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LTC3780 DC-DC 5A@12V噪聲問題

 

先說說問題，輸出12V5A可以達到，但是輸出紋波太大，輸出有低頻周期性的波動。MOS控制信號有振鈴現(xiàn)象和波形不穩(wěn)。地信號有地彈噪聲。目前了解的原因就這些，但是不知道的是導(dǎo)致輸出有低頻波動的主要原因是什么，請教大家了。

電感5.6uH,IHLP5050的，電容紅寶石的兩個電解470uF并聯(lián)再并一個10uF的陶瓷，輸入輸出一樣的電容配置。

  


這個是地的波形，應(yīng)該是地彈現(xiàn)象吧，挺嚴重的

  

這個是3A@12V時的輸出波形，紋波不小


這個是其中一個MOS的驅(qū)動波形，振鈴現(xiàn)象挺嚴重的

LTC3780第一個板子做成這樣，挺慚愧的


 

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2011-01-23 21:23
反饋沒調(diào)好？或者PCB布線也有問題？
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jepsen1
LV.1
3
2011-01-24 09:47
@讓你記得我的好
反饋沒調(diào)好？或者PCB布線也有問題？
反饋那里電阻分壓，然后在Vo那里加一個0.1uF濾波電容，應(yīng)該不是那得問題?，F(xiàn)在分析了一下電流路徑，在MOS導(dǎo)通和關(guān)斷的時候，電流路徑改變挺大的，是不是導(dǎo)致地彈的主要原因，這個不確定，因為我的地是連得一整塊，沒有限制電流路徑。只是想確定下是不是導(dǎo)致輸出不穩(wěn)的主要原因。
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瞌睡蟲
LV.5
4
2011-01-24 10:07
@jepsen1
反饋那里電阻分壓，然后在Vo那里加一個0.1uF濾波電容，應(yīng)該不是那得問題?，F(xiàn)在分析了一下電流路徑，在MOS導(dǎo)通和關(guān)斷的時候，電流路徑改變挺大的，是不是導(dǎo)致地彈的主要原因，這個不確定，因為我的地是連得一整塊，沒有限制電流路徑。只是想確定下是不是導(dǎo)致輸出不穩(wěn)的主要原因。

基本上可以定性為LAYOUT走線問題.LTC3780布線時要注意幾點，不然，環(huán)路很容易受到干擾，導(dǎo)致波形抖動，丟失。

1）芯片周圍的器件地與芯片地要盡量的短，且與功率地采用單點接地

2）電流采樣的地在布線時要特別小心。

 

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jepsen1
LV.1
5
2011-01-24 10:37
@瞌睡蟲
基本上可以定性為LAYOUT走線問題.LTC3780布線時要注意幾點，不然，環(huán)路很容易受到干擾，導(dǎo)致波形抖動，丟失。1）芯片周圍的器件地與芯片地要盡量的短，且與功率地采用單點接地2）電流采樣的地在布線時要特別小心。 
先謝樓上了，信號地和功率地是分開的，單點接地。電流采樣的地直接從采樣電阻兩端引出的，離芯片挺近的，有問題嗎。還有MOS的驅(qū)動波形振鈴現(xiàn)象挺嚴重的，需要做阻抗匹配嗎
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瞌睡蟲
LV.5
6
2011-01-24 10:38
@jepsen1
反饋那里電阻分壓，然后在Vo那里加一個0.1uF濾波電容，應(yīng)該不是那得問題。現(xiàn)在分析了一下電流路徑，在MOS導(dǎo)通和關(guān)斷的時候，電流路徑改變挺大的，是不是導(dǎo)致地彈的主要原因，這個不確定，因為我的地是連得一整塊，沒有限制電流路徑。只是想確定下是不是導(dǎo)致輸出不穩(wěn)的主要原因。
 Multilayer Composite Print 
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瞌睡蟲
LV.5
7
2011-01-24 10:40
@jepsen1
先謝樓上了，信號地和功率地是分開的，單點接地。電流采樣的地直接從采樣電阻兩端引出的，離芯片挺近的，有問題嗎。還有MOS的驅(qū)動波形振鈴現(xiàn)象挺嚴重的，需要做阻抗匹配嗎
你用的MOS型號是什么？
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jepsen1
LV.1
8
2011-01-24 10:46
@瞌睡蟲
[圖片] [圖片]MultilayerCompositePrint 
用的si4840。贊一下，你的板子畫的太漂亮了，很整齊
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ttkx365
LV.5
9
2011-01-24 17:55
@瞌睡蟲
[圖片] [圖片]MultilayerCompositePrint 
很漂亮的大布板！是專用的電路吧？又是5V、又是12V、24V的。能否請教：升24V的電流有多大？L202、L203用的是什么類型電感？鐵氧體的還是？3780的Vgs波形、輸出紋波波形能否參見？謝謝！
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ttkx365
LV.5
10
2011-01-24 18:08
要降輸出紋波并不難，多并幾個10uF的陶瓷電容就可以，但Vgs波形要改善了才是整個電路正常、可靠工作的關(guān)鍵。一般來說，布板還是最重要的。逐步改善吧。
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瞌睡蟲
LV.5
11
2011-01-25 12:39
@ttkx365
很漂亮的大布板！是專用的電路吧？又是5V、又是12V、24V的。能否請教：升24V的電流有多大？L202、L203用的是什么類型電感？鐵氧體的還是？3780的Vgs波形、輸出紋波波形能否參見？謝謝！

