¿De dónde vienen las oscilaciones en la tensión de salida de mi convertidor buck?

Question

Actualmente estoy construyendo un convertidor buck. Sus parámetros principales son los siguientes:

• 24V de entrada
• 5V/3A salida
• Capaz de sostener grandes de carga de las corrientes transitorias causadas por el cambio de LEDs de potencia (~2A)

He seleccionado un sincrónica del convertidor buck de TI, que se ajusta a mis necesidades en términos de características eléctricas, el paquete y el costo: el TPS54302. El primer prototipo fue diseñado siguiendo la hoja de datos de recomendaciones y fórmulas. El enrutamiento de la PCB se hace imitando el convertidor del comité de evaluación.

Aquí están los esquemas y CAD:

(4 tablero de la capa, las capas 2 y 3 están ocultos. Que respectivamente contienen GND plano y suministro de avión)

Hay otros condensador huellas en este diseño para poder probar diferentes configuraciones de componentes.

Cuando pude probar la junta, que estaba satisfecho con las principales características: la eficiencia, la corriente y voltaje de salida, de entrada y de salida de onda.

Sin embargo, yo quería poner a prueba la estabilidad de la fuente de alimentación y aquí es donde empecé a observar comportamientos inesperados. Yo no tengo ningún analizador de red o generador de señal disponible, me impide la medición de la fase de margen. En su lugar, google investigaciones sugirió que medir los resultados de las variaciones de voltaje, mientras que la aplicación de un transitorio de corriente de carga (~1A transitoria con una subida/bajada, tiempo <1µs). Afortunadamente, tengo un MOSFET de la conducción de un indicador LED de encendido de mi consejo. Acabo de corto-circuito el LED para generar una corriente transitoria.

Los esquemas siguientes muestran el resultado de mi prueba de instalación donde MCU_GPIO_1 genera una señal PWM, y MCU_GPIO_2 es continuamente conjunto a un alto nivel.

Como se puede ver, existen importantes oscilaciones en la tensión de salida cuando la corriente de carga es liberada. Con el fin de entender el origen de estas oscilaciones, que he llevado a cabo las siguientes pruebas:

• jugando con el valor de la alimentación hacia adelante condensador C10
• cambiar el condensador de entrada de configuración (más MLCCs)
• adición de una cuenta de ferrita en serie con los 24V de entrada (en lugar de la D2 de diodo de protección)
• cambiar el condensador de salida de la configuración (varios MLCCs o 1 grande de polímero de condensador)

Hasta ahora, estos "ciega" a las pruebas me llevó a ninguna parte. Estoy en busca de nuevas pistas para entender lo que está pasando aquí, antes de comenzar la segunda carrera de prototipos. Así que, aquí están mis preguntas:

1. ¿Cómo puedo tener oscilaciones sólo en la versión actual y no en el consumo de corriente?
2. Lo que podría ser la deficiente elemento aquí: enrutamiento? Filtro de entrada? Otros?

Gracias por tu ayuda :)

PS: esta es mi primera pregunta en StackExchange. Cualquier asesoramiento sobre la mejora de la forma de mi pregunta es bienvenida :)

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EDIT : también conocido como Andy dio las respuestas en los comentarios: es un problema relacionado con el mal de tierra de la sonda. Esta imagen lo resume todo:

Fuente de la imagen

No me coge de hacer que cualquier descuido de nuevo!

Answer 1

Repite las mediciones, pero esta vez conecta la punta de la sonda al mismo punto que la pinza de tierra. ¿Qué ves?

Si su sonda está captando una señal directamente debido al bucle inductivo que forma, entonces también la verá cuando la punta de la sonda se conecte directamente a donde está colocada su pinza de tierra.

Gracias por la sugerencia Andy. Envolví un pequeño cable alrededor de la tierra de mi sonda. Luego, hice la misma prueba. Las oscilaciones ¡desaparecieron! Me siento tan tonto ahora mismo por no haber hecho esto antes... De todos modos, mi SMPS funciona correctamente al menos