Plusieurs convertisseurs abaisseur sur le même PCB, la fréquence de commutation devrait-elle être la même?

J'ai une question concernant les convertisseurs Buck DC-DC. Je dois fournir plusieurs tensions différentes sur ma carte et je suis très limité en puissance, c'est pourquoi je dois utiliser des convertisseurs à haut rendement. S'ils doivent être placés les uns à côté des autres, leur fréquence de commutation devrait-elle être la même? Pour autant que je sache, ce serait mieux en raison des problèmes EMI et SI, il est plus facile de se débarrasser d'une fréquence que de plusieurs d'entre eux et de leurs harmoniques, produits, etc.

D'un autre côté, si ce n'est pas essentiel, l'augmentation de la fréquence de commutation diminuera la taille des inductances.

Toute aide serait appréciée

Pour autant que je sache, ce serait mieux en raison des problèmes EMI et SI, il est plus facile de se débarrasser d'une fréquence que de plusieurs d'entre eux et de leurs harmoniques, produits, etc.

Ceci est une fausse prémisse. Les réglementations EMI limitent les émissions fréquence par fréquence. Si vous avez deux sources dans votre système à la même fréquence, leurs sorties peuvent s'ajouter, donnant des émissions plus élevées à cette fréquence. S'ils sont à des fréquences différentes, ils sont effectivement indépendants aux fins des émissions.

C'est une règle générale dans la conception EMI que la meilleure solution est de réduire vos sources d'émissions, plutôt que de générer des signaux, puis essayez de les bloquer. Donc, je dirais qu'à des fins EMI, il vaut mieux utiliser des fréquences différentes pour vos différents régulateurs de commutation.

Si vous utilisez plusieurs convertisseurs avec différentes fréquences de commutation, il sera très difficile de prévoir l'ondulation de la tension d'entrée et il sera donc difficile de concevoir le filtre d'entrée. Il y aura des moments où la commutation se produit simultanément et un moment où les événements de commutation seront répartis dans le temps.

Dans votre cas, je pense que la meilleure conception serait d'utiliser la même fréquence de commutation pour tous les convertisseurs et de les entrelacer. De cette façon, le filtre d'entrée pour tous les buck sera beaucoup plus petit que la somme des filtres individuels (s'ils ne sont pas entrelacés).

L'utilisation de fréquences indépendantes n'a probablement aucun aspect négatif massif.

Des fréquences identiques, si elles sont réellement identiques, peuvent conduire à ce que les transitoires de commutation d'un convertisseur entrent dans un autre à un moment critique du cycle de commutation et affectent quand et comment il commute. Aux niveaux probables impliqués dans l'alimentation croisée, je m'attends à ce que ce ne soit généralement pas un problème fatal - PEUT dégrader la précision de la sortie si le point de commutation est légèrement affecté par d'autres signaux.

Une telle entrée parasite n'aurait généralement d'effet que là où elle affectait la tension de décision de commutation lorsqu'elle était très proche du seuil de commutation car à d'autres points du cycle, les tensions seront suffisamment importantes pour que le bruit ne les affecte pas. Par exemple, si le point de commutation se produit lorsque la sortie divisée est envoyée à la broche Vref et = Vref = disons 0,8 V, alors si Vin est de 0,799 V, le bruit sur la ligne de détection qui est couplé à Vsense et qui se traduit par un changement de + 0,001 V peut faire ça change tôt. Mais si Vsense est à 0,700 Volts, vous auriez besoin de + 0,1 V de bruit pour déclencher la commutation

Le bruit à fréquence plus élevée sur Vout a un trajet assez libre sur Vsense car il y a généralement un plafond à travers le diviseur de référence de Vsense à Vout. Cela améliore considérablement le temps de réponse aux transitoires et la suppression peut conduire à un convertisseur qui tente fatalement de chasser sa propre queue. Demandez-moi comment je sais :-).

Si N convertisseurs ont une fréquence wr asynchrone, etc., des problèmes se produiront de manière pseudo aléatoire tout au long du cycle et, espérons-le, auront peu d'effet global.

Si vous exécutez vos dollars à différentes fréquences, vous devez faire attention aux fréquences de battement - les battements apparaissent sous forme de contenu harmonique sur le DC d'entrée, et s'ils ne sont pas filtrés, la compensation de boucle buck peut ne pas le gérer et lui permettre de passer à la sortie sans atténuation.

Un bon filtrage d'entrée est important (des condensateurs à haute fréquence en céramique et / ou à film correctement situés près de l'entrée de chaque convertisseur) ainsi que de bonnes pratiques de mise en page (en gardant les nœuds de commutation aussi serrés que possible, en gardant une séparation physique entre les mâles et en ne mélangeant pas la puissance / contrôler les routes entre eux, etc.).

Mon expérience: Un travail particulier qui avait deux commutateurs verrouillés à la même fréquence, puis, sur une PCB de 2e itération, laissant par erreur un composant qui les "verrouillait" ne faisait aucune différence pour le bruit de bande de base que ce soit; cela n'a pas non plus affecté l'efficacité énergétique.

Le travail était assez analogie avec plusieurs amplificateurs à jauge de contrainte, etc.

En ce qui concerne la compatibilité électromagnétique, comme le dit @The Photon, utilisez deux fréquences car les émissions sont probablement inférieures, et cela est pris en charge par les fabricants de plusieurs puces SMPSU qui modulent leur fréquence de commutation pour éviter cela.