请教，推挽隔离电源如何减少开关噪声

ajfan · 发表于 2020-12-27 14:48:41

本帖最后由 ajfan 于 2020-12-27 15:02 编辑

请教各位大师

LM5030 推MOS 做的隔离DCDC电源，20V 1:1隔离输出，200KHZ开关频率，目标带载2A负载，目前输出带载等功能都正常，开关噪声比较大（MOS DS端已经加有RCD吸收电路，初次级已经加有222 Y电容），是否有好的建议可以优化：

1. 目前隔离整流后输出为100UH封闭电感+1200UF电解》100UH 共模电感+470UF电解》47UH共模电感
带载后输出约为70mv VPP

2. 示波器探头靠近变压器时幅值明显增大，可预见变压器向外辐射开关噪声，尝试用铜箔（目前有的材料）屏蔽变压器及电路板（局部，做不到整体屏蔽），分别尝试铜箔悬空和接地，输出端幅值没有太大变化。

3. 示波器探头正负连接在一起测量输出地，可见地环路噪声48mV.

4. 更改开关频率由200KHZ降为30KHZ,变压器温升上升，开关噪声幅值变化不大。

想请教的问题：
1.  40-50W隔离电源，推挽结构开关噪声是否为固有形态，是否有其他开关噪声较小隔离电源类型？
2.  变压器逸出噪声较大，是否可以给变压器单独加屏蔽罩？有网上文章说最好是软磁材料对屏蔽电磁效果好，或还是传统的铝壳体就可以(较容易买到）有效果？对应屏蔽罩是悬空还是需要接地？初级地还是后级地？
3.  如何消除地环路噪声，目前2级LC+共模电感效果不明显。

目标，真真实实要降低开关噪声以减少对其他电路的影响，而非仅通过优化示波器地弹簧钩子的方案减少测量噪声。

wye11083 · 发表于 2020-12-27 15:21:10

没有全局铺地？隔离电源需要两边分别铺地。还有输入mos管没有大容量mlcc？200khz 2a电流需要最起码40uf的mlcc才能保证足够低的纹波。

zouzhichao · 发表于 2020-12-27 15:50:09

royer

ccstc · 发表于 2020-12-27 16:13:37

测量方法有问题，不要使用接地夹子，用接地弹簧

ccstc · 发表于 2020-12-27 16:14:51

测量方法都有问题，你怎么知道你的措施有效

hushaoxin · 发表于 2020-12-27 17:26:33

改进测量方法，另外看看变压器漏感是多少，再在原边DS加吸收缓冲，这个要算，不是越大越好。原边问题解决再看副边，二极管要加RC吸收，同样靠算不要试。然后再加一级LC，L的值不能大了，可以试。应该就差不多了

ajfan · 发表于 2020-12-27 17:56:51

现在是想实际减少外溢的开关噪声而非让测试数据好看。
纹波可以通过稳压等解决，目前麻烦的是开关噪声。

目前计划：
1. 4层板（中间层整体铺地）
2. 增加屏蔽罩
3. 加大MLCC电容

locky_z · 发表于 2020-12-27 18:28:02

假如pcb不好的话,怎样屏蔽都没用.
所有有大电流,并且有开关的元件的环路.
通常次级是最被人忽略的.变压器次级+整流管+第一级滤波电容,组成的环路面积要尽量小.

WUWEWU · 发表于 2020-12-27 20:46:50

用环形铁氧体磁芯来做可以改善

vbidl · 发表于 2020-12-27 21:21:05

可以试一下反馈采样点取电感的前端（D5和L3的连接处），电感的前面也补一颗470uF。再试试调节TL431的反馈参数。
变压器漏感也是干扰源之一。

ajfan · 发表于 2020-12-27 21:41:09

上传PCB图

fengyunyu · 发表于 2020-12-27 22:21:27

拆解一个同行的，对比验证下

yuguoliang · 发表于 2020-12-27 22:33:45

测量一下反馈是否稳定，变压器噪声可能是反馈震荡造成的。

Elex · 发表于 2020-12-28 00:10:21

ajfan 发表于 2020-12-27 21:41
上传PCB图

感觉有点像强迫症画的图，太注重外观布局了。
1，所有电容放在上面而不是放在开关mosfet附近是为了好看么？起码把贴片的电容放到mosfet那边去呀。
2，上面一臂本来近在跟前的两个焊盘也有打过孔到底面兜一圈回来，为啥不直接在top层直接连接呢？
3，下面一臂也是可以直接在top层将mosfet和变压器连起来的。
4，那么重的变压器直接这么小的贴片焊盘能扛得住摔么？可能板子变形的应力就把焊盘扯掉了

ccstc · 发表于 2020-12-28 09:06:15

你的设计问题和你的测量方法一样，绕圈了

locky_z · 发表于 2020-12-28 09:48:54

我觉得PCB问题
例如黄圈部分,开关电流变化很大,但靠近反馈采样电阻

ajfan · 发表于 2020-12-28 11:00:12

PCB布局目前考虑外观比较多，接下来更新一版将MLCC尽量靠近MOS D级版本，试下是否有改善。
刚淘宝上搜了一圈，50W，24V的DCDC隔离电源，标称纹波噪声一般在50-100MV，难道推挽也就是这个水品？

amigenius · 发表于 2020-12-28 14:08:18

晕倒，测纹波可以用鳄鱼夹吗？示波器探头配给您的弹簧丢哪里去了？而且，要测更准的话，示波器供电也要用变压器隔离。

zhugean · 发表于 2020-12-28 15:17:42

示波器测量到的那不是纹波，而是开关电源干扰到示波器了

cupwell · 发表于 2020-12-28 22:23:00

测量纹波不能用鳄鱼夹，否则鳄鱼夹和探头围成的面积全吸收变压器发出干扰信号，应该用接地探针，或者用插件电阻引脚绕一下探头地

dukelec · 发表于 2020-12-29 01:28:47

本帖最后由 dukelec 于 2020-12-29 01:39 编辑

把 mos gate 腳的電阻改大一點，把二極管處也串一個相對小一點的電阻，效果可能會比較明顯。
改大後 mos 發熱應該會增加，轉換效率會降低，要找一個折中。

開關電源始終是有地環路噪音的，只要不干擾電路運作，就不要糾結示波器的測量問題了。

參考：

现在无刷舵机是不是没有0死区控制就不算好舵机了？ https://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5744097

Wisen · 发表于 2020-12-29 10:35:13

PCB问题很多呀，这样的间距做隔离···好吧

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