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LTC3780 DC-DC 5A@12V噪声问题

 

先说说问题,输出12V5A可以达到,但是输出纹波太大,输出有低频周期性的波动。MOS控制信号有振铃现象和波形不稳。地信号有地弹噪声。目前了解的原因就这些,但是不知道的是导致输出有低频波动的主要原因是什么,请教大家了。

电感5.6uH,IHLP5050的,电容红宝石的两个电解470uF并联再并一个10uF的陶瓷,输入输出一样的电容配置。

  


这个是地的波形,应该是地弹现象吧,挺严重的

  

这个是3A@12V时的输出波形,纹波不小


这个是其中一个MOS的驱动波形,振铃现象挺严重的

LTC3780第一个板子做成这样,挺惭愧的


 

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2011-01-23 21:23
反馈没调好?或者PCB布线也有问题?
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jepsen1
LV.1
3
2011-01-24 09:47
@让你记得我的好
反馈没调好?或者PCB布线也有问题?
反馈那里电阻分压,然后在Vo那里加一个0.1uF滤波电容,应该不是那得问题。现在分析了一下电流路径,在MOS导通和关断的时候,电流路径改变挺大的,是不是导致地弹的主要原因,这个不确定,因为我的地是连得一整块,没有限制电流路径。只是想确定下是不是导致输出不稳的主要原因。
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瞌睡虫
LV.5
4
2011-01-24 10:07
@jepsen1
反馈那里电阻分压,然后在Vo那里加一个0.1uF滤波电容,应该不是那得问题。现在分析了一下电流路径,在MOS导通和关断的时候,电流路径改变挺大的,是不是导致地弹的主要原因,这个不确定,因为我的地是连得一整块,没有限制电流路径。只是想确定下是不是导致输出不稳的主要原因。

基本上可以定性为LAYOUT走线问题.LTC3780布线时要注意几点,不然,环路很容易受到干扰,导致波形抖动,丢失。

1)芯片周围的器件地与芯片地要尽量的短,且与功率地采用单点接地

2)电流采样的地在布线时要特别小心。

 

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jepsen1
LV.1
5
2011-01-24 10:37
@瞌睡虫
基本上可以定性为LAYOUT走线问题.LTC3780布线时要注意几点,不然,环路很容易受到干扰,导致波形抖动,丢失。1)芯片周围的器件地与芯片地要尽量的短,且与功率地采用单点接地2)电流采样的地在布线时要特别小心。 
先谢楼上了,信号地和功率地是分开的,单点接地。电流采样的地直接从采样电阻两端引出的,离芯片挺近的,有问题吗。还有MOS的驱动波形振铃现象挺严重的,需要做阻抗匹配吗
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瞌睡虫
LV.5
6
2011-01-24 10:38
@jepsen1
反馈那里电阻分压,然后在Vo那里加一个0.1uF滤波电容,应该不是那得问题。现在分析了一下电流路径,在MOS导通和关断的时候,电流路径改变挺大的,是不是导致地弹的主要原因,这个不确定,因为我的地是连得一整块,没有限制电流路径。只是想确定下是不是导致输出不稳的主要原因。
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瞌睡虫
LV.5
7
2011-01-24 10:40
@jepsen1
先谢楼上了,信号地和功率地是分开的,单点接地。电流采样的地直接从采样电阻两端引出的,离芯片挺近的,有问题吗。还有MOS的驱动波形振铃现象挺严重的,需要做阻抗匹配吗
你用的MOS型号是什么?
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jepsen1
LV.1
8
2011-01-24 10:46
@瞌睡虫
[图片] [图片]MultilayerCompositePrint 
用的si4840。赞一下,你的板子画的太漂亮了,很整齐
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ttkx365
LV.5
9
2011-01-24 17:55
@瞌睡虫
[图片] [图片]MultilayerCompositePrint 
很漂亮的大布板!是专用的电路吧?又是5V、又是12V、24V的。能否请教:升24V的电流有多大?L202、L203用的是什么类型电感?铁氧体的还是?3780的Vgs波形、输出纹波波形能否参见?谢谢!
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ttkx365
LV.5
10
2011-01-24 18:08
要降输出纹波并不难,多并几个10uF的陶瓷电容就可以,但Vgs波形要改善了才是整个电路正常、可靠工作的关键。一般来说,布板还是最重要的。逐步改善吧。
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瞌睡虫
LV.5
11
2011-01-25 12:39
@ttkx365
很漂亮的大布板!是专用的电路吧?又是5V、又是12V、24V的。能否请教:升24V的电流有多大?L202、L203用的是什么类型电感?铁氧体的还是?3780的Vgs波形、输出纹波波形能否参见?谢谢!

在8V输入的时候,24V大概可以输出3A,LTC2780的效率大概在95%,如果输入20V的话,效率可以接近98%,输出6-7A不成问题。因为24V一部分给LED背光工作,一部分给功放,怕功放受干扰,所以用L202,L203,隔了一下,材质是铁氧体的。输出纹波和Vgs 波形我会后续发上

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瞌睡虫
LV.5
12
2011-01-25 13:18
@ttkx365
很漂亮的大布板!是专用的电路吧?又是5V、又是12V、24V的。能否请教:升24V的电流有多大?L202、L203用的是什么类型电感?铁氧体的还是?3780的Vgs波形、输出纹波波形能否参见?谢谢!

