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TPS40210是一款电流模式升压控制器，其电路设计中包含多个关键回路。以下是各回路的详细说明及干扰分析：
1. 主要回路分类
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电压反馈回路
- 功能：通过分压电阻网络（FB引脚）监测输出电压，与内部基准电压比较，生成误差信号调节PWM占空比，确保输出电压稳定。
- 路径：输出端 → FB分压电阻 → 误差放大器 → PWM调制 → 驱动开关管。
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电流反馈回路
- 功能：检测开关管电流（ISENSE引脚），与内部斜坡信号比较，限制峰值电流，防止过流。
- 路径：电流检测电阻（RSENSE） → ISENSE引脚 → 比较器 → PWM逻辑。
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功率回路（主开关回路）
- 功能：传递能量的核心路径，包含开关管（MOSFET）、电感（L）、输出电容（COUT）及续流二极管（或同步整流管）。
- 路径：输入电源 → 开关管 → 电感 → 输出电容 → 负载 → 续流二极管 → 返回输入。
2. 各回路干扰特性对比
| 回路类型 | 干扰来源 | 干扰强度 | 优化措施 |
|---|---|---|---|
| 功率回路 | 高频开关电流（di/dt）和电压（dv/dt） | 最大 | 缩短走线，减小回路面积；使用低ESL电容；铺铜降低阻抗。 |
| 电流反馈回路 | 电流检测信号的高频噪声 | 中等 | 靠近RSENSE并联滤波电容；避免敏感信号与功率回路交叉。 |
| 电压反馈回路 | 分压网络受共模噪声或地弹影响 | 较小 | FB走线远离开关节点；分压电阻并联滤波电容。 |
3. 功率回路的干扰机制
- 高频电流路径：
开关管导通/关断时，电感电流在功率回路中快速变化（di/dt可达数A/μs），产生强磁场辐射。 - 电压尖峰：
寄生电感（如PCB走线、元件引脚）与开关管的快速开关（dv/dt）结合，导致电压振铃和EMI噪声。 - 典型案例：
- 若电感与开关管布局距离过远，回路面积增大，辐射干扰显著增加。
- 输出电容ESR/ESL过高，导致高频电流无法有效滤波。
4. 干扰抑制设计建议
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功率回路优化
- 布局：将开关管、电感、输出电容尽量靠近，形成最小回路面积（如采用“星形接地”）。
- 电容选择：使用低ESR陶瓷电容（如X7R/X5R）并联电解电容，覆盖宽频段滤波。
- 铺铜设计：功率路径采用宽铜箔走线，降低阻抗和热损耗。
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电流反馈回路保护
- 滤波电容：在RSENSE两端并联1~10nF电容，滤除高频噪声（如开关节点耦合的振铃）。
- 走线隔离：ISENSE信号线远离功率回路和开关节点，采用包地处理。
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电压反馈回路抗干扰
- 分压电阻滤波：在FB引脚对地并联1~10nF电容，抑制高频噪声。
- 单点接地：将分压电阻的接地端直接连接到控制器AGND引脚，避免地弹干扰。
5. 实测验证方法
- 辐射干扰测试：
使用近场探头扫描功率回路区域，对比优化前后的磁场强度（频段30MHz~1GHz）。 - 传导噪声测试：
通过LISN（线路阻抗稳定网络）测量输入端的传导EMI，重点关注开关频率及其谐波。 - 波形诊断：
用示波器观察开关节点（SW）波形，确保无过冲或振铃（下图左为优化后，右为未优化）：优化后：─────◡───── 未优化：─/\︎/\︎─（明显振铃）
总结
TPS40210的干扰主要来自功率回路，因其承载高频开关电流与电压突变。设计时应优先优化功率回路布局，辅以电流/电压反馈回路的滤波措施，可显著降低整体系统噪声。若干扰仍超标，需结合屏蔽、共模扼流圈等进阶手段综合治理。