Convertitori buck multipli sullo stesso PCB, la frequenza di commutazione dovrebbe essere la stessa?

Ho una domanda relativa ai convertitori buck DC-DC. Devo fornire più tensioni diverse sulla mia scheda e sono molto limitato dalla potenza, per questo motivo devo utilizzare convertitori ad alta efficienza. Se devono essere posizionati l'uno vicino all'altro, la loro frequenza di commutazione dovrebbe essere la stessa? Per quanto ne so questo sarebbe meglio a causa dei problemi EMI e SI, è più facile sbarazzarsi di una frequenza rispetto a più di loro e alle loro armoniche, prodotti ecc.

D'altra parte, se non è essenziale, l'aumento della frequenza di commutazione diminuirà la dimensione degli induttori.

Qualsiasi aiuto sarebbe apprezzato

Per quanto ne so questo sarebbe meglio a causa dei problemi EMI e SI, è più facile sbarazzarsi di una frequenza rispetto a più di loro e alle loro armoniche, prodotti ecc.

Questa è una premessa errata. Le normative EMI limitano le emissioni frequenza per frequenza. Se hai due fonti nel tuo sistema alla stessa frequenza, le loro uscite possono aggiungere, dando maggiori emissioni a quella frequenza. Se sono a frequenze diverse, sono effettivamente indipendenti ai fini delle emissioni.

È una regola generale nella progettazione EMI che la soluzione migliore sia quella di ridurre le fonti di emissione, piuttosto che generare segnali e quindi provare a bloccarle. Quindi direi per scopi EMI, è meglio usare frequenze diverse per i diversi regolatori di commutazione.

Se si utilizzano più convertitori con diverse frequenze di commutazione, sarà davvero difficile prevedere l'ondulazione della tensione di ingresso e quindi sarà difficile progettare il filtro di ingresso. Ci saranno alcuni momenti in cui la commutazione si verifica simultaneamente e qualche momento in cui la commutazione degli eventi si diffonderà nel tempo.

Nel tuo caso, penso, il miglior progetto sarebbe usare la stessa frequenza di commutazione per tutti i convertitori e intercalarli. In questo modo il filtro di input per tutti i buck sarà molto più piccolo della somma dei singoli filtri (se non fossero interlacciati).

L'uso di frequenze indipendenti probabilmente non ha alcun aspetto negativo massiccio.

Frequenze identiche, se sono realmente identiche, possono portare a transitori di commutazione da un convertitore ad entrare in un altro in una parte critica del ciclo di commutazione e influenzare quando e come cambia. Ai probabili livelli coinvolti nell'alimentazione incrociata mi aspetterei che questo di solito non sia un problema fatale - MAGGIO degradare la precisione dell'uscita se il punto di commutazione è leggermente influenzato da altri segnali.

Un tale ingresso spurio di solito avrebbe effetto solo laddove influivano sulla tensione di decisione di commutazione quando era molto vicino alla soglia di commutazione poiché in altri punti del ciclo le tensioni sarebbero abbastanza grandi da non disturbare il rumore. ad es. se il punto di commutazione si verifica quando l'uscita divisa verso il basso viene inviata al pin Vref e = Vref = diciamo 0,8 V, quindi se Vin è 0,799 V, il rumore sulla linea di rilevamento che è accoppiato a Vsense e che risulta in una variazione di + 0,001 V può passa presto. Ma se Vsense è a 0.700 Volt avresti bisogno di rumore + 0.1V per innescare la commutazione

La frequenza più elevata Noise on Vout ha una corsa abbastanza libera su Vsense in quanto di solito c'è un limite attraverso il divisore di riferimento da Vsense a Vout. Ciò migliora notevolmente i tempi di risposta ai transitori e la rimozione può portare a un convertitore che sta fatalmente cercando di inseguire la propria coda. Chiedimi come lo so :-).

Se N convertitori sono frequenza wrt asincrona ecc., Allora si verificheranno anomalie pseudo casuali durante il ciclo e si spera che abbiano un effetto complessivo scarso.

Se esegui i tuoi buck a frequenze diverse, devi fare attenzione alle frequenze dei battiti : il battito si presenta come contenuto armonico sul DC in ingresso e, se non filtrato, la compensazione del loop buck potrebbe non gestirlo e consentirgli di passare all'output senza attenuazione.

È importante un buon filtro di ingresso (condensatori ceramici e / o film ad alta frequenza posizionati correttamente vicino all'ingresso di ciascun convertitore) e buone pratiche di layout (mantenendo i nodi di commutazione il più stretti possibile, mantenendo la separazione fisica tra i dollari e non mescolando la potenza / controlla i percorsi tra loro, ecc.).

La mia esperienza: un lavoro particolare che aveva due switcher bloccati sulla stessa frequenza e quindi, su una PCB di seconda iterazione, lasciando erroneamente un componente che li "bloccava" non faceva alcuna differenza per il rumore della banda base; né ha influito sull'efficienza energetica.

Il lavoro era piuttosto analoggy con diversi amplificatori estensimetri ecc.

Per quanto riguarda EMC, come dice @The Photon, usano due frequenze perché le emissioni sono probabilmente inferiori, e questo è supportato dai produttori di numerosi chip SMPSU che modulano la frequenza di commutazione per evitarlo.