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: 238|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
& Y3 {% p  ]5 x% ~) ~+ n

0 ^/ ^: }% G1 Z  S0 Q
2.jpg
电压测试

- b+ m0 [3 r% W& m+ y( c

1 U2 H- T( W, K
3.jpg
核心电压测试

0 Q, g; q3 ^+ a! I  A) t
7 ~1 i. |" a- C4 i8 ]3 a# D
4.jpg
3.3V的上电曲线
) q% G$ g3 s5 @4 R4 W) N
; N8 C, F* d& Z+ H
5.jpg
1.5V的上电曲线
# e1 D  n, G* n1 S0 l! }
6 n. y2 g4 A2 G! L7 U. E+ u
6.jpg
1.0V的上电曲线(发现上电有杂波)

7 i% e& |# N9 @1 P8 V% n3 D; N# E
0 _' l# b" f% |4 j; a
7.jpg
放大波形
4 l( a# L# F% Y/ b, Z3 k

9 d/ V+ @0 S' j) S7 l
2、数据测量
8.jpg
# H1 o8 `7 I; A" A4 B) ^$ ^

$ F8 z1 x; T$ Y
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

0 p- O% W: t( ~, Q

0 e6 F5 r- t8 e6 l: _4 d8 U: C. q
10.jpg
1.0V的频率成份

' p! @! o2 {1 X" H3 Y
, _7 ?, K' n/ v+ h
3、原理分析:
电路设计是这样的:
11.jpg
3.3V原理图

7 W$ i( d9 S$ r* e" h

* a5 _6 g5 f7 y
12.jpg
1.0V原理图

  R2 M# l8 h2 R! U# ^5 u' a

% W% P6 M! ^& w' z2 q% S
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
# B( c7 |7 ^8 s& J
8 [: ]6 B9 i( g/ r
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

, n* o7 s$ R8 ?6 T. V

) h4 @' \4 k4 j. k- V
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
; H8 c0 j* ?2 `

, C' x2 W+ V/ _
上电测试:
16.jpg
更改后1.0V上电曲线
% D( J: V8 X4 J6 q7 V
. y, }- @8 F, _. S  Q
FFT频域分析:
17.jpg
FFT

1 y/ u. Y: ], l* Y* Q: _

5 ]5 j" ]- U7 P3 h
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。

- K4 ~8 n& U* {) h, ]
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, 2019-12-16 10:53 , Processed in 0.262411 second(s), 23 queries .

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表