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[参考译文] TPS565242:设计帮助、过度纹波

Guru**** 2382630 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS565242, TPS565247
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/1221880/tps565242-design-help-excessive-ripple

器件型号:TPS565242
主题中讨论的其他器件: 鳄鱼夹TPS565247

大家好、我正尝试使用 TPS565242将12V 电池降压至5V、但出现过大的纹波和噪声。

我想知道是否有人能帮助我至少将纹波消除到5%以内?

我在 PCB 上做了一个小型设计、以基于 WEBENCH 设计器进行测试、该设计器模拟了大约12mV 的纹波。

电路图:

PCB:

我使用提供12V 电压的直流实验室电源测试了设计、并使用 万用表检查了5V 输出。

万用表读数为~5.1V、但使用振荡器进行检查、发现明显的纹波和噪声。

我曾尝试在试验电路板上使用一些不同的电容倍增器和 LPF RC 电路、其中我使用了一些器件、但总是下降过多电压、因为我想要5V 输出电源轨。

用于减少纹波的电容倍增器之后的输出趋向于提供接近3V 的功率。

我使用 N MOSFET 和 NPN BJT 进行了测试、还测试了一个达林顿对。

如有任何帮助或反馈、我们将不胜感激。

很抱歉、如果我漏掉了一些东西、这是我第一次在 PCB 上进行大型设计、而且我的电气工程设计可能有些粗糙。

谢谢!

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    尊敬的 Mark:

    您是否在 Webench 上仿真了您发布在线程时看到的电路? 您能否在 Webench 中展示您的仿真结果?

    在检查布局时、100uF 电解电容器可能具有高 ESR、从而导致不必要的高输出电压纹波。 请使用 MLCC 尝试输出电压纹波是否仍然很高。

    需要注意的另一件事是测量方法。 请使用猪尾来测量输出电压纹波、否则探头的接地线可能会导入噪声并导致测得的高 Vout 纹波。 探针上安装的猪尾如下所示:

    我的同事正在休假、当他回到办公室时、他会向您提供反馈。

    BRS

    资旭

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    您好、Mark!

    您可以试用3.3uH 电感器、4*22uF 10V 0805 MLCC 和40pF CFF。

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    谢谢 Zixu。
    我有一些 MLC 电容器、并将再次使用这些电容器而不是电解电容器测试我的设计。
    我使用的是电解电容器、因为我手头已经有电解电容器。

    我有一个鳄鱼夹示波器探头、但在安装 MLCC 时、我也会使用猪尾进行测试。

    我还回过 WEBENCH 设计器、并 尽量调整为相同的器件。

    结果:

    它似乎应在规格范围内工作。

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    谢谢 Shuai。

    我没有这些器件、需要对另一个 PCB 进行原型设计才能满足这些器件的需求。

    使用较高的电感器和 Cff 是否有益?

    使用多个电容器提供类似的电容电平是否也能带来好处?

    使用 WEBENCH、它提供的初始设计为 Cin 使用2个电容器、而我选择仅用1个22uF 电容器替换它们。

    WEBENCH 设计还具有适用于 Cout 的3个22uF 电容器、我将其替换为单个100uF 电容器。

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    100uF 电容器的 ESR 的值是多少?

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    目前、我无法测量电容器的 ESR。

    我最初在设计中使用了电解电容器、用于100uF、100nF 和22uF 的电容器。

    我 修改了原型板、接受了刚购买的 MLC 电容器、以便按照 Zixu 的建议更换它们。

    这种方法并不理想、但使用 MLC 电容器大大改善了纹波和噪声。

    这明显优于之前、纹波电压约为15%@ 76mV。

    此处使用的100 uF 电容器是 三星电机  CL31A107MQHNNWE、其中包含一些 ESR 信息: CL31A107MQHNNN#| MLCC |产品搜索(samsungsem.com)

    不确定我应该注意哪个 ESR 值?

    除了使用新的 PCB 改善电容器焊接和在 PCB 上的位置外、是否还需要其他措施来改善输出纹波?

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    您好、Mark!

    增加电感值也可以提高纹波性能。

    您是否有轻负载效率要求? 如果轻负载效率在您身边不重要、建议使用 TPS565247。

    实际上、TPS565242的效率更高、但其轻负载纹波性能不佳。 TPS565247 (与 TPS565242引脚对引脚兼容)具有非常好的纹波性能、但轻负载性能不佳。

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    我很乐意测试其他一些电感器、如3.3、4.7和5.6uH。
    您是否会推荐特定的电感、以及除了电感之外、是否有任何其他我应注意的特定参数?
    例如、 最大直流电流/电阻

    您是否知道 TPS565247和 TPS565242在轻负载效率方面的区别?
    它们具有我认为相同的引脚排列、因此我很乐意购买一些并进行测试。
    我认为 TPS565247在任何情况下都具有较低纹波、将更适合我的用例。

    我还在等待一些功率电阻器、以便更好地测试一系列负载、从而为我提供更全面的概述。
    除了为此目的在负载上输入和输出电源之外、还有其他更好的方法来测试效率吗?

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    您好、Mark!

    我建议您直接购买一些 TPS565247进行测试、因为 TPS565247的频率是固定的600kHz。 我们有基准数据、使用4.7uH、2*22uF 的情况下、纹波可约为20mV。

    但对于 TPS565242、频率将下降更低。  

    数据表中的效率比较值。

    ...