在8V輸入的時候，24V大概可以輸出3A，LTC2780的效率大概在95%,如果輸入20V的話，效率可以接近98%，輸出6-7A不成問題。因為24V一部分給LED背光工作，一部分給功放，怕功放受干擾，所以用L202,L203,隔了一下，材質(zhì)是鐵氧體的。輸出紋波和Vgs 波形我會后續(xù)發(fā)上

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瞌睡蟲
LV.5
12
2011-01-25 13:18
@ttkx365
很漂亮的大布板！是專用的電路吧？又是5V、又是12V、24V的。能否請教：升24V的電流有多大？L202、L203用的是什么類型電感？鐵氧體的還是？3780的Vgs波形、輸出紋波波形能否參見？謝謝！

Vgs波形 

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ttkx365
LV.5
13
2011-01-25 17:47
@瞌睡蟲
在8V輸入的時候，24V大概可以輸出3A，LTC2780的效率大概在95%,如果輸入20V的話，效率可以接近98%，輸出6-7A不成問題。因為24V一部分給LED背光工作，一部分給功放，怕功放受干擾，所以用L202,L203,隔了一下，材質(zhì)是鐵氧體的。輸出紋波和Vgs波形我會后續(xù)發(fā)上
佩服！這個板應(yīng)該布得很優(yōu)秀了！請教L202、L203一般取多大的感量？之前按凌特數(shù)據(jù)表標準原理圖做的一款37*55mm的板，效率在12V輸入，24V,2.5A輸出的情況下是96.62%左右，因為只用了單顆MOSFET，所以沒有再加大載，不過測量4顆MOS管的溫升大約在30度（在絕緣外殼上量的，應(yīng)該有10度左右的誤差）。正在小型化、為系統(tǒng)電路增加輔助電路什么的，小型化后的排版難度較大，問題很多，還在改進。你的L201用的是什么磁環(huán)？鐵硅鋁？
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ttkx365
LV.5
14
2011-01-25 17:58
@瞌睡蟲
Vgs波形[圖片] 

 漂亮的示波器！這個Vgs應(yīng)該是Q3開關(guān)管的波形吧！我之前做的24V、2.5A輸出的電路的驅(qū)動波形是這樣的 

放大：

SW1和SW2的波形： 

紋波： 

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asouth
LV.8
15
2011-01-26 09:15
@ttkx365
要降輸出紋波并不難，多并幾個10uF的陶瓷電容就可以，但Vgs波形要改善了才是整個電路正常、可靠工作的關(guān)鍵。一般來說，布板還是最重要的。逐步改善吧。
LTC3780什么價格？輸入10-15V能輸出5V6A嗎？
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瞌睡蟲
LV.5
16
2011-01-26 09:19
@ttkx365
佩服！這個板應(yīng)該布得很優(yōu)秀了！請教L202、L203一般取多大的感量？之前按凌特數(shù)據(jù)表標準原理圖做的一款37*55mm的板，效率在12V輸入，24V,2.5A輸出的情況下是96.62%左右，因為只用了單顆MOSFET，所以沒有再加大載，不過測量4顆MOS管的溫升大約在30度（在絕緣外殼上量的，應(yīng)該有10度左右的誤差）。正在小型化、為系統(tǒng)電路增加輔助電路什么的，小型化后的排版難度較大，問題很多，還在改進。你的L201用的是什么磁環(huán)？鐵硅鋁？

