[参考译文] TPS40428：板上的输出纹波并导致系统异常

您好！

如何测量纹波？

2- 使用回形针的方法吗？

 纹波频率是多少？ 它与开关频率相同吗？

此致

Mahmoud、您好！

我测量输出电容器与系统 GND 上的这一纹波。

此纹波是在 FPGA 处于空闲状态时在我的电路板上捕获的

3.我将40.2k 连接至 TPS40428引脚40"RT"、将开关频率设置为~500kHz

双相操作、我相信它们会与1MHz 纹波相结合。

此致。

您好、Alex、我们希望找出输出纹波的根本原因。

您发送的示波器图片不清晰。 纹波频率是否与开关频率相同？

能否使用回形针方法测量输出电容器的纹波？  

3 -以标准方法使用示波器探头、它会拾取开关频率噪声

此致

尊敬的 Mahmoud：

经过一天的测试、我发现 TPS40428只有一个噪声源可能在我的系统上导致异常。

顺便说一下、这里是我在容量下从电容 GND 捕获的板载负载基准附近的输出波形

如图所示、开关频率下存在~100mV 的纹波

中间是另一个频率为70kHz 的噪声源、

对于我的系统规格、我想将 Vripple 压缩到30mV 以内、

此致。

尊敬的 Mahoud：

1.计算得出开关频率为~497kHz

2.我认为示波器跟踪到了错误的峰值，得到了163kHz

请参阅我的光标位置、该位置给出了495kHz

70kHz 来自我的设置环境功耗、因此我还没有捕获这些噪声

实际上中间最大的峰值是由波纹大于100mV 的70kHz 噪声引起的

TPS40428 Vripple 的500kHz 噪声为~100mV

4.另一个具有500kHz 和630kHz 开关频率的5V 和3.3V 稳压器。

5.我已经把 TPS40428 sch 和环路计算表放在了第一个位置

此致。

尊敬的 Alex：

是的、我找到了原理图。  是否在 R66上进行了频域环路测量？ 如果不是、我们需要查看波特图增益/相位、并确保系统稳定。

此致

尊敬的 Mahmoud：

如您所说、我尝试在 R66上和频域中捕获波形、我希望它包含足够的信息以用于分析

我还放了一些器件型号、 我在设计中使用过、因为我担心器件 ESR 可能不适合我的设计

100uF - TAJD107M016RNJ

560uF - 16SVF560M

47uF - GCM32EC71A476KE02K

22 μ F - GRM32ER71E226KE15L

390nH - FP1007R6-R39-R

此致。

尊敬的 Alex：  

560uF 电容器的 ESR 为14m Ω、并与7/47uF 并联。 47uF 陶瓷 ESR 约为2m Ω。 有效 ESR 大约为(7*47uF/560uF)*14m Ω=8.225m Ω。  

计算得出的电感器纹波电流为4.7A。 因此、由于 ESR 产生的输出纹波为8.225m Ω* 4.7A = 38.66mV。

数据表中的输出电容为纯陶瓷电容。 请移除560uF 电解电容器、并用等效的低 ESR 陶瓷电容器替换。 我们仍需要使用波特图检查稳定性。

此致

尊敬的 Mahmoud：

根据环路补偿表、更改输出电容器还 需要更改环路电路值。

我可能会暂停、然后您才能完成波特图审核。

谢谢。

此致。

尊敬的 Alex：

没错。 请在您完成后告诉我。

此致

尊敬的 Mahoud：

由于害怕损坏我的电路板、我使用了我的评估板(无 FPGA、只有2k Ω 负载)、移除电解电容并进行测量、保持7ea 47uF 陶瓷电容

我看到 Vpp 可以从500mV 下降到200mV、但对于我的应用来说、仍然太大了。

如果我将设计更改为所有的47uF 陶瓷电容器、环路中的 R/C 值将是多少？

此致。

尊敬的 Alex：

您是否能够使用7x47uF 测量环路？ 如果仅使用陶瓷电容器、纹波应低于10mV。 在回形夹方法中、只需使用一个示波器探头即可正确测量纹波电压。 RC 补偿目前尚可以、环路测量可提供有关更改这些组件的更多信息。

您能否：

1-仅使用一个探头和回形针方法、发送输出纹波示波器图片

2-测量环路并发送增益/相位波特图

此致

尊敬的 Mahmoud：

我将输出电容器修改为14x47uF 陶瓷电容器、这里是纸夹方法的输出测量、仍然看到大约50mV 的纹波

说到 ESR 导致的 Vripple、我放置在负载附近的电容器是否也会造成电压轨纹波？

此致。

尊敬的 Alex：

进行输出纹波测量时、回形针方法中只应使用一个示波器探头。 如果有其他示波器探头、可能会拾取开关噪声。 该纹波似乎来自开关噪声。

您具有与负载接近的哪种类型的电容器？

此致、Mahmoud

尊敬的 Mahmoud：

我为 FPGA 使用了电容器组合、包括 Kyocera AVX TPM、TAJ 系列、KEMET T491系列、并且具有0,805,0402 MLCC 的不同值

与我放置在电压输出附近的 Alu 电容器相比、这些靠近负载的电容器具有更大的 ESR  

此致。

器件型号

TPME337M016R0050

TAJD107M016RNJ

T491D476K025AT

CGA4J1X7S1E106K125AC

GRM155R71H103KA88D

GRM188D71A475KE11

GRM155C71A225KE11D

GRM155R71A474KE01D

GCM155R71C224KE01

尊敬的 Alex：

我认为电容器可以、但纹波测量方法不正确。 在纹波测量期间是否使用多个示波器探头？

此致