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标题: TPS56121电源输出纹波问题 [打印本页]
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-9 16:06
标题: TPS56121电源输出纹波问题
用TI得TPS56121芯片搭的如下电路，在设计中电感使用2r2和1r0都进行了测试，滤波电容得值也进行了调整，但是输出电源得纹波没有得到改善，请帮忙分析原因
8 c, F/ b" R  {4 u5 G
$ E2 h6 T  g; Q: I6 Y  }9 ~) N/ Z4 L( e" f" o3 C7 T7 |
  h& f+ D- b, d2 w+ Q' A8 b% D

QQ图片20151009155943.png (85.24 KB, 下载次数: 1)

电路图

电路图

D3]2GF][8EH3B2DS(W0H.jpg (141.74 KB, 下载次数: 2)

输出纹波1

输出纹波1

IMEDCXTH06JZ(XUMA`@W$DX.jpg (142.87 KB, 下载次数: 2)

输出纹波2

输出纹波2
作者: fallen    时间: 2015-10-9 17:01
把SW的波形和这个纹波的波形对比下，
作者: 菩提老树    时间: 2015-10-9 17:54
这是噪声吧，这么大。看看周围是不是有什么干扰
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-10 09:02
菩提老树 发表于 2015-10-9 17:54
0 U7 F  T- a' h这是噪声吧，这么大。看看周围是不是有什么干扰

8 j, c# n# N! _: l1 s( W& L如果是噪声的话怎么滤除 我尝试用LC和CLC滤波电路，不过效果没有得到改善! h# U) O& W) r# l
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-10 09:07
fallen 发表于 2015-10-9 17:01+ ^( u8 [. @7 M
把SW的波形和这个纹波的波形对比下，

. h" k$ `- h. ^SW波形如下& V- Q7 B7 O6 h  g% H

QQ截图20151010090850.png (473.6 KB, 下载次数: 3)

SW波形

SW波形
作者: fallen    时间: 2015-10-10 10:08
辉辉辉辉 发表于 2015-10-10 09:07; {) H" G% B' Y5 T$ [/ `
SW波形如下

; W% f; b  F. Y- O你在示波器里面，两个探头测量SW和RIPPLE，如果PWM的边沿的尖峰（过冲和下冲）对应上纹波，那么调节R2和C2。
作者: 菩提老树    时间: 2015-10-10 10:35
辉辉辉辉 发表于 2015-10-10 09:02
- P; |- g; |) ^0 m9 L/ d如果是噪声的话怎么滤除 我尝试用LC和CLC滤波电路，不过效果没有得到改善
' O" J+ N* B# c/ F( I& Z
首先看是什么噪声，频率是多少，然后再选择滤波器件
作者: zhdyx-008    时间: 2015-10-10 10:48
R2 C2如果不上件看看波形有没有变化，另外COMP的部分也看看，但是一般来说这个地方问题不大。也很好奇结果如何
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-10 14:03
fallen 发表于 2015-10-10 10:08* |+ {9 ~7 L$ y
你在示波器里面，两个探头测量SW和RIPPLE，如果PWM的边沿的尖峰（过冲和下冲）对应上纹波，那么调节R2和C ...

& f* T, g1 q  z6 _6 I根据你的指点 我尝试换了一下C2和R2的值 发现SW的波形并没有明显得改善如图所示，这两个参数有没有相关得计算方法？

QQ截图20151010140233.png (484.14 KB, 下载次数: 1)

SW波形

SW波形
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-10 14:16
zhdyx-008 发表于 2015-10-10 10:48# f) @- {- L* S1 O
R2 C2如果不上件看看波形有没有变化，另外COMP的部分也看看，但是一般来说这个地方问题不大。也很好奇结果 ...

0 T9 S, H- C, ]如你所说的去掉C2和R2元器件之后SW波形如下图所示 此时对应得COMP脚波形如图所示 输出纹波没有得到改善
; I* I% I  `" n$ U# v7 i0 k9 f' p0 n# o

QQ截图20151010141450.png (604.13 KB, 下载次数: 1)

SW波形

SW波形

QQ截图20151010141511.png (595.47 KB, 下载次数: 1)

COMP波形

COMP波形
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-10 14:37
fallen 发表于 2015-10-10 10:08- s8 a9 A; w4 e) ^" [* l9 G
你在示波器里面，两个探头测量SW和RIPPLE，如果PWM的边沿的尖峰（过冲和下冲）对应上纹波，那么调节R2和C ...
# B# \  N- s/ ?& L
根据你的指导 测试SW和Vout波形得对比度 如下所示 我调整C2和R2效果没有得到改善（蓝色为Vout，红色为SW）
0 V8 _# R3 k( C$ k

QQ截图20151010143844.png (615.13 KB, 下载次数: 1)

QQ截图20151010143844.png

QQ截图20151010143855.png (607.78 KB, 下载次数: 1)

