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2017年1月14日 (土)

Quiet switching regulator(MIWI06-24D15)+TPS7Axxxx

正電圧可変レギュレータのTPS7A4700と負電圧可変レギュレータのTPS7A3301で

+/-12Vの両極性にしました。

20170114_105610

MIWI06-24D15の+/-15V出力に接続してAnalog Discoveryでノイズ・スペクトラムの確認です。
Analog Discoveryの測定限界からわずかな高調波が観測されているだけです。

20170114_130811

DC/DC ConverterにEMI対策をしましたが輻射ノイズの影響を確認するために

MIWI06-24D15基板の出力からTPS7Axxxx基板まで1m長のAWG24を3本

撚らないで並行に接続して
電源ラインとグランドがループアンテナのようにしてみましたが
スペクトラムに顕著な変化は観測されませんでした。

試作基板はユニバーサル基板に部品の位置決めをして両面銅箔基板とはテープで
固定してユニバーサル基板をガイドに穴あけしました。

コモンモードコイルを手巻きしたのは最初の1個だけであとは秋月さん扱いファインメットを使用しました。

最初はDC/DC Converterの出力にPi Filterを2段とか試行錯誤しました。

エミフィルのBNX01は一次側パターンの幅を広くし

なおかつ最短でインピーダンスが最小になるようにしました。
部品面は前面ベタアースで輻射ノイズを半田面へ飛び込まないようにしてみました。

結果としてはDC/DC一次側の反射ノイズを抑制すると劇的にスプリアスが減少しました。

この強烈な反射ノイズを最小にしないと

2次側のフィルター回路だけでは無理があると考えられます。

反射ノイズを最小にしてから2次側のフィルター回路で残留スプリアスを除去する

という考え方で進めました。

蛇足ながらEMIFIL等の特性は入出力が50Ωで測定されています。

実際使用する電源回路は

インピーダンスが低いので特性通りの結果が得られなくても正常と思われます。

今回の試作基板の絶縁耐圧はノイズ対策優先であまり考慮していません。

20170114_141931

以前実験したこのデータが気になっていてリベンジ?した今回の試作は良い結果がだせたと考えています。

これで Made in TOKYO のLDO達を絶縁型にしたいときに100%の性能を引き出せます。
TPS7A47xxxxの発熱はかわいい放熱器のお蔭で指で触ってほんのり暖かい程度です。
部屋の温度が低いせいもあるかもしれませんが.....実験時の消費電力は540mWです。
TPS7Axxxxxが+/-180mA負荷時の+12Vの入力電流は490mAでした。
**********
Reference:
Behavioural Models for Common Mode EMI Filter by Anne Roc'h
Input Filter Design for Switching Power Supplies  SNVA538
Filter Considerations for the IBC  VICOR
Measuring Output Ripple and Switching Transients in Switching Regulators
Designing Second Stage Output Filters for Switching Power Supplies
Measurement and Filtering of Output Noise of DC−DC Converters

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