恩。。是鐵硅鋁的環(huán)。L202,L203一般取6.8-10uH就可以了。尺寸許滿足電流的大小

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瞌睡蟲
LV.5
17
2011-01-26 09:21
@ttkx365
 漂亮的示波器！這個Vgs應(yīng)該是Q3開關(guān)管的波形吧！我之前做的24V、2.5A輸出的電路的驅(qū)動波形是這樣的 [圖片]放大：[圖片]SW1和SW2的波形：[圖片] 紋波：[圖片] 
對哦。是Q3開關(guān)管上的Vgs
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ttkx365
LV.5
18
2011-01-26 16:38
@瞌睡蟲
恩。。是鐵硅鋁的環(huán)。L202,L203一般取6.8-10uH就可以了。尺寸許滿足電流的大小
謝謝參數(shù)！有機會也試試2級濾波。
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ttkx365
LV.5
19
2011-01-26 16:47
@asouth
LTC3780什么價格？輸入10-15V能輸出5V6A嗎？

價格的因數(shù)太多了，恕無法提供。10-15V降壓5V6A使用完全沒有問題。我測試時是12V入，5V9A（萬用表最大測量范圍到10A，不敢長時間用額定電流測，一般測試2小時數(shù)據(jù)，不包括半小時的預(yù)熱時間），單MOSFET，效率大約在92%。

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asouth
LV.8
20
2011-01-26 17:03
@ttkx365
價格的因數(shù)太多了，恕無法提供。10-15V降壓5V6A使用完全沒有問題。我測試時是12V入，5V9A（萬用表最大測量范圍到10A，不敢長時間用額定電流測，一般測試2小時數(shù)據(jù)，不包括半小時的預(yù)熱時間），單MOSFET，效率大約在92%。
輸入10-15V輸出5V6A大概成本要多少？
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scady
LV.4
21
2011-01-27 11:19
@asouth
LTC3780什么價格？輸入10-15V能輸出5V6A嗎？
4602fa 3800fb 用LTC3780做這個就浪費了，你只要做降壓就OK了，有其他更好的方案啊。成本不是很敏感的話推薦一個小尺寸模塊電源，凌特高性能的電源LTM4602. 輸出6A,就像LDO一樣簡單。成本敏感的話可以選控制器,比如LT3800. 這比LTC3780就有優(yōu)勢咯
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瞌睡蟲
LV.5
22
2011-01-29 17:20
@asouth
LTC3780什么價格？輸入10-15V能輸出5V6A嗎？

你只需要降壓。用LTC3780太浪費了?？蛇x用帶同步整流的降壓芯片。成本可以便宜很多很多

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瞌睡蟲
LV.5
23
2011-02-12 11:46
問題搞定了嗎?
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jepsen1
LV.1
24
2011-02-21 11:57
@瞌睡蟲
問題搞定了嗎?
謝謝，問題基本搞清楚了，像你說的特別注意了Rsense布線，功率地信號地分開和功率回路,現(xiàn)在在忙別的改了還沒投板，不過應(yīng)該沒事了。
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sunshuang
LV.1
25
2011-05-12 21:54
@jepsen1
謝謝，問題基本搞清楚了，像你說的特別注意了Rsense布線，功率地信號地分開和功率回路,現(xiàn)在在忙別的改了還沒投板，不過應(yīng)該沒事了。

請問你是怎么確認問題是以上幾點的，我的電路板問題跟你的一樣，我也對著檢查發(fā)現(xiàn)有以上幾點問題，但是不能確認就是以上幾點，請問是如何確認的，謝謝

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pc805151
LV.3
26
2011-06-28 10:47
@ttkx365
要降輸出紋波并不難，多并幾個10uF的陶瓷電容就可以，但Vgs波形要改善了才是整個電路正常、可靠工作的關(guān)鍵。一般來說，布板還是最重要的。逐步改善吧。

這個是我的輸出紋波。輸入分別為15v、23v、27v輸出21.5V/1.6A的輸出紋波和開關(guān)噪聲的相關(guān)圖形。

 

圖1  15v輸入

 

圖2  23v輸入，輸出有個大尖峰

 

圖3   27v輸入，柵極TG2波形

 

