Ruido de 5,5 kHz en la salida SMPS

Estoy diseñando un SMPS de bajo ruido como este http://www.ti.com/lit/df/tidrgc2/tidrgc2.pdf cambiando de 40-90 kHz.

Tengo un problema extraño, en la salida estamos viendo un pico de ruido a 5,5 kHz y múltiples (decayendo en unos pocos múltiplos), probado con amplificador diferencial y técnicas correctas.

No tenemos idea de dónde viene (tal vez el timbre de la inductancia + tapas del transformador secundario)?

captura de ruido

Actualizar:

Agregamos un transformador C y R, 1000 uF y 20 ohm y vimos una reducción de 6 dB en el ruido. Estamos experimentando con diferentes valores para reducir el ruido. El único tanque LC que estamos viendo es la capacitancia del diodo (y el amortiguador RC a través de él) y el devanado secundario del transformador.

Segunda actualización.

Usamos 2x47uF en paralelo a través del pin 6/10 + 50R y el pico es ligeramente más bajo.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat . Cuando haya terminado, edite cualquier información nueva relevante en la pregunta.

Respuestas (2)

Buena pregunta. La gente piensa que el único ruido que puede ocurrir es la frecuencia de conmutación y los armónicos. Esto no es verdad. No eres el único que ha encontrado ruido por debajo de la frecuencia de conmutación. Las partes LC normales del filtro SM PS funcionarán bien, digamos, a 40 kHz, pero sus 5,5 kHz lo atravesarán como mantequilla. Será mejor clavar esto en la fuente que usar un filtro de salida grande y costoso. Estas oscilaciones de ciclo límite a veces están asociadas con la frecuencia de resonancia del filtro de salida. Estudie esto y estudie sus polos de bucle de control. Vuelva a verificar la interacción y cambie su ciclo o cambie su filtro de salida. Los núcleos de ferrita sueltos también pueden causar oscilaciones audibles a pesar de funcionar muy por encima de los 20 kHz.

Usé 4 L diferentes (1, 4, 7 y 10uH) este ruido siempre está presente a 5.5Khz... así que estoy seguro de que no es por resonancia del filtro LC

Se proporciona el espectro del ruido y aquí hay una copia: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

El ruido a 5,5 kHz es un nivel de 250 uV RMS.

Un nivel típico de ruido/ondulación de un circuito como el que tiene es probablemente alrededor de 100 veces más alto y parece estar preocupado por este nivel.

Sí, lo estamos haciendo por debajo de 1uV (0-20Khz)

La única posibilidad de que esto suceda es si usa un regulador de voltaje lineal LDO alimentado desde la salida flyback. Incluso entonces creo que vas a luchar.

Tomemos, por ejemplo, el TLV705 que TI describe como de bajo nivel de ruido. Tiene un nivel de ruido cotizado de 27 uV RMS entre 10 Hz y 100 kHz y es: -

A LINEAR VOLTAGE REGULATOR AND NOT A SWITCHING REGULATOR

Tome el LP5907 como otro ejemplo. Se describe como: -

LDO de bajo coeficiente intelectual y ruido ultra bajo de 250 mA

Observe mi énfasis en el bit de bajo ruido. Tiene un nivel de salida de ruido sobre un ancho de banda de 10 Hz a 100 kHz de 6,5 uV RMS.

Lo que espera lograr no sucederá con un simple convertidor Flyback.

MÁS CONTEXTO

El ruido térmico en un ancho de banda de 100 kHz de una resistencia de 560 ohmios a una temperatura elevada de 50 °C (algo que no es desconocido en un convertidor flyback) es de 1 uV RMS. A 20 kHz BW es de aproximadamente 0,45 uV.

¿Cuántas resistencias tiene en su circuito que están en la cadena de señal que agregarán ruido a la salida? Cuento 4 y estos solos inclinarán la balanza. Ser realista.

No he agregado un filtro opamp activo que tenga un psrr excelente a 3-10Khz. En este momento nos estamos concentrando en reducir ese pico tanto como sea posible.
Un filtro de amplificador operacional activo no hará lo que desea: necesita un regulador de voltaje lineal que siga a su flyback para tener la mitad de posibilidades de reducir el ruido por debajo de 10 uV. Sea sensato acerca de esto y reduzca sus expectativas porque se sentirá decepcionado.
Andy ya tenemos el filtro activo y funciona. Publicaré los resultados con el filtro para que puedan verlo y comentarlo. Mientras tanto volvamos a este pico..
Dado el pequeño nivel, es probable que sea un artefacto de "caza" del sistema de control que llega allí a través del circuito de retroalimentación. El flyback produce un ligero sobrevoltaje y la conmutación pasa temporalmente a una forma de control de modo de ráfaga, por lo tanto, la frecuencia más baja de 5,5 kHz y no la frecuencia de conmutación real. Esto será normal para este tipo de circuito y, en general, no hay nada de qué preocuparse en circunstancias normales en comparación con el voltaje de ondulación que se observa debido a la frecuencia de conmutación...
.... Para verificar esto, mire la forma de onda del secundario: si no parece un pulso rectangular continuo regular, probablemente se esté saltando ciclos y ahí es donde entra la frecuencia más baja.
Sí, el SMPS cuasi resonante está saltando valles, esto es muy interesante en lo que no pensamos. Lo comprobaremos el lunes, gracias.
@JohanB. resolviste el problema?
Redujimos el ruido a 5uV usando la cancelación activa de ruido (opamp) pero aún buscamos estar por debajo de 1uV
Ruido de 5,5 kHz en la salida SMPS
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