¿Qué tan inestable puede ser la tensión de alimentación digital?

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Estoy tratando de elegir el mejor convertidor dc-dc (rentable, de tamaño compacto y confiable) para convertir 24V - > 5V para mi dispositivo. En el futuro estoy planeando cambiar a 3.3V.

El dispositivo consta de un microcontrolador, algunos circuitos integrados lógicos, un transceptor RS485 y algunos leds.

Necesito a lo sumo 300mA a 5V.

Hasta ahora he probado tres configuraciones:

LM2576 , funcionando a 57kHz. Inductor de 680uH, capacitor de entrada de 330uF, capacitor de salida de 1000uF. Sin embargo, esta configuración es bastante grande. El inductor grande, dos condensadores muy grandes y el convertidor D2PAK usan demasiado espacio en la placa. El IC original es bastante caro y está diseñado para corrientes mucho más altas (3A) que mis necesidades (300 mA).

Mornsun B2405S-1W , capacitador de entrada y salida integrado DC-DC, 100kHz, 220uF. Es casi ideal, pero el voltaje de entrada no puede variar más del 10% de 24V. Tampoco hay versión 3.3V disponible. Es aislado (lo que no necesito) y bastante difícil de comprar. La hoja de datos recomienda un condensador electrolítico de 22uF en la salida, que también consume algo de espacio.

RT8259 , este fue mi último intento. Está diseñado para ser bastante barato y eficiente. Es lo suficientemente elástico para proporcionar 5V y 3.3V. La hoja de datos recomienda una salida de 22uF, condensadores de cerámica de entrada de 10uF y un inductor de 6.8uH. Usé el inductor 10uH. Ningún condensador electrolítico fue una ventaja para mí. Funciona a 1.4MHz. Usé un inductor CD32 pequeño y un diodo SS31.

El problema es que con RT8259, estoy obteniendo un voltaje de salida realmente inestable:

Paracomparar-desdeLM2576:

y de B2405S-1W:

Lo que intenté hacer:

Intenté agregar tapones cerámicos de 100 nF, 4.7 uF de tantalio en la salida de RT8259, pero NO hubo cambio.

El diseño es exactamente como en la hoja de datos.

Las preguntas:

  • ¿Qué tan malo es el voltaje para alimentar circuitos digitales, como el mío? Cómo ¿Puedo mejorar el voltaje de salida?
  • Si aumenta la inductancia, ¿Debería ayudar?
  • ¿Qué va a pasar cuando la inductancia es alto / bajo?
pregunta peku33

3 respuestas

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Lo más probable es que el problema no sea causado por la selección de componentes, sino por el ruido del inductor no blindado.

Intenté mantener el diseño lo más pequeño posible y elegí una bobina sin blindaje de 3 mm x 3 mm.

El diseño:

Conectéelinductorconalgunoscablesylogiréenotradirección.Laondulacióndesalidacambióa:

Lo que da una ondulación de menos de 10 mV.

    
respondido por el peku33
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Está bien ... He hecho algunas compras para usted: los siguientes inductores protegidos están disponibles en Mouser y deberían irradiar menos que el que tiene.

enlace enlace

Sin embargo, hay problemas con el diseño:

1) Como dije en mi comentario, la colocación de la tapa de entrada, el diodo y la tapa de salida es muy buena, ya que sus pines GND están muy cerca uno del otro y mantendrán las corrientes de HF en el plano GND en un circuito muy cerrado. / p>

Sin embargo, la salida de 5 V se toma justo después del inductor, lo cual es incorrecto. Debe tomarse después del condensador. La inductancia del trazo del inductor al límite de salida se suma y reduce su eficiencia como filtro, lo que agregará ruido.

El primer rastreo que publicaste con voltaje de salida ruidoso no se parece mucho a un acoplamiento inductivo para mí. Dado que la corriente del inductor es un diente de sierra, debe acoplar el material de diente de sierra a su medida, pero no lo hace.

Es posible que la reducción del ruido que se ve al agregar cables para girar el inductor se deba en realidad a que se agreguen unos pocos nH en la parte superior de la capacitancia parásita del inductor, lo que mejoraría el filtrado de la tapa de salida.

2) Echemos un vistazo a los comentarios. No sé si la traza de 5 V en la parte inferior derecha sigue yendo hacia la derecha ... pero si lo hace, entonces el voltaje será de 5 V en este punto, sin embargo, será mayor en la traza de la parte inferior izquierda de 5 V.

3) Las resistencias de realimentación están justo encima de las líneas de datos ruidosas ... apostaré al enviar señales digitales en trazas verticales azules que alterarán la salida de su regulador.

    
respondido por el peufeu
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Mientras los circuitos sean puramente digitales, un par de 10 mV deberían estar bien. Es cuando tienes circuitos analógicos que una onda como esa puede tener un efecto serio.

    
respondido por el Redja

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