请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

MiniDSO产品技术交流  迷你示波器-袖珍示波器-示波器探头-

 找回密码
 立即注册
搜索
热搜: 活动 交友 discuz
查看: 877|回复: 0

干货!电源的上电抖动问题分析

[复制链接]

18

主题

18

帖子

42

积分

新手上路

Rank: 1

积分
42
发表于 2019-9-26 00:51:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
电源是每个电路系统的核心;其关系到这个电路是否正常工作;而对于高端的ARMDSP等嵌入式处理器更是如此。概因处理器性能越强,对核心的供电要求越高。大电流输出,高电源稳定性是必须的。
近日在调试TMS320C6678 DSP系统的时候遇到问题,发现同一个DC-DC电源方案,在不同的输出电压下有不一样的表现。发现其在设置为3.3V供电、1.5V供电的时候,上电曲线很完美;但是在设置为1V供电的时候,在上电的瞬间却存在抖动的现象;这让我大吃一惊。
测试对象:TMS320C6678小系统,供电芯片:TPS54620
测试工具:无线示波器(泰思科技 F28M6D)
测试方式:电压电流,电路参数计算
1、电路电压测量
1.jpg
示波器及待测板子

/ }9 {$ W8 u' T' x
: D" N: ~: G3 H
2.jpg
电压测试
& o  k& P7 M& k

9 Z3 D& z5 k4 y1 |2 y. _
3.jpg
核心电压测试

3 Y9 B* A2 F. M% V% I& D0 v* {. B7 K) |# S" k: ]/ @7 M4 `
4.jpg
3.3V的上电曲线

* k! [8 \/ ]7 a6 i( w4 d- i, ?) k$ g) b
5.jpg
1.5V的上电曲线
% }- O5 j5 b. W& |/ [$ o: J; y0 q

! j, h1 i5 G0 V- g9 \
6.jpg
1.0V的上电曲线(发现上电有杂波)
4 Y, D: J$ v/ E7 ^- K

$ v# h* u4 K: C# q
7.jpg
放大波形
! h8 ?9 `- a- u) ]1 Z- l
- q& g8 G7 J. r" ?' F2 f
2、数据测量
8.jpg
* X  C6 X, I: `7 L6 F- Y
: }5 T$ D, ]+ R
在触发出电源的上电瞬间波形后,打开FFT查看频率成份;经过对比,发现抖动的噪声集中在16.9KHz到28.2KHz这个频段。而3.3V的上电曲线则非常干净,没有什么噪声掺杂在里面。
9.jpg
3.3V的频率成份

3 s% p' k- ?+ l% {/ T. O( @4 ]

5 `( E3 C4 G, M0 r3 q
10.jpg
1.0V的频率成份
+ d' E/ J3 y) w! p' ?# t9 v0 ~/ n

2 ^9 s- S! m( K$ \; W
3、原理分析:
电路设计是这样的:
11.jpg
3.3V原理图
3 R6 n, E2 E. ~  I: ?

2 h3 D9 O7 H# @2 L7 c+ B
12.jpg
1.0V原理图
5 e4 Q. G' V$ ~" t

" Z% c1 b2 s9 E. S' F, D+ V) H1 k( r
输出电压计算公式
VOUT = 0.8(R1+R2)/R2
则VOUT = 0.8*(2.49K+10K)/10K = 0.9992V
电压输出值符合设计。
13.jpg
最小电感的计算

: @4 Q4 C2 j6 u1 z% B3 j  P
0 N: \, N* n# z7 x) O
则Lmin = ((9 - 1)/(4 * 0.3)) * (1 /(9*900kHz)) ≈ 0.8uH
实际电感取值:2.7uH/6A;符合设计。
14.jpg
最小滤波电容的计算

' W) ]( b7 F' h$ u: m3 G  h
2 M0 H5 L3 I  c! I6 r  F# {
则Cmin = (4*1)/(900kHz*0.075) = 59.24uF
实际电容值:22uF+22uF = 44uF,不满足设计。
4、优化方案:
输出端增加滤波电容,为达到更好的滤波效果;增加电容组合:22uF+1uF+100nF =23.1uF;增加后总电容值为44uF+23.1uF = 67.1uF;符合设计要求。
(不同电容大小的独立电容在对应的噪声频段有更好的滤波效果,具体分析在后续的技术文章中说明。)
5、更改结果:
15.jpg
增加了电容后

2 @5 S* z; z' [9 C; k
9 ~- e* c& f: l
上电测试:
16.jpg
更改后1.0V上电曲线
+ L9 S! r4 V7 b" y, G/ Z
2 @  i5 K! |% M# l6 j) c0 r8 S& d" B
FFT频域分析:
17.jpg
FFT
/ v8 A# k0 @! L$ I8 a3 A
$ [( p7 c: x; F  G' n+ g
小结:
可以发现,更改后的设计;即使符合设计要求,但是上电震荡的问题仍未解决;总体的纹波有改善,但并不明显。
从调试结果来看,也不是电感电容值的问题;在调试过程中,电感值更换了1uH、1.5uF、22uH;均存在震荡的现象。故,初步推测,这个问题是TPS54620的固有缺陷。具体的原因还需要深入排查及咨询原厂。
' q7 S' ^% t) T7 A6 L
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

Archiver|手机版|小黑屋|MiniDSO产品技术交流 迷你示波器-袖珍示波器-示波器探头- ( 粤ICP备07030012号 )

GMT+8, 2020-10-1 21:31 , Processed in 0.065877 second(s), 23 queries .

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表