スイッチングレギュレータのリンギング

私は、LTC3810を使用して48v-> 6v DCDCスイッチングレギュレータを開発しました。各スイッチの出力にリンギングがあることを除いて、それはうまく機能します。あなたは写真で 'スコープトレースを見ることができます。この測定は、ワイヤから約30cm離れた3.3vレギュレータの入力キャップ全体で行われました。私はこれらの1つを4us（250kHz）ごとに取得します。振幅は約200mv ppのように見えます。リンギングは次のレギュレータ（別のDCDC 6v-> 3.3v）を通過するのに十分なほど悪く、EtherCAT伝送で問題を引き起こしています。

これについて何をするのが最善ですか？出力のどこかに小さなインダクタまたは抵抗を追加する必要がありますか？私はすでにかなり大容量の出力キャップ（5600uF）を持っています。

追加：

提案されているように、フェライトビーズ、インダクタ、キャップを追加してみましたが、効果がありませんでした。現在、より大きなメインインダクタを試しています。

まず、そのリンギングの多くはおそらく実際には存在しません。非常に高い周波数成分により、スコープはコモンモードバウンスを差動モード信号として表示します。

次に、すべてのスイッチング電源の出力にスイッチングノイズが発生します。これのいくつかは高周波を含みます。リニアレギュレータには印象的な入力除去仕様があるかもしれませんが、それは有限の帯域幅を持つアクティブエレクトロニクスで行われます。新しい入力拒否は、数10 kHzのような低周波数でのみ有効です。そのため、入力電圧がスイッチャーからのものである場合、リニアレギュレーターの前にフェライトビーズ（チップインダクター）を付けるのが標準的な方法です。チップインダクタとレギュレータの入力キャップは物理的に近く、ループは小さく保ち、ループ電流はレイアウトで慎重に検討する必要があります。これらの高周波ループ電流がメイングランドプレーンを横切って流れるのは望ましくありません。

追加：

2番目の電源もスイッチャーであることには気づきませんでしたが、実際には何も変わりません。最初のスイッチャーパルスエッジからの高周波は、線形かどうかに関係なく、2番目の電源を介して明らかに発生しています。チップインダクターに続いて、一般的なグラウンドではなく、2番目の電源のグラウンドに直接接続するキャップを試します。もちろんこれは、電圧に対して妥当な大きさのセラミックキャップである必要があります。高周波応答が優れている2番目の小さいキャップも少し役立つかもしれません。

コモンモードグランドバウンスについて。グランドは、高周波では単一の集中ノードではなくなり、結果としてすべてが同じ電位になるわけではありません。時々、グラウンドとパワーのセクション全体が共通モードのバウンスを経験することがあります。しかし、私が言及していたのは、スコープ内のこの共通モードのバウンスでした。高周波コモンモード信号は、差動モード信号として現れることがあります。デイブ、これは同様の質問の多くの問題であり、おそらくここでも答えの一部です。スコーププローブを直接キャップを付けて出力に直接接続したときに、他の場所がない場合に、外観がどのように改善されたかを思い出してください。ただし、この場合、ダウンストリーム回路に障害が発生しているため、問題になるほどのノイズが存在します。

実際にどこにルーティングされているかをレイアウトから簡単に判別することはできません。スイッチャーで重要なことの1つは、大きな高周波ループ電流を抑制することです。それらがメイングランドプレーンを横切らないようにしてください。各スイッチャーには独自のグラウンドネットが必要で、そのネットは1か所のみでメイングラウンドに接続する必要があります。ネットインまたはアウト電流のみが単一の接続ポイントを流れることができるため、ローカル電流をローカルに保ちます。

PCBレイアウトはSMPSのパフォーマンスに大きな影響を与えるため、PCBレイアウトとより広いスコープの信号ショット（つまり、横軸の増加）を確認することは素晴らしいことです。

スイッチングノードのスコープショットを確認すると役立つ場合があります。これは「CENTRE」というラベルの付いたノードだと思います。グラウンドノードもプローブできますか？

この投稿で偶然問題になっているので、「ループ補正」の部分をチェックしてみてください。

この投稿でわかるように、コモンモードノイズとアンテナとして機能するアース線は、スイッチモード電源の範囲を決定する上で重要です。スコーププローブのアース線を取り外し、代わりに短い線を接続します。この回答は投稿で確認できます。

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250kHzのインダクタの選択はインダクタンスが小さいです。インダクタのリップル電流は約50％になります。13uHより大きいインダクタを選択してください。

あなたのインダクターはそれの現在の定格を見るのはやり過ぎです。20A摂氏20度の摂氏温度の上昇は非常に大きいです。最大入力電圧と最小入力電圧はわかりませんが、必要なのは、少なくとも4A Irmsと4.8A Isatのインダクターだけです。あなたはそれより少し高くしたいと思うかもしれませんが、20Aは大きすぎます。

私はあなたのインダクタがSER2918H-103KL、SER2915H-103KL、またはSER2915L-103KLのいずれかであることを推測することによってこれらを伝えています。

DO5010H-153ML、DO5022P-153、MSS1278-153などのインダクタをお勧めします。

トランジェントは両方のスイッチングエッジで発生していますか、それとも1つだけです。どちらか。

スイッチングエッジでの過渡が予想されます。
それらを管理することが問題です。
レイアウトを注意深く検討し、必要なものがいつどこに流れるかを確認することは非常に慎重ですが、以下の可能性も参照してください。

データシートの 13ページと20ページに注意して、シュートスルーヘッドルームを最大化するために、BGRTN（ボトムFETゲートのグラウンドリターン）を小さな負の電圧に戻すオプションを提供します。彼らがこの興味深い機能を提供しているという事実は、それがあなたが軽く行うことではないので、それが時々必要とされるかもしれないことを示唆します。これは完成したデザインでは必要ないはずですが、たとえば-2Von BGRTNを使用することで、大きな影響があるかどうかを確認できます。（ICパッドを持ち上げ、-2V信号を適用します。ピンに最も近いグランドに小さなキャップ（~~ 0.1 uF？）を追加します。大きな影響がある場合は、出力FETに発生する可能性のあるシュートスルーの問題が示唆されます。 。

LCフィルターが役立ちます。Olinが言うようにフェライトビーズだけ、またはインダクター（ビーズまたは小さなL）とキャップのいずれか。キャップが1つの場合はLの後に配置し、2の場合は反対側に配置します。。2番目のレギュレータの接地点でキャップが接地されています。過度に熱狂すると、フィルターLとCを設計して、インピーダンスが良いように見えるようになりますが、共振周波数がトランジェントの周波数よりもかなり低い（またはsmps周波数よりもはるかに低い）LCは、大きくなる傾向があると思います差。

前述のように、スコープの固定は大きな違いをもたらします。LTの故ジム・ウィリアムズは、これについていくつかのアプリノートで言うべき良いことがありましたが、他の多くは書かれています。ピックアップループがなく、プローブがチップの近くから接地に最も近い信号までの長さがゼロの接地は「十分」です。
このことについては、ここの完全に悲惨なLT AN47-1991で、まだ価値があります。

これが正しい方法だと信じている人はほとんどいません:-)。
そうです！