Vgs波形 

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ttkx365
LV.5
13
2011-01-25 17:47
@瞌睡虫
在8V输入的时候,24V大概可以输出3A,LTC2780的效率大概在95%,如果输入20V的话,效率可以接近98%,输出6-7A不成问题。因为24V一部分给LED背光工作,一部分给功放,怕功放受干扰,所以用L202,L203,隔了一下,材质是铁氧体的。输出纹波和Vgs波形我会后续发上
佩服!这个板应该布得很优秀了!请教L202、L203一般取多大的感量?之前按凌特数据表标准原理图做的一款37*55mm的板,效率在12V输入,24V,2.5A输出的情况下是96.62%左右,因为只用了单颗MOSFET,所以没有再加大载,不过测量4颗MOS管的温升大约在30度(在绝缘外壳上量的,应该有10度左右的误差)。正在小型化、为系统电路增加辅助电路什么的,小型化后的排版难度较大,问题很多,还在改进。你的L201用的是什么磁环?铁硅铝?
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ttkx365
LV.5
14
2011-01-25 17:58
@瞌睡虫
Vgs波形[图片] 

 漂亮的示波器!这个Vgs应该是Q3开关管的波形吧!我之前做的24V、2.5A输出的电路的驱动波形是这样的 

放大:

SW1和SW2的波形: 

纹波: 

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asouth
LV.8
15
2011-01-26 09:15
@ttkx365
要降输出纹波并不难,多并几个10uF的陶瓷电容就可以,但Vgs波形要改善了才是整个电路正常、可靠工作的关键。一般来说,布板还是最重要的。逐步改善吧。
LTC3780什么价格?输入10-15V能输出5V6A吗?
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瞌睡虫
LV.5
16
2011-01-26 09:19
@ttkx365
佩服!这个板应该布得很优秀了!请教L202、L203一般取多大的感量?之前按凌特数据表标准原理图做的一款37*55mm的板,效率在12V输入,24V,2.5A输出的情况下是96.62%左右,因为只用了单颗MOSFET,所以没有再加大载,不过测量4颗MOS管的温升大约在30度(在绝缘外壳上量的,应该有10度左右的误差)。正在小型化、为系统电路增加辅助电路什么的,小型化后的排版难度较大,问题很多,还在改进。你的L201用的是什么磁环?铁硅铝?

恩。。是铁硅铝的环。L202,L203一般取6.8-10uH就可以了。尺寸许满足电流的大小

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瞌睡虫
LV.5
17
2011-01-26 09:21
@ttkx365
 漂亮的示波器!这个Vgs应该是Q3开关管的波形吧!我之前做的24V、2.5A输出的电路的驱动波形是这样的 [图片]放大:[图片]SW1和SW2的波形:[图片] 纹波:[图片] 
对哦。是Q3开关管上的Vgs
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ttkx365
LV.5
18
2011-01-26 16:38
@瞌睡虫
恩。。是铁硅铝的环。L202,L203一般取6.8-10uH就可以了。尺寸许满足电流的大小
谢谢参数!有机会也试试2级滤波。
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ttkx365
LV.5
19
2011-01-26 16:47
@asouth
LTC3780什么价格?输入10-15V能输出5V6A吗?

价格的因数太多了,恕无法提供。10-15V降压5V6A使用完全没有问题。我测试时是12V入,5V9A(万用表最大测量范围到10A,不敢长时间用额定电流测,一般测试2小时数据,不包括半小时的预热时间),单MOSFET,效率大约在92%。

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asouth
LV.8
20
2011-01-26 17:03
@ttkx365
价格的因数太多了,恕无法提供。10-15V降压5V6A使用完全没有问题。我测试时是12V入,5V9A(万用表最大测量范围到10A,不敢长时间用额定电流测,一般测试2小时数据,不包括半小时的预热时间),单MOSFET,效率大约在92%。
输入10-15V输出5V6A大概成本要多少?
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scady
LV.4
21
2011-01-27 11:19
@asouth
LTC3780什么价格?输入10-15V能输出5V6A吗?
4602fa 3800fb 用LTC3780做这个就浪费了,你只要做降压就OK了,有其他更好的方案啊。成本不是很敏感的话推荐一个小尺寸模块电源,凌特高性能的电源LTM4602. 输出6A,就像LDO一样简单。成本敏感的话可以选控制器,比如LT3800. 这比LTC3780就有优势咯
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瞌睡虫
LV.5
22
2011-01-29 17:20
@asouth
LTC3780什么价格?输入10-15V能输出5V6A吗?