QQ截图20151010143855.png
作者: fallen    时间: 2015-10-10 15:03
辉辉辉辉 发表于 2015-10-10 14:37
$ w9 d, G8 {) ]根据你的指导 测试SW和Vout波形得对比度 如下所示 我调整C2和R2效果没有得到改善（蓝色为Vout，红色为SW ...
, g8 l0 J+ ?. r3 s
1 你先吧R1改成10R-15R的，你看下有没有改善，这个地方用于减缓开关的上升沿速度。
4 V! k; O  p6 u2 ^$ j; W2 P  Z5 j( C( L2 你的R2已经很小了，使用的1R，一般R越小，震荡也会越小。你可以尝试修改C2的值。或者看看规格书上有没有推荐。
# o* b; o6 q% g% W5 B0 \: u
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-10 15:13
fallen 发表于 2015-10-10 15:03
/ e+ p! z7 z( d" J, A* A4 a1 你先吧R1改成10R-15R的，你看下有没有改善，这个地方用于减缓开关的上升沿速度。
" q# r& n6 k* h- L9 x: y7 C  v2 你的R2已经很小了 ...

9 P: |9 \% L. G% ^' M& ?1欧和2.2nF 这个是TI产考设计中给出参考值，TPS56121的datasheet给出的是1欧和1000pF这两组参数我都试啦 效果还是没有改善 会不会是我的布局出现问题 导致得噪声" {* y( [( e, b; q
作者: fallen    时间: 2015-10-10 15:16
辉辉辉辉 发表于 2015-10-10 15:13
& @7 w6 i/ V! L8 D! m1欧和2.2nF 这个是TI产考设计中给出参考值，TPS56121的datasheet给出的是1欧和1000pF这两组参数我都试啦  ...
: u8 j, l6 S- a6 Y
那你R1呢，改大了有没有改善。
9 B* J. ~. x/ R) I& B( O一般那种控制器外挂MOS的走线较差容易出问题，你这种应该不会。
- E7 g; a* T. v% e( k2 Z$ Q
作者: fallen    时间: 2015-10-10 15:17
或者吧R5去掉，反应快点，看看。
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-10 15:29
fallen 发表于 2015-10-10 15:17. |# f! x/ _3 R, k
或者吧R5去掉，反应快点，看看。
7 r3 E( Z; H( p
你刚才说的两种方式我都试了一下 没有改善
& C2 _. y  I' `1 Y( o/ o
作者: fallen    时间: 2015-10-10 15:32
辉辉辉辉 发表于 2015-10-10 15:29
  v* p' t, m+ R你刚才说的两种方式我都试了一下 没有改善

* r1 T3 b* t) _: W2 \$ V9 @7 x& b那你找TI的问问看。有结果了也告诉一下怎么弄的，学习学习。
/ I) w) H" T& p/ z9 X
作者: zhdyx-008    时间: 2015-10-12 13:31
确实比较奇怪，你R1也试过不同阻值了吧。
) ~9 K( [; c9 g3 q) ?你的PCB是几层板，电感和两个MOS管的位置不要干涉到芯片那一部分，芯片周围最好比较干净。第二点就是上面的反馈，PCB上你是从哪里引出来的，你的噪声频率看起来是500K的，肯定是有干扰，但是就是要分析干扰源在哪里，设计上面的还是PCB上面的，另外，你增加负载的话是不是也是一样？
作者: zhdyx-008    时间: 2015-10-12 13:37
zhdyx-008 发表于 2015-10-12 13:31
/ k" Z# B! u, V确实比较奇怪，你R1也试过不同阻值了吧。
# S1 d8 }) L7 N8 y你的PCB是几层板，电感和两个MOS管的位置不要干涉到芯片那一部分 ...
; V" S2 e! q0 h+ g3 @+ r
错了一点，你这个设计没有外置MOS的，不用看MOS了。从波形上面看你的SW波形就不是很好啊。
6 m3 H4 ?$ z( m. u7 Z, d) s还有一个问题，你试试将输入的电源用比较干净的电池接进来试试，另外就是这颗芯片是不是可以调频率啊，你频率变高点试试。
+ w" N" E! \; C4 P! D
作者: wangshilei    时间: 2015-10-13 09:44
调整C3,R5的值应能改善，可能是反馈速度问题
作者: zhdyx-008    时间: 2015-10-14 17:01
wangshilei 发表于 2015-10-13 09:44
2 {! Q) @( t$ v& Z/ f0 Y调整C3,R5的值应能改善，可能是反馈速度问题
/ J1 J1 i4 B2 V9 `4 X/ ?
学习了，我们设计还故意让反馈变慢一点，牺牲纹波噪声提高效率呢。不过你这纹波也太大了，所以没往这方面考虑
1 p: C8 k) q3 h5 |8 b7 {
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-21 15:08
wangshilei 发表于 2015-10-13 09:44- i- F3 W/ H1 }# [$ `
调整C3,R5的值应能改善，可能是反馈速度问题

$ u( G& i3 |$ E1 y# ]: |好的 我在根据你说的试一下，这个电源搞了好久一点进展都没有，附上布局图和实物图
; S4 o' r; y8 Q4 A; L2 E

