[参考译文] UCC28070：奇怪的噪声-输出波形上的尖峰

您好、Stephen：  

如果您将交流线路电流波形叠加在此输出电压纹波波形之上、我相信您将看到、较高的输入电流振幅对应于纹波的上升沿。   

我认为噪声数据包是由线路电流较高振幅段期间的更高开关电流造成的。  

我不知道为什么它似乎 出现和 突然消失。   
可能在电流电平较低时、电感器会以 DCM 模式运行、而在电流较高时、电感器会变为 CCM。 CCM 中的开关噪声可能高于 DCM 中的开关噪声。  
在负载较高时、电感器电流在更多的线路周期内以 CCM 运行、因此噪声数据包似乎会变得越宽。
请对此进行调查。   

此致、
Ulrich

您好、Stephen：  

我今天能够快速回答、因为我恰好在实时监控本论坛。  
由于其他任务和情况可能会在白天和工作周内发生动态变化、因此我无法保证始终保持响应性。  

我不会认为 PFC 输出上的开关噪声会使其到达 LLC 输出时没有衰减。
此外、我认为 LLC 环路补偿没有任何作用。  开关噪声远高于环路交叉频率。   

首先、我建议验证出现在示波器显示屏上的开关噪声电压实际上是在 LLC 输出上。   
很多时候、"范围探头 GND 导线会拾取噪声、该导线形成一个可捕获 di/dt 中的磁场的环路天线。  
测试此情况的一种方法(尽管并非绝对确定)是  仅将 GND 夹连接到探头挂钩(不连接到任何电路节点)、并将探头回路移动 到您通常要探头的同一区域附近。  您会看到是否读取了相同量的开关噪声。

其次、建议使用"尖头与桶"探测技术来最大程度地降低噪声拾取。

如果 T & B 探测仍然显示 LLC 输出上的高振幅开关噪声、那么它确实存在、并且也许需要一个高频 L-C 滤波器来进行衰减。  
它很可能是一个差模滤波器、但可能需要是共模滤波器。  
建议在 LLC 反馈连接点后插入此类滤波器、以使 LC 极点不会使现有补偿变得复杂。  
但首先要证明噪声实际上存在于输出电容器上、而不仅仅是探头拾取的噪声。

此致、
Ulrich

您好、Stephen：  

我在10天前的第一次答复中解释了为何噪音只出现在波纹的上升部分。  

然后、您确定了真正的问题是出现在您的 LLC 输出上"当前位线路"上的噪声、我们花了一些时间来验证位线路噪声是否与 LLC 开关噪声或 PFC 开关噪声相关。  

这源于 PFC 开关、我建议添加缓冲器或尝试 SiC 二极管、以减少/消除开关噪声。
100Hz 纹波保持不变；二极管选择对此没有影响。  100Hz 纹波振幅是输出电流和输出电容的函数。  

100Hz 纹波上叠加的高频噪声可能源于输出电容器的 ESR 和/或 ESL。   
在上面的屏幕截图中、采样率为40ms/s、即每个采样点25ns。  因此、示波器捕获的噪声的频率成分必须低于20MHz (以符合奈奎斯特标准)、并且噪声"模糊"幅度可能为+/-2V。  
我建议增加扫描速率、并检查上升间隔中点附近的几个开关周期。
务必使用尖端和接地筒探测来查看 Cout 电压、避免从 GND 导线环路中拾取额外的噪声。  

请检查输出电容器的 HF ESR 额定值(可能有多个并联)。  流经并联 ESR 的峰值升压二极管开关电流将产生部分这种噪声。  通过并联 ESL 的电流脉冲的上升和下降 di/dt 将生成其余噪声。  

较低的 ESR 和 ESL 将降低此噪声、但无法完全消除此噪声。 我建议在您的电解质上添加一些平行薄膜电容器、以进一步降低高频下的 ESR 和 ESL。  甚至可能是一些高压陶瓷电容器。   
SiC 二极管将消除可能导致峰值和 di/dt 效应的任何反向恢复电流。 您必须放大开关频率扫描、看看 SiC 与 Si 相比是否有任何优势。  另外、将采样率提高到~4ns/采样左右。  

升压 MOSFET 上的 R-C 缓冲器有助于减少 dV/dt 问题。  是否与此相关。   
减缓 MOSFET 导通和关断速度可能有助于减少 di/dt 效应。  
检查 PCB 布局、以确定开关高电流路径中的杂散电感是否会增加噪声。  
如有必要、请重新布线、以最大限度地减少杂散电感。  

以上所有功能都是为了减少噪声源。   
平行过程是减少/消除这种噪声与您的位线路的耦合方式。   
您必须弄清楚 PFC 中的噪声如何与位线路耦合、并采取措施来缓解这种耦合。  
它是通过 LLC 转换器、还是绕过它？  
可能是来自 dv/dt 的电容耦合和/或来自 di/dt 的电感耦合、或者来自开关电流通过公共 GND 路径与受扰对象信号返回路径的电阻耦合。   

此致、
Ulrich

您好、Stephen：  

我认为这些峰值并不表示饱和、原因有几个。   
1. 两个通道同时出现峰值、即使在斜率下降时也是如此。
2、 上升斜率变化太大。  即使磁芯是铁氧体、饱和通常也具有更平滑的 di/dt 变化。  铁氧体的饱和速度当然比 Sendust 快得多、但不像所看到的那么快。
3. CT 的饱和不会显示为上升的尖峰。  相反、它会导致下降斜率、并导致 Rs 上的信号损失。   

我认为、出现的峰值是当 MOSFET 关断且漏极电压升高时、示波器探头上的 dv/dt 引起的噪声。  
我建议使用"尖端和接地筒"探测、避免在示波器探头 GND 导线上拾取开关噪声。  

波形似乎表明、在测试条件下、电感器电流主要是 DCM。   我认为、将开关频率从70kHz 增加到100kHz 会导致 电感器中产生更多的 CCM (尽管没有波形可验证)。  我不确定这种情况如何缓解/解决位线路噪声问题。 但一定有一些线索在那里的某个地方。  峰值电流必须相同；只是脉冲宽度更窄。  

在位线不太敏感的情况下、可能这会将噪声移至更高的带宽？   
如果问题得到解决、我建议逐渐将开关频率减小到70kHz、找到噪声再次成为问题的点、从而评估问题 与解决方案之间的裕度(允许存在差异)。  

此致、
Ulrich