 Cout 可能会改善可闻噪声。 我看到、将 MLCC 从大尺寸更改为小尺寸 可以解决 MLCC 可闻噪声问题。

    3.能否共享布局文件? 我会回顾一下。

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    您好!

    感谢您的答复。

    1.  请参阅稳压器的 SW 节点波形。 开关脉冲看起来是稳定的。
    2. 我们对电感器进行了解析并通过导线与稳压器侧、电容侧相连。 开关噪声似乎是由稳压器或电容器侧产生的、而不是由电感器侧产生。 我们注意到、在分别将补偿网络(上图中连接的原理图中的 C307和 R472)中的电阻器和电容器值更改至30k 和3nf 后、开关噪声减小了。 您能否解释一下为什么在修改补偿网络后开关噪声会降低? 我们是否能够通过改变补偿网络中所用部件的值来消除开关噪声?
    3. 请查看下面随附的布局布线图以供参考。

           

    如果您需要任何其他详细信息、请告诉我。

    谢谢。

    JAB

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    大家好、JAB:

    感谢您提供的信息。 我的评论如下。

    1.是否在听到可闻噪声时捕获了波形?  您可以捕获 Vout 纹波波形、 检查是否具有20Hz~20kHz 低频振荡。

    2.根据您的描述、可闻噪声不是来自电感器、而是应该来自输出 MLCC 电容器、而不是来自 IC。  因为 MLCC 使用具有压电特性的电介质。 下图显示了向 MLCC 施加交流电压时、电介质将通过膨胀和收缩引起细微振动、并且振动会传播到 PCB 表面。 如果交流频率在音频范围内(20Hz~20kHz)、人耳将会感知声音。  

    我使用 webench 生成建议的电路、新的补偿值更接近建议值。 请首先使用 webench 推荐的电路。

    我在 webench 中使用了您以前的值进行仿真、仿真结果显示出低相位裕度警告。

    3、布局总体还可以。 但是、可以对一件事进行优化、即 FB 检测布线会通过第二层中嘈杂的 SW 节点。 FB 引脚是对噪声敏感的引脚、请将迹线和电阻器放置在远离噪声 SW 节点的位置。