¿De dónde vienen las oscilaciones en el voltaje de salida de mi convertidor buck?

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Actualmente estoy construyendo un conversor de dinero. Sus principales parámetros son los siguientes:

  • entrada de 24V
  • Salida 5V / 3A
  • Capaz de soportar grandes corrientes transitorias de carga causadas por el encendido de los LED de alimentación (~ 2A)

Seleccioné un convertidor Buck síncrono de TI que se adapta a mis necesidades en términos de características eléctricas, paquete y costo: el TPS54302 . El primer prototipo fue diseñado siguiendo las recomendaciones y fórmulas de la hoja de datos. El enrutamiento de la PCB se realizó imitando la placa de evaluación del convertidor.

Aquí están los esquemas y CAD:

(laplacade4capas,lascapas2y3estánocultas.ContienenrespectivamenteelplanoGNDyelplanodesuministro)

Hayhuellasdecondensadoresadicionalesenestediseñoparapoderprobardiferentesconfiguracionesdecomponentes.

Cuandoprobélaplaca,quedésatisfechoconlascaracterísticasprincipales:eficiencia,corrienteyvoltajedesalida,rizadodeentradaysalida.

Sinembargo,queríaprobarlaestabilidaddelafuentedealimentaciónyaquíesdondecomencéaobservarcomportamientosinesperados.Notengoningúnanalizadorderedogeneradordeseñaldisponible,loquemeimpidemedirelmargendefase.Ensulugar,lasinvestigacionesdeGooglesugirieronquemidalasvariacionesdevoltajedesalidamientrasaplicounacorrientedecargatransitoria(~1Atransitoriaconuntiempodesubida/caída<1µs).Afortunadamente,tengounMOSFETqueenciendeunLEDdealimentaciónenmitablero.SolotuvequecortocircuitarelLEDparagenerarunacorrientetransitoria.

LosesquemasacontinuaciónmuestranlaconfiguracióndemipruebadondeMCU_GPIO_1generaunaseñalPWM,yMCU_GPIO_2seestablececontinuamenteenunnivelalto.

Comopuedever,hayimportantesoscilacionesenelvoltajedesalidacuandoseliberalacargadecorriente.Paraentenderelorigendeestasoscilaciones,realicélassiguientespruebas:

  • jugandoconelvalordelcondensadordeavanceC10
  • cambiandolaconfiguracióndelcapacitordeentrada(másMLCC)
  • agregaruncordóndeferritaenserieconlaentradade24V(enlugardeldiododeprotecciónD2)
  • cambiodelaconfiguracióndelcapacitordesalida(múltiplesMLCCo1capacitordepolímerogrande)

Hastaahora,estaspruebas"ciegas" no me llevaron a ninguna parte. Estoy buscando nuevas pistas para entender qué está pasando aquí, antes de comenzar la segunda ejecución de prototipos. Entonces, aquí están mis preguntas:

  1. ¿Cómo puedo tener oscilaciones solo en la versión actual y no en el dibujo actual?
  2. ¿Cuál podría ser el elemento deficiente aquí: enrutamiento? Filtro de entrada? ¿Otro?

Gracias por tu ayuda :)

PS: esta es mi primera pregunta en StackExchange. Cualquier consejo para mejorar la forma de mi pregunta es bienvenido :)

EDIT: Andy Aka dio las respuestas en los comentarios: es un problema relacionado con la mala puesta a tierra de la sonda. Esta foto lo resume:

Imagen fuente

¡No me pillarás cometiendo ese error por descuido de nuevo!

    
pregunta Bat_AAAAAHHH

1 respuesta

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Repita sus mediciones, pero esta vez conecte la punta de su sonda al mismo punto que el clip de tierra. ¿Qué ves?

Si su sonda está captando una señal directamente debido al bucle inductivo que forma, también lo verá cuando la punta de la sonda se conecte directamente a donde se coloca el clip de tierra.

  

Gracias por la sugerencia Andy. Envolví un pequeño alambre alrededor del   tierra de mi sonda. Entonces, me hice la misma prueba. Las oscilaciones   desaparecido Me siento tan tonto ahora mismo por no haber hecho esto.   antes ... De todos modos, mi SMPS funciona correctamente al menos

    
respondido por el Andy aka

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