벅 / 부스트 스위칭 레귤레이터의 노이즈 문제


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나는 연구 프로젝트를 위해 전기 장치를 설계하고 있습니다 (저는 박사 과정 학생이지만 불행히도 EE는 아닙니다!). 장치에 대한 자세한 정보는 http://iridia.ulb.ac.be/supp/IridiaSupp2012-002/ 에서 찾을 수 있습니다.

마지막 프로토 타입은 전원 공급 장치에 문제가 있었으므로 새롭고 더 나은 것을 설계하여 문제를 극복하려고했습니다. 이 장치는 리튬-이온 배터리로 전원이 공급되므로 LTC3536 벅 / 부스트 스위칭 레귤레이터를 사용하기로 결정했습니다. http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3536fa.pdf

기본적으로 1A / 3.3V 전원 공급 장치에 대한 참조 구현 (데이터 시트의 1 페이지)을 다음과 같이 사용했습니다. (source : ulb.ac.be )개략도

배터리에서 나오는 PGND, GND, 일반 접지 및 아날로그 센서 용 AGND의 세 가지 접지면이 있습니다.

내가 Eagle에서 디자인 한 보드입니다. : 난 이미 예를 들어, C3와 C4가 많은 가까이 LTC (U3)에 위치해야한다, 레퍼런스 디자인에서 약간의 편차를 발견 (출처 : ulb.ac.be )판

이것은 VCC에서 볼 수있는 출력입니다 (부하 여부에 관계없이 Vin = 4.7V). 보시다시피 Vpp는 엄청납니다! Vin <4.3V의 경우 더 작지만 여전히 상당한 수준입니다. (출처 : ulb.ac.be )스파이크

C3과 C2를 LTC에 더 가깝게 옮기고 C7에 1µF의 캡을 추가하여 약간의 시행 착오를 겪었다. 이것은별로 도움이되지 않았습니다. 그런 다음 데이터 시트에 언급 된 22µF 대신 C7을 220µF 캡으로 교체했습니다. 이를 통해 Vpp는 ~ 200mV입니다. 이것은 데이터 시트에 지정된 것보다 훨씬 낫지 만 여전히 먼 길입니다. 또한 이는 Vin> 4.3V의 경우에만 해당됩니다. 이 임계 값 미만에서 Vpp는 여전히 2V를 초과합니다. 나는 그것이 변화를 일으키는 부스트 대 벅 규제라고 생각하지만 실제로 어떻게 그것을 수정할 수 있는지는 알지 못합니다.

이제 질문들 :

  1. 훈련받은 눈에 명백한 실수를했는지 궁금합니다.
  2. 데이터 시트에 주어진 잡음이 40mV에 불과할 때 왜 Vpp가 그렇게 큰가?
  3. 다른 출력 커패시터를 임의로 떨어 뜨리는 것 이외의 다른 방법으로이 문제를 해결할 수 있습니까?

출력에 부하가있는 전원 공급 장치를 테스트하고 있습니까? 그 하중은 일반적인 사용 조건에서받는 하중과 비슷합니까?
광자

그렇습니다, 나는 짐의 유무에 관계없이 그것을 사용했습니다.
arnuschky 2016 년

" Vpp is ~ 200mA "-아마도 이것은 오타이고 Vpp는 milliAmperes가 아니라 milliVolts에 있습니다. 그렇지 않은 경우 감사의 뜻을 설명하십시오.
Anindo Ghosh 2016

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노이즈를 수정하는 것뿐만 아니라 어떻게 측정하고 있습니까? 당신의 범위는 어디에 있습니까? 스코프 접지를 이동하면 표시된 노이즈가 변경됩니다. 가능한 한 신호 점 근처에 스코프 접지를 전기적으로 배치하십시오. 과도하게 열망하는 것은 프로브 노즈의 접지 링에서 가장 가까운 접지까지 짧은 와이어를 사용하는 것으로 알려져 있기 때문에 리드 길이는 수 mm입니다.
Russell McMahon

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이 질문에 대한 훌륭한 정보. OP arnuschky,이 정보를 커뮤니티에 유지하기 위해 위의 이미지 링크를 수정 해 주시겠습니까?
smoothVTer

답변:


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레이아웃에 문제가 있다고 생각합니다. C3 / C4는 반드시 1 번 핀에 가까워 야합니다 (EDIT는 1 번 핀 이 아닌 8 번을 읽습니다) . 내가 더 가까이 말할 때 나는 그것에 사는 것을 의미한다! Ditto C7-핀 7에서 바로 캠핑해야합니다. 이제이 부분을 사용한 적이 없지만이 유형의 장치에 대한 표준 절차입니다.

