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关于TPS562200电源芯片的纹波问题

上图为我的原理图,输入为12V开关电源,然后经过一个220uf的电解,两个10uf的mlcc电容,一个104电容,输出端为两个22uf的mlcc电容和一个104电容,然后经过一个20欧姆的磁珠给系统供电,mlcc电容材质均为x7r和x5r,电感为4.7uh的TDK的SPM6530功率电感。

上图为我的pcb电源部分,原理图,layout和外围物料的选择,都是参考的WEBENCH软件出的方案,不同点就是tdk电感设计参考为3.3uh,我使用了4.7uh,电容我使用的都是三星的,还有就是输入端我增加了一个电解电容,其他基本一样。下面是我示波器测试的纹波。

目前的电流为35ma,上面为sw的波形,

这个是输出端的波形

这个为两路同时采集的波形,

上面这个是数据手册输出为10ma的纹波,我的问题,

1、为什么我的纹波比数据手册的大这么多?

2、为什么我的sw的波形和数据手册差别很大?

3、我两路同时采集的时候,输出电压的纹波比单独一路采集的时候大很多?

谢谢!

answer:

纹波的大小和多种因素有关,电感的大小,电容的ESR大小,都会对纹波有影响,手册中的图是在12V输入,1.05V输出的条件下,而且手册的输出电容和电感的大小和你的也不一样
理想状态下,SW节点的电压应该是高电平VIN,低电平GND的方波,手册中的波形比较好
想核实一下您的测量方式
建议按照附件中的文档测量纹波,确保测量准确

shumao wang:

回复 answer:

电感,电容的选型我都是按照TI的webench来的,只有电容的品牌是三星的,设计参考是村田的,但是区别不应该这么大,按照webench给出的仿真,纹波很低,下面这个是我另外一个产品,也是这个电源方案,不过是5V输出的,纹波达到了150mv,我的layout也是参考的webench来设计的,下面是我的pcb,原理图示波器还有测试方法,我的示波器的设置完全按照您说的来的,对了要说和webench不同的还有一点,就是en管脚设计参考是直连12V,而我加了一个10K电阻。

shumao wang:

回复 shumao wang:

我将电感换成了10uh的,不过数据手册说电感不要大于4.7uh,不知道10uh是否有隐患,将en电阻去掉直连12v,纹波降低到了100mv,不过还是比较高的。

Johnsin Tao:

回复 shumao wang:

Hi

     电感3.3uH,4.7uH差别只是纹波电流稍微小一点,如果你的电流不是很大,选择10uH也是没有问题的,这样纹波电流更小,纹波也相对小一点。(不过电感的大小还是主要取决于输入/输出/满载电流/频率)

    从你的描述和测试看,工作在轻载时电流纹波本身会相对大一点。

    如之前工程师说的,你仍然需要确认你的测试,我倾向是测试的问题。

shumao wang:

回复 Johnsin Tao:

图片有我测试的方法,小回路,参考你们提供的文档的办法,在一个输出电容的两端测试,示波器交流耦合,带宽限制。探头1x,请问其他还有没有测试问题?

user4285542:

回复 shumao wang:

示波器探头是什么型号的 测量纹波 要选质量好一点的探头。示波器1X设置检查一下。

我一般在弄DC/DC的时候 在输出多预留几颗滤波电容 选低ESR的贴片陶瓷电容。

同种容量的要两颗并联,降低ESR。

降压电路的纹波电流应该是很好设计的(相对升压电路),而且你这个输出电流这么小的情况下。

有问题随时保持沟通。

shumao wang:

回复 user4285542:

我后面这个5V的方案的输出电流不算很小,我测试了大概100多ma的时候,电感还是4.7uh的,纹波在130mv左右,我的示波器是优利德的,探头也是原装的,是1x的,而且我输入和输出电容都是两个同样规格的mlcc电容并联然后再加一个104电容,电感我是严格按照TI的要求选择的,是tdk的,只是电容不是村田的,是三星的,不过也都是x7r和x5r的材质,后来我外加负载将功耗增加到500ma左右,纹波降低到了50mv左右,但是我个人认为50mv还是有点大,我以前用的都是技领的act4088,我layout和物料选择都比较随意,电感还是杂牌的,即使这样,纹波还很低,空载也都在40mv左右,但是这个物料比较冷门,不好买,假货也比较多,所以这次批量换了ti的562200,电感和电容选择还有layout都比较谨慎,但是结果真的是差强人意啊。

Frank Xiao:

回复 shumao wang:

你好,

换成TPS562209试试,谢谢。

Zhengxing Li:

1、为什么我的纹波比数据手册的大这么多?

负载电流不一样,输出电压也不一样等等,也就是你的测试条件和datasheet不一样

2、为什么我的sw的波形和数据手册差别很大?

你的载更重,所以上管导通时间会多。

3、我两路同时采集的时候,输出电压的纹波比单独一路采集的时候大很多?

因此测试的时候,示波器的地线干扰带进了测试结果。

shumao wang:

回复 Zhengxing Li:

你们那个手册的截图的负载电流是10ma,而我5v输出的负载加到了500ma纹波还在50mv左右,500ma也算轻载吗?你们不是一直都是说我这个是测量办法的问题吗?请问我的测量办法有什么问题?我说的纹波很大就是单独测量输出,不测量sw,你们说说为啥500ma纹波还那么大呢??

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