Filtrado de la fuente de alimentación Clase D para emisiones conducidas

4

Recientemente he diseñado un reproductor de audio que utiliza el amplificador de potencia TI TPA3112D1, y se basa principalmente en el diseño y esquema de referencia . Sin embargo, me parece que el diseño está fallando en la prueba de emisiones realizada debido a que el ruido se devuelve al suministro de 24 VCC. Este ruido comienza a 340 kHz con los armónicos presentes en el rango de frecuencia. Supongo que esto es del amplificador, ya que el ruido comienza tan pronto como el amplificador no se silencia. El ruido está presente independientemente de la salida de nivel de audio del amplificador.

He intentado agregar diferentes tipos y variaciones de tapas de bypass, lo que parece no tener ningún efecto. También probé un Tenía a mano la entrada de suministro positiva, que tampoco hizo una diferencia notable. La casa de pruebas también probó un Steward LFB310190 -000 , lo que hizo poca diferencia.

El PCB es una placa de 6 capas, las imágenes a continuación no incluyen las capas 3 y 4, ya que no hay rastros o planos cerca del circuito de potencia y amplificador de potencia.

El circuito de alimentación utiliza un , que probablemente no apunta a estas bajas frecuencias en absoluto.

En Google, esto es bastante ineficaz, ya que la mayoría de las notas de las aplicaciones están orientadas hacia emi en el lado de salida de un amplificador de clase D. Puede ser que necesite un filtro de baja frecuencia de algún tipo, pero no está claro para mí.

Hoja de datos del amplificador de potencia

Mispropiosresultadosdelaboratorio

Inductoranterioryposteriora12uH,antesdelbloqueodemodocomún

24V+y-,conA-B,enlasalida,atravésdelestrangulamientodemodocomún(¡¡casiparecequeamplificaestasseñales!?)

Intentodecorrección1

Enestasolución,hecortadolosrastrosentrelastapasviaysm,enrutandoelsuministroatravésdeloscablesdelatapa.Estecapuchónesunelectrolítico470uf35v.Tambiéntengodoblepila1nfy.1ufencadalado.

L4yL5sonparte HI0805R800R-10

El C12 original y el C64 100uf 50v son parte C29 y C13 1nf 50v son parte Los resultados no son mejores, probablemente un poco peores. La diferencia más notable se debe al tocar los cables de salida o el cuerpo del altavoz, lo que hace que estos picos / armónicos dupliquen aproximadamente la amplitud. Esto parece indicar que el filtrado de salida (L4 y L5) juega un papel en cómo funciona esto.

Configuracióndelasonda

    
pregunta Erik Friesen

3 respuestas

2

Vuelva a leer la hoja de datos:

  

El TPA3112D1 es un amplificador de audio CMOS de alto rendimiento que requiere   Desacoplamiento adecuado de la fuente de alimentación para asegurar que la salida total   La distorsión armónica (THD) es lo más baja posible. Fuente de alimentación   el desacoplamiento también evita oscilaciones para largas longitudes de cable entre   El amplificador y el altavoz. El desacoplamiento óptimo se logra usando   Una red de condensadores de diferentes tipos que se dirigen a tipos específicos.   de ruido en los cables de alimentación. Para transitorios de mayor frecuencia.   Debido a elementos de circuitos parásitos tales como alambre de unión y traza de cobre   inductancias así como capacitancia del cuadro de plomo, una buena calidad, baja   Condensador cerámico de resistencia de serie equivalente (ESR) de 220 pF a   1000 pF funciona bien. Este condensador debe colocarse lo más cerca posible del   pines PVCC del dispositivo y conexión a tierra del sistema (pines PGND o PowerPAD) como   posible. Para ruido de media frecuencia debido a resonancias de filtro o PWM   Cambio de transitorios así como hash digital en la línea, otro   el condensador de buena calidad suele ser de 0.1 µF a 1 µF colocado tan cerca como   posible para el dispositivo PVCC conduce funciona mejor. Para el filtrado inferior   señales de ruido de frecuencia, un condensador electrolítico de aluminio más grande de   220 µF o más cerca del amplificador de potencia de audio funciona bien.   El condensador de 220 µF también sirve como un condensador de almacenamiento local para   Suministro de corriente durante transitorios de señal grandes en el amplificador   salidas Los pines PVCC proporcionan la potencia a los transistores de salida, por lo que   se debe colocar un capacitor de 220 µF o más grande en cada pin de PVCC. Un 10-µF   El condensador en el pin AVCC es adecuado. Además, un pequeño desacoplamiento.   La resistencia entre AVCC y PVCC se puede utilizar para mantener una alta frecuencia,   El ruido de clase D entra en los amplificadores de entrada lineal.

Consigue al menos 220uF de tapa de baja impedancia. También aquí hay algunos consejos para su diseño. 3 círculos en rojo, trazas para adelgazar para entregar mayor potencia. 2 flechas en naranja, cambia los orificios de la vía a una nueva ubicación; Puntee al menos 3 vías por lado. Es mejor seguir los ejemplos de diseño en la página 23 para el primer prototipo.

    
respondido por el Jason Han
0
  

el diseño está fallando la prueba de emisiones realizada debido a que el ruido se devuelve al suministro de 24 VCC

Esto requiere cierta impedancia de la fuente para lograr cualquier atenuación con C12, C29, C31 para 100uF, 100nF, 1nF.

Si la impedancia de la fuente de la fuente es menor, el ruido no se atenúa tanto.
Una cerámica ESR baja 1 uF puede ser mejor que 100nF > 1MHz

Aquí hay una solución que usa 10uH.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
0

No hay nada como tener skin en el juego, por lo que estoy publicando esto ya que ninguna de las otras respuestas se enfocó en el problema principal.

Después de todo, esto es un chip de alto rendimiento, lo que significa que el cambio rápido a una carga se reflejará de nuevo en el PVCC, y ninguna cantidad de filtrado de entrada de energía realmente silenciará este nivel de ruido. Esta respuesta en los foros de TI apunta a esa suposición. Así que en el sentido de esa respuesta, puse filtros de reconstrucción 15uH y 0.47uf en la salida en lugar del filtro de cuentas de ferrita.

Exploración de pieza original:

Exploracióndepiezamodificada:

    
respondido por el Erik Friesen

Lea otras preguntas en las etiquetas