핀 7에서 C7로 흐르는 전류 펄스와 IC와 트랙 사이의 트랙 길이 (아마도 20nH의 트랙)를 생각해보십시오.

C7의 그라운드 리턴-어디로가요? 잘못된 접지 핀 (신호 접지)으로 돌아갑니다. C7의 접지는 불법 침입 법을 위반하지 않고 가능한 한 핀 5와 13에 최대한 짧아야합니다. 그리고 이것은 신호 접지를 키잉하기위한 스타 포인트가되어야합니다. 그런 다음 신호 접지는 피드백 구성 요소로 이동하여 부하 또는 C7 전류를 전혀 전달하지 않아야합니다.

이 PCB가 나에게 전달되면 테스트를 거부 할 것입니다. 갑작스럽게 죄송하지만 다음은 스위칭 회로에 대한 황금률입니다.-

여기에 이미지 설명을 입력하십시오


빠른 답변 감사합니다. 기본적인 질문에 대해 유감스럽게 생각하지만, 나는 단지 취미 인입니다. :) "침입 법"이란 무엇입니까? 배경 정보를 읽을 수있는 출처가 있습니까? 또한 데이터 시트에 언급 된 "전용 켈빈 경로"를 이해하지 못했습니까? 추적 너비가 작은 별도의 경로입니까? 나는 당신의 제안을 사용하여 내일 보드를 다시 라우팅하려고합니다.
arnuschky 2016 년

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@arnuschky 문제 없습니다. 법규 위반-단지 유머 감각과 장치를 짧게 만들려고 = 장치를 칩의 핀에 바로 연결하십시오. 켈빈 경로는 선형 기술 전문 용어로 별점에 별도의 트랙을 사용하며 기본적으로 해당 별점은 핀 5와 패드 (13)의 교차점입니다. 다시 라우팅하기 전에 시도해야 할 몇 가지가 있습니다. 핀 7에서 핀 13 (아래에 와이어를 공급하기 위해 구멍을 뚫을 수 있음)과 핀 1에서 핀 5/13에 이르는 두 곳에서 10uF 세라믹을 사용해보십시오. 같은 기법을 사용하십시오. 노력하고 있는지 확인하십시오.
Andy 일명

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두 손가락이 나중에 타버 렸습니다 ... 첫 번째는 C3, C4 및 C7의 접지 연결을 수정하는 것이 었습니다. 전해질 커패시터를 핀 바로 위에 납땜했습니다. 스루 홀 부품에만 맞을 수있는 길이 길지만 여전히 Vin에 대한 소음의 의존성은 사라졌습니다. Vpp는 약 900mV였다. 그런 다음 앤디가 제안한대로이 캡을 제거하고 반대쪽에 10µF 세라믹 (홀 드릴링)을 납땜했습니다. Vpp는 350mV까지 낮으며 입력 캡이없는 경우에도 마찬가지입니다! 핀 8/9의 뒷면에 C2, C3 (1µF 및 10µF 세라믹 캡)을 추가하면 Vpp ~ 100mV가됩니다. 핀 1에서 핀 3으로 10µF를 추가해도 큰 변화는 없었습니다.
arnuschky

구멍을 뚫어서 추가 한 캡은 핀 7과 핀 13 / PGND 평면 사이에있었습니다. 다음으로 22µF 엘카를 뒷면에 추가했는데 아무런 변화가 없었습니다. 방금 pin1에서 pin5 / 13까지 10µF를 추가하라고 요청한 것을 보았습니다. 나는 지금 그렇게했지만 크게 변하지 않았습니다.
arnuschky

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@ JesúsCastañé 나는 틀렸지 만 당신도 그렇습니다 !!! 핀 8과 9는 그들이 가까이 있어야하는 Vin 핀이며 이들은 핀 1에 연결됩니다
Andy aka
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