圖4  27v輸入，柵極BG2波形。

我測試的開關(guān)噪聲很嚴重。我試著在各個mos管的DS之間都加上了5Ω/0.47μ阻容開關(guān)噪聲都沒什么改善。在源頭上還沒找到解決方法。我在輸出加了一級LC（471μH，33uf）濾波，雖然輸出的開關(guān)噪聲能有很大改善，但是源頭不解決，實在讓人擔憂。

但是我輸出加的一級LC濾波只對下面情況適用：

1、輸入10-28v，輸出12.5v，輸出電流至1.6A（大部分情況工作于buck模式，其它電流沒試）。

2、輸入10-20v，輸出21.5v，輸出電流至1.6A。（boost模式）

在輸出21.5V，輸入在21-26V之間，輸出電流到達某一值時，仍然會出現(xiàn)大的負尖峰，約-300mv。比如輸入24,25,26v，輸出電流約到0.9A以上時，就會出現(xiàn)大的紋波，如圖2那樣。比如輸入21v（buck-boost模式），如圖2那樣的尖峰的次數(shù)會隨著輸出電流的增加而增加。

 

輸出0.5A

 

輸出1.0A

 

輸出1.6A。

 

 

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pc805151
LV.3
27
2011-06-28 10:57
@pc805151
這個是我的輸出紋波。輸入分別為15v、23v、27v輸出21.5V/1.6A的輸出紋波和開關(guān)噪聲的相關(guān)圖形。[圖片] 圖1 15v輸入[圖片] 圖2 23v輸入，輸出有個大尖峰[圖片] 圖3  27v輸入，柵極TG2波形[圖片] 圖4 27v輸入，柵極BG2波形。我測試的開關(guān)噪聲很嚴重。我試著在各個mos管的DS之間都加上了5Ω/0.47μ阻容開關(guān)噪聲都沒什么改善。在源頭上還沒找到解決方法。我在輸出加了一級LC（471μH，33uf）濾波，雖然輸出的開關(guān)噪聲能有很大改善，但是源頭不解決，實在讓人擔憂。但是我輸出加的一級LC濾波只對下面情況適用：1、輸入10-28v，輸出12.5v，輸出電流至1.6A（大部分情況工作于buck模式，其它電流沒試）。2、輸入10-20v，輸出21.5v，輸出電流至1.6A。（boost模式）在輸出21.5V，輸入在21-26V之間，輸出電流到達某一值時，仍然會出現(xiàn)大的負尖峰，約-300mv。比如輸入24,25,26v，輸出電流約到0.9A以上時，就會出現(xiàn)大的紋波，如圖2那樣。比如輸入21v（buck-boost模式），如圖2那樣的尖峰的次數(shù)會隨著輸出電流的增加而增加。[圖片] 輸出0.5A[圖片] 輸出1.0A[圖片] 輸出1.6A。  
我剛剛做開關(guān)電源，遇到問題只能上網(wǎng)查。還請各位壇子里的同行不吝指教。
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ttkx365
LV.5
28
2011-06-29 10:22
@pc805151
[圖片]我剛剛做開關(guān)電源，遇到問題只能上網(wǎng)查。還請各位壇子里的同行不吝指教。
開關(guān)電源的排版太重要了，只有先易后難從簡單的電路開始做，再做這種難度較高的吧。
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pc805151
LV.3
29
2011-06-29 14:39
@ttkx365
開關(guān)電源的排版太重要了，只有先易后難從簡單的電路開始做，再做這種難度較高的吧。

 

 

有道理。我也是那別人的電路板測試。壇子里找了下，改了改示波器測試方法，噪聲很少了。

不過發(fā)現(xiàn)在21.5v輸入，輸出21.5v時候，輸出有大的尖峰。不知道是否正常。上圖是一個上管和一個下管的驅(qū)動波形，4管全在pwm狀態(tài)。

 

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2011-10-17 19:57
@jepsen1
謝謝，問題基本搞清楚了，像你說的特別注意了Rsense布線，功率地信號地分開和功率回路,現(xiàn)在在忙別的改了還沒投板，不過應(yīng)該沒事了。

你好，我也是剛學(xué)3780，請問你能發(fā)一份，PCB給我嘛。謝謝了

我的輸出也是12V，5A

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冰上鴨子
LV.10
31
2011-10-17 20:13
來學(xué)習了 ，
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立
即
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