Oscilación extraña en el convertidor Buck (AP3431)

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Estoy teniendo muchos problemas para que AP3431 funcione de manera confiable. El convertidor funciona correctamente durante unos 30 segundos y luego comienzan las oscilaciones, con breves períodos de funcionamiento normal.

Aquí está cómo está conectado:

Estoyprobandoesteconvertidorconunsumiderodecorrienteconstantepersonalizado:

Y así es como se ve la construcción física:

Durante los primeros 30 segundos, todo está bien. Vin = 5V, Vout = 2.5V, FB = 0.79V:

Luegocomienzanlasoscilaciones,yvanacompañadasdeunzumbidoagudodelconvertidorodelinductor:

Aquí hay un breve video que muestra todo el ciclo de mal funcionamiento y el zumbido agudo: enlace

Algunas observaciones adicionales:

  1. El uso de una carga diferente conduce eventualmente a las mismas oscilaciones.
  2. ¡Sin ningún tipo de carga, también eventualmente fallas! Aquí hay un ejemplo sin carga. Puede ver que el convertidor funciona correctamente por breves períodos de unos pocos segundos, pero en su mayoría Vout está en Vcc:
  3. Unavezquecomienzanlasoscilaciones,reiniciarelconvertidornosolucionaelproblema.Parecequedesconectaryesperaraproximadamenteunminutoesloquehacequeelconvertidorvuelvaafuncionarcorrectamenteporuncortotiempo.
  4. Nadasecalienta,nisiquierasecalienta.
  5. Tambiénhetenidoproblemasmuysimilaresconotrosconvertidores.Verestosmensajes:

Ayuda a entender el interruptor del regulador de voltaje (OKR-T / 1.5-W12-C)

¿Cómo solucionar problemas de un convertidor boost (ADP1613)?

He cambiado bastantes cosas desde mis intentos iniciales descritos en las 2 publicaciones vinculadas anteriormente:

  1. Seleccioné un mejor inductor, que tiene sus especificaciones probadas a 1MHz (frecuencia de conmutación del convertidor).
  2. Monté todo, excepto las resistencias divisoras de voltaje FB en la PCB de arranque
  3. He usado una placa base diferente, solo para descartar un defecto de la junta
  4. He usado un convertidor diferente
  5. Fui mucho más riguroso al calcular el valor del inductor
  6. Utilicé diferentes fuentes de energía

A pesar de todos estos pasos, todavía tengo los mismos problemas de estabilidad.

¿Qué podría faltar?

Cualquier consejo sería apreciado.

EDIT 1: ¿Hay algún significado en el hecho de que el período de la oscilación sea aproximadamente 600us, y si solo observamos la parte del aumento de voltaje, es más como 475us? El tiempo de inicio suave se muestra como 450us típico. Está en el mismo rango, al menos. Me pregunto si el regulador está apagando repetidamente e ingresando un arranque suave por alguna razón?

EDIT 2 : De acuerdo con muchas sugerencias aquí, he soldado las resistencias divisorias directamente a la PCB, y creo que se ha vuelto un poco más estable. Sin embargo, todavía comenzó a oscilar tarde o temprano, dependiendo de la corriente de carga.

Luego conecté todo con conexiones directas de cables. Las unicas cosas Todavía conectado a la placa estaba Vin y GND. Sin embargo, por ahora algo más sucedió y el chip comenzó a calentarse como un loco, incluso sin carga Sospecho que podría estar dañado, todavía está regulando, pero va a > 60C en los primeros 30 segundos.

Cambié demasiadas cosas a la vez, así que creo que necesito volver a empezar. Lamentablemente me quedé sin tablas, así que tendré que hacer otra. Puede que también lo rediseñe. Intentaré lo siguiente:

  1. Ponga las resistencias en la PCB
  2. Ampliar las trazas actuales altas
  3. Ponga los condensadores más cerca del IC
  4. Acortar la pista al inductor

¡Avísame si me falta algo en esta lista!

EDIT 3: ¿Esto parece un diseño razonable?

    
pregunta Val Blant

2 respuestas

1

Parece que el problema fue con la forma de las trazas en mi PCB. El siguiente diseño de PCB funciona correctamente:

Desafortunadamente, todavía no entiendo las razones reales detrás de esto lo suficientemente bien como para explicarlo, pero creo que tiene que ver con la capacitancia parasitaria y la inductancia de las trazas en altas frecuencias. Parece que a 1MHz estas cosas realmente importan, lo que también explica por qué tuve tantos problemas con el tablero anterior.

    
respondido por el Val Blant
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Agrega un plano de tierra ininterrumpido.

Las tapas de desacoplamiento se conectan al plano de tierra. Mueva la tapa de desacoplamiento del lado de entrada más cerca de la entrada del IC. Utilice múltiples condensadores de filtro de salida de valor en paralelo, por ejemplo, 100nF, 1uF, etc.

¿Mencioné que agregar un plano de tierra ininterrumpido ??

    
respondido por el Gert

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