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采用MP2303把24V降至5.3V出现400kHz的尖峰噪声,峰峰值2V

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发表于 2016-10-12 23:55:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
20莫元
看到论坛里面几位高手推荐使用MP2303这个DCDC的芯片,前两天做了一个小板子试一下。结果把电源焊上去以后噪声非常大,通过观察基本上是一个400kHz的尖峰噪声。在芯片的输出脚量也是这个频率。是不是后面的滤波没做好。下面是原理图和PCB的布局图。请大侠帮忙找一下问题。




电感换过4.7uH、10uH、22uH、470uH的,效果都不理想。

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发表于 2016-10-13 00:23:01 | 显示全部楼层
PCB上的开关电源处的GND布线是个硬伤,竟然一个过孔都没有。
发表于 2016-10-13 08:21:58 | 显示全部楼层
除了布线,你的电解必须是高频电解哦,普通电解不行的,这种DC-DC最好还是再有一个推荐容量的陶瓷电容就近安放比较合理。
楼主的PCB画板,还需要多多磨练,慢慢来吧,电源的画板和ADC一样,都是属于对走线布局要求很高的模拟电路。你的PCB图,如果是我画的,师父见了,马上一个毛栗子就过来了.............................重画,铺铜去掉,手工铺
发表于 2016-10-13 08:58:56 | 显示全部楼层
如果改电感不行,试着调整一下C6和R5的值吧。
 楼主| 发表于 2016-10-13 09:00:32 | 显示全部楼层
cpholr1 发表于 2016-10-13 00:23
PCB上的开关电源处的GND布线是个硬伤,竟然一个过孔都没有。

额。也不至于噪声会这么多吧。。。
发表于 2016-10-13 09:10:10 | 显示全部楼层
ilikemcu 发表于 2016-10-13 08:21
除了布线,你的电解必须是高频电解哦,普通电解不行的,这种DC-DC最好还是再有一个推荐容量的陶瓷电容就近 ...

我认为就不应该铺地,铺地间距还这么小,楼上说还没打过孔
 楼主| 发表于 2016-10-13 09:18:08 | 显示全部楼层
ilikemcu 发表于 2016-10-13 08:21
除了布线,你的电解必须是高频电解哦,普通电解不行的,这种DC-DC最好还是再有一个推荐容量的陶瓷电容就近 ...

我尝试过将输入端的电容去掉,把输出端的电解电容换成10uF的陶瓷电容。基本上效果没有变化。
不是电子专业出身,电路设计的只是都是从网上零零碎碎学的,关于布线的一些技巧和原则也把握的不准。
顺道想找个师傅拜师。
 楼主| 发表于 2016-10-13 09:19:27 | 显示全部楼层
hcambridge 发表于 2016-10-13 08:58
如果改电感不行,试着调整一下C6和R5的值吧。

C6  R5 也都换过。基本上不起作用。最后选用的是DataSheet上面推荐的阻容值。
 楼主| 发表于 2016-10-13 09:20:31 | 显示全部楼层
myxiaonia 发表于 2016-10-13 09:10
我认为就不应该铺地,铺地间距还这么小,楼上说还没打过孔

额,看来确实是我的PCB设计能力太不行了。
发表于 2016-10-13 09:21:58 来自手机 | 显示全部楼层
输入必须加几个小电容,0.1uf,0.01uf就可以了~我之前碰过一样的问题,就是输入没加小电容滤高频,导致输出毛刺峰峰值达到2V多,加了立马就几十mV
 楼主| 发表于 2016-10-13 09:23:16 | 显示全部楼层
myxiaonia 发表于 2016-10-13 09:10
我认为就不应该铺地,铺地间距还这么小,楼上说还没打过孔

有可能是普通间距的问题,间距设置的是7mil。
发表于 2016-10-13 09:29:14 | 显示全部楼层
也许是测量问题,比如:示波器地线太长。
也许输出线在磁环上绕几圈做成共模滤波会好些。
发表于 2016-10-13 09:34:20 | 显示全部楼层
不是不应该铺地,也不是不能铺地,而是铺地不能太随便,铺地的目的是为了减小整个地平面各处的电阻,所以2楼讲的铺地铜箔没有打过孔是正确的。这样无论是自己PCB上器件的电流产生的电势差,还是外来干扰脉冲,一旦进入到某个点的地平面,如果地平面铺设得好,阻抗小,就可以迅速扩散这个电势差或者干扰,不会在地平面的铜箔上形成大的压降,这样即使很大的脉冲干扰,也不会影响整个PCB上器件工作的电势差有大的变化,工作就会很稳定,不管是外忧还是内患,都影响不了电路板了。
发表于 2016-10-13 10:03:58 | 显示全部楼层
楼主按住ctrl,再点一下GND,就明白了一切。你的开关电源GND的回路也太长了吧。
发表于 2016-10-13 10:05:46 | 显示全部楼层
xiaoergao 发表于 2016-10-13 09:00
额。也不至于噪声会这么多吧。。。

这个就是最根本的原因,你换啥都没用。
发表于 2016-10-13 11:08:47 | 显示全部楼层
地线走的不太好,可以看看手册上的布线参考。

刚好我也画了一块,测试纹波感觉跟7805不相上下。



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发表于 2016-10-13 11:10:58 | 显示全部楼层
电容全部使用的瓷片电容,包括两个22uF电容E20、E22。
发表于 2016-10-13 11:53:58 | 显示全部楼层
ilikemcu 发表于 2016-10-13 09:34
不是不应该铺地,也不是不能铺地,而是铺地不能太随便,铺地的目的是为了减小整个地平面各处的电阻,所以2 ...

