TPS7A4901输出纹波过大
输入电压24V,输出电压3.3V,3.3V电源轨是给模拟电路供电的,所以纹波要求很小,现选择TPS7A4901作为电源转换芯片,使用直流电源作为输入时,测得的输出纹波小于20mV,可以接受,但是当用前级的24V输出的DC-DC模块给芯片供电时,输出纹波变为150mV,电路设计如下图,24V输出纹波为150mV左右。麻烦哪位专家帮忙解决下,谢谢!
Hi
能否提供你24V模块的电路图(或者说明一下是哪一个模块电阻)?以及24V总共的负载是多大?
你好,谢谢回复,24V那边我是使用现成的半砖的DC-DC Module,20W额定功耗,最大容性负载为300uF,典型输出纹波150mV,电路图如下
Hi,
输入、输出电容选的是哪种类型?为了获得更好的噪声、纹波以及PSRR性能,我们是推荐较低ESR的X5R或X7R MLCC陶瓷电容,较高ESR的电容(如铝电解等)会降低其PSRR性能,同时影响其环路稳定性。规格书上给出的电容ESR上限值最大为200mΩ。
Thanks.
TPS7A4901芯片输入端使用一个高分子铝电解电容,ESR为37mΩ@100kHz,并联一个X7R 的10uF的陶瓷电容,输出电容为X7R的10uF的陶瓷电容,并联一个22uF的钽电容,钽电容ESR为2.3Ω,本来怀疑是该钽电容的原因,但是去掉之后纹波还是很大,没有改变,Cnr/ss和Cbyp电容都选择10nF的陶瓷电容,为手册上推荐的电容,按选择的电容,应该满足200mΩ的要求,还有这边怀疑一点,由于24V输出和3.3V输出在同一个接口输出,会不会是由于他们过于接近造成,使用的接口间距为3mm。
还有这边想在说明下,在使用直流电源供电的时候,芯片工作正常,纹波为20mV,所以应该不是器件选择不合理引起的吧,还有TPS7A4901不是有50dB的电源抑制率吗?拿24V纹波为150mV的电源给他供电,照理说会把输入电源抑制的,为什么输出纹波和24V输出差不多大?上述为我个人理解,不知道对吗?
你好,这边发现板子上的电磁辐射较大,是否和我24V电源平面分割有关,24V输出端的高频噪声在电源平面的环路上引起的干扰,电源平面分割如下:图中黄色的表示24V电源分割平面,其他为3.3V电源平面。
Hi
虽然datasheet没有提及,但是 GND的noise确实可以影响到LDO输出的noise,建议上LDO选较为干净低Noise的GND, 输入输出电容尽量靠近芯片脚。(您可以仅仅让你选择的LDO工作,而关闭其他可能导致Noise的源,看看LDO输出效果)
另外layout的要求见datasheet:
谢谢您的回复,我在24V输出端加了一个磁珠,现在问题有所好转,不过还是有70-80mVpp纹波,这边由于输入输出压差较大,芯片功率损耗较大,只能提供大概100mA的电流,而这边最大要求提供150mA电流,我们想着是否可以把两路并联起来使用?因为板子上刚好还有一路TPS7A4901。
Hi
LDO是不做并联使用的,容易造成功率分配的问题,需要均流,否则容易造成某路因为电流过大而烧掉,也可能引起电压的异常。
在你的应用中,如果遇到24V转3.3V这类转换,而对于输出noise,纹波要求又非常高,建议先做一级DC/DC的转换,然后在用LDO。DC/DC的效率可以做到很高,节约功率,而且LDO在压差较大的情况下收功耗限制会导致输出电流也受限制的。