你只需要降压。用LTC3780太浪费了。可选用带同步整流的降压芯片。成本可以便宜很多很多

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瞌睡虫
LV.5
23
2011-02-12 11:46
问题搞定了吗?
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jepsen1
LV.1
24
2011-02-21 11:57
@瞌睡虫
问题搞定了吗?
谢谢,问题基本搞清楚了,像你说的特别注意了Rsense布线,功率地信号地分开和功率回路,现在在忙别的改了还没投板,不过应该没事了。
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sunshuang
LV.1
25
2011-05-12 21:54
@jepsen1
谢谢,问题基本搞清楚了,像你说的特别注意了Rsense布线,功率地信号地分开和功率回路,现在在忙别的改了还没投板,不过应该没事了。

请问你是怎么确认问题是以上几点的,我的电路板问题跟你的一样,我也对着检查发现有以上几点问题,但是不能确认就是以上几点,请问是如何确认的,谢谢

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pc805151
LV.3
26
2011-06-28 10:47
@ttkx365
要降输出纹波并不难,多并几个10uF的陶瓷电容就可以,但Vgs波形要改善了才是整个电路正常、可靠工作的关键。一般来说,布板还是最重要的。逐步改善吧。

这个是我的输出纹波。输入分别为15v、23v、27v输出21.5V/1.6A的输出纹波和开关噪声的相关图形。

 

图1  15v输入

 

图2  23v输入,输出有个大尖峰

 

图3   27v输入,栅极TG2波形

 

图4  27v输入,栅极BG2波形。

我测试的开关噪声很严重。我试着在各个mos管的DS之间都加上了5Ω/0.47μ阻容开关噪声都没什么改善。在源头上还没找到解决方法。我在输出加了一级LC(471μH,33uf)滤波,虽然输出的开关噪声能有很大改善,但是源头不解决,实在让人担忧。

但是我输出加的一级LC滤波只对下面情况适用:

1、输入10-28v,输出12.5v,输出电流至1.6A(大部分情况工作于buck模式,其它电流没试)。

2、输入10-20v,输出21.5v,输出电流至1.6A。(boost模式)

在输出21.5V,输入在21-26V之间,输出电流到达某一值时,仍然会出现大的负尖峰,约-300mv。比如输入24,25,26v,输出电流约到0.9A以上时,就会出现大的纹波,如图2那样。比如输入21v(buck-boost模式),如图2那样的尖峰的次数会随着输出电流的增加而增加。

 

输出0.5A

 

输出1.0A

 

输出1.6A。

 

 

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pc805151
LV.3
27
2011-06-28 10:57
@pc805151
这个是我的输出纹波。输入分别为15v、23v、27v输出21.5V/1.6A的输出纹波和开关噪声的相关图形。[图片] 图1 15v输入[图片] 图2 23v输入,输出有个大尖峰[图片] 图3  27v输入,栅极TG2波形[图片] 图4 27v输入,栅极BG2波形。我测试的开关噪声很严重。我试着在各个mos管的DS之间都加上了5Ω/0.47μ阻容开关噪声都没什么改善。在源头上还没找到解决方法。我在输出加了一级LC(471μH,33uf)滤波,虽然输出的开关噪声能有很大改善,但是源头不解决,实在让人担忧。但是我输出加的一级LC滤波只对下面情况适用:1、输入10-28v,输出12.5v,输出电流至1.6A(大部分情况工作于buck模式,其它电流没试)。2、输入10-20v,输出21.5v,输出电流至1.6A。(boost模式)在输出21.5V,输入在21-26V之间,输出电流到达某一值时,仍然会出现大的负尖峰,约-300mv。比如输入24,25,26v,输出电流约到0.9A以上时,就会出现大的纹波,如图2那样。比如输入21v(buck-boost模式),如图2那样的尖峰的次数会随着输出电流的增加而增加。[图片] 输出0.5A[图片] 输出1.0A[图片] 输出1.6A。  
我刚刚做开关电源,遇到问题只能上网查。还请各位坛子里的同行不吝指教。
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ttkx365
LV.5
28
2011-06-29 10:22
@pc805151
[图片]我刚刚做开关电源,遇到问题只能上网查。还请各位坛子里的同行不吝指教。
开关电源的排版太重要了,只有先易后难从简单的电路开始做,再做这种难度较高的吧。
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pc805151
LV.3
29
2011-06-29 14:39
@ttkx365
开关电源的排版太重要了,只有先易后难从简单的电路开始做,再做这种难度较高的吧。

 

 

有道理。我也是那别人的电路板测试。坛子里找了下,改了改示波器测试方法,噪声很少了。

不过发现在21.5v输入,输出21.5v时候,输出有大的尖峰。不知道是否正常。上图是一个上管和一个下管的驱动波形,4管全在pwm状态。

 

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2011-10-17 19:57
@jepsen1
谢谢,问题基本搞清楚了,像你说的特别注意了Rsense布线,功率地信号地分开和功率回路,现在在忙别的改了还没投板,不过应该没事了。

你好,我也是刚学3780,请问你能发一份,PCB给我嘛。谢谢了

我的输出也是12V,5A

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冰上鸭子
LV.10
31
2011-10-17 20:13
来学习了 ,
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