QQ截图20151021115037.png (20.02 KB, 下载次数: 1)

布局图

布局图

20151021_114038.jpg (1.07 MB, 下载次数: 1)

实物图

实物图
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-21 16:30
wangshilei 发表于 2015-10-13 09:44
6 Y! U& v2 J& l# m调整C3,R5的值应能改善，可能是反馈速度问题
2 m+ }  ], t* v2 R+ |- h
刚才测试得时候没有焊接R5，连烧了两块芯片 加大R5得值 效果也不是很明显' |  X6 r+ t5 G( t( A& \9 F
作者: 硬件小白    时间: 2015-10-23 09:34
电源震荡了，我现在遇到这个问题，在调试中~~~；加前馈电容会改善一点点。
作者: jameserik    时间: 2015-10-23 09:57
布局有问题，先按照官方评估板的布局改
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-10-23 19:44
jameserik 发表于 2015-10-23 09:57, x$ x" T6 g$ V$ O0 @
布局有问题，先按照官方评估板的布局改
+ p: j1 H- }7 l: j0 R
已经把官方评估板扣下来了 先做一版试试+ ~& k; {: G1 p, p
作者: dhr8369    时间: 2015-10-29 14:13
这功率电感也太远了点，应该挨着电源芯片，C12，C11，C6放L1后面，输出处的陶瓷电容容值太小估计就22UF，建议用钽电容47-100UF，顶层的地和地孔也太节约了点。
作者: gx北部弯    时间: 2015-10-31 15:04
R4上并个几十到100的P仔
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-11-5 10:18
fallen 发表于 2015-10-10 15:324 ]9 A" i7 R6 Z* b9 g/ `# l1 w
那你找TI的问问看。有结果了也告诉一下怎么弄的，学习学习。
2 y/ F) x2 d# a
这个结果为我测量方式引起得，使用探棒上面的地环而不是接地夹，在20M带宽下测量纹波在50mV以内，在全带宽测量下高频噪声能达到300mV，以上两种测量方式都是在带载测试电源输出端量测得，一般这中全带宽下的高频噪声怎么滤掉？加EMI滤波器？
  A- U4 f0 D- T
作者: fallen    时间: 2015-11-5 11:21
辉辉辉辉 发表于 2015-11-5 10:18
2 Q/ Q) l0 e' p- j; m5 ~8 U$ L4 c4 h这个结果为我测量方式引起得，使用探棒上面的地环而不是接地夹，在20M带宽下测量纹波在50mV以内，在全带 ...
% w3 |' ?1 k. x+ r, D. @
你使用接地环在20M下测量是50mV，而在全带宽下测量是300mV?
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-11-5 13:30
fallen 发表于 2015-11-5 11:21
, a+ h& H4 B) q( A& @1 u你使用接地环在20M下测量是50mV，而在全带宽下测量是300mV?
# q9 h+ V3 X5 O6 }5 i" e
是的啊 感觉很奇怪啊 在全带宽下测试的结果是不是 外面得EMI干扰引起的高频噪声啊？
  ?6 Y/ ^6 N1 ~4 |2 D
作者: fallen    时间: 2015-11-5 13:32
辉辉辉辉 发表于 2015-11-5 13:30
$ s9 v! l& C$ y) t1 k% e  M, s是的啊 感觉很奇怪啊 在全带宽下测试的结果是不是 外面得EMI干扰引起的高频噪声啊？

' A9 j( `- l" [0 a* b感觉差别有点大。你是在电容端测量的吗？% w5 `- X2 b3 r) W' j+ |! M6 ~
作者: 辉辉辉辉    时间: 2015-11-5 14:09
fallen 发表于 2015-11-5 13:32
0 v$ O0 ]; w. y! [0 `' x' B感觉差别有点大。你是在电容端测量的吗？
+ H8 u# m# g8 @1 w* \3 l
是的啊 测试电容两端的啊 我们这个电源是要给FPGA供电的 我们买了一块FPGA开发板，测试开发板得电源，在20M带宽下纹波为30mV，在全带宽下纹波为200mV，在全带块下测试的结果是不是有干扰引起得高频噪声啊，开关电源得高频噪声一般是怎么滤除啊？) b2 M5 U( v1 D1 p) u
作者: fallen    时间: 2015-11-5 15:26
辉辉辉辉 发表于 2015-11-5 14:09" g. j' u6 |  v
是的啊 测试电容两端的啊 我们这个电源是要给FPGA供电的 我们买了一块FPGA开发板，测试开发板得电源，在2 ...

6 p" e8 q! |3 W% W再加一级的LC。
作者: fallen    时间: 2015-11-5 15:30
你搜下那个TI的电源设计小贴士，好像叫这个名字，里面有介绍再加一级LC可以得到很小的纹波。
作者: 卡卡罗_IG4Qs    时间: 2017-5-15 19:39
请问设计时楼主用的什么软件仿真呢



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