铺地后,其实也增加了分布电容的影响,尤其是高频低阻抗信号旁边,这种地方就不该铺地

当然反馈线旁边铺地是有用的,某种程度上说可以起到屏蔽作用,至于效果有多大就不怎么明朗了
发表于 2016-10-13 12:50:10 来自手机 | 显示全部楼层
分布电容带来的影响,对于一些高频电路会有问题,对于电源和大部分的低频电路没有问题的,毕竟这个分布电容是对地的分布电容,很多地方还要对地接电容开抵御干扰。
发表于 2016-10-13 13:04:52 | 显示全部楼层
峰峰值2V        IC背面那个GND  焊盘做了没
 楼主| 发表于 2016-10-13 13:05:59 | 显示全部楼层
lcw_swust 发表于 2016-10-13 09:29
也许是测量问题,比如:示波器地线太长。
也许输出线在磁环上绕几圈做成共模滤波会好些。 ...

测量方式应该没有什么问题,测其他的板子问题都不大。噪声在30mv左右。
 楼主| 发表于 2016-10-13 13:10:25 | 显示全部楼层
ilikemcu 发表于 2016-10-13 09:34
不是不应该铺地,也不是不能铺地,而是铺地不能太随便,铺地的目的是为了减小整个地平面各处的电阻,所以2 ...

向您请教一下,关于铺地。尤其是电源周边铺地,需要特殊注意的一些事项是什么?

例如:
   是不是有电流流过的元器件要适当的多加过孔以及增大线宽?
   铺铜和元器件的距离是不是不能太小,一般选多大比较合适?
   功率电感下面是不是不应该铺铜?
发表于 2016-10-13 13:14:54 | 显示全部楼层
用过MP2403 2303 真不好伺候,后换5430了
 楼主| 发表于 2016-10-13 13:58:28 | 显示全部楼层
a312835782 发表于 2016-10-13 13:04
峰峰值2V        IC背面那个GND  焊盘做了没

没有做诶,主要是只用几块板子要手工焊接。刚才试了一下,把里面的地线阻焊层刮掉一些,加点锡上去保证可以碰到焊盘。效果还是一样的。
发表于 2016-10-13 14:52:59 | 显示全部楼层
xiaoergao 发表于 2016-10-13 13:58
没有做诶,主要是只用几块板子要手工焊接。刚才试了一下,把里面的地线阻焊层刮掉一些,加点锡上去保证可 ...

MP2303    我用了1K多      随便画的板子,   用的好好的
 楼主| 发表于 2016-10-13 15:09:59 | 显示全部楼层
a312835782 发表于 2016-10-13 14:52
MP2303    我用了1K多      随便画的板子,   用的好好的

听你这么说,我更蓝瘦了。
一直有个400kHz的尖峰噪声不知道原因是什么。PCB布局虽然不妥,但是我向应该不至于会造成这么一个固定的噪声吧。而且非常顽固,换了不同的阻容值都是这个样子。
发表于 2016-10-13 15:17:13 | 显示全部楼层
xiaoergao 发表于 2016-10-13 15:09
听你这么说,我更蓝瘦了。
一直有个400kHz的尖峰噪声不知道原因是什么。PCB布局虽然不妥,但是我向应该不 ...


我的图  参考一下

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发表于 2016-10-16 23:28:24 来自手机 | 显示全部楼层
负载是不是过低了,进入保护状态了
发表于 2016-10-17 00:48:24 来自手机 | 显示全部楼层
ilikemcu 发表于 2016-10-13 09:34
不是不应该铺地,也不是不能铺地,而是铺地不能太随便,铺地的目的是为了减小整个地平面各处的电阻,所以2 ...

PCB我也新手,请教一下。类似的电路如果双层板我基本都是按电流流向手工覆铜;四层板是手工覆铜然后在所有地旁边就近打通孔到地层,手工覆铜是在信号层,这样做会不会好一点?
发表于 2016-10-17 00:52:53 来自手机 | 显示全部楼层
我觉得业余的话不要玩DC-DC 这东西杀伤力太大 经验不足老老实实用线性稳压
发表于 2016-10-18 16:47:36 | 显示全部楼层
电流充放电的方向不一致,电容选型也有点问题
 楼主| 发表于 2016-10-18 18:41:12 | 显示全部楼层
w534172 发表于 2016-10-18 16:47
电流充放电的方向不一致,电容选型也有点问题

请问,您指的充放电方向是?
发表于 2016-10-18 19:07:17 | 显示全部楼层
这个板除非工作电流只有几十mA,不然肯定得重新布线才能用
发表于 2016-10-18 19:21:10 | 显示全部楼层
IN4007去掉就行了
 楼主| 发表于 2016-10-20 10:03:59 | 显示全部楼层
wanggoals 发表于 2016-10-18 19:07
这个板除非工作电流只有几十mA,不然肯定得重新布线才能用

请问为什么不能用很大的电流呢?请指明一下,让我学习学习。
发表于 2016-10-20 10:12:42 | 显示全部楼层
xiaoergao 发表于 2016-10-13 15:09
听你这么说,我更蓝瘦了。
一直有个400kHz的尖峰噪声不知道原因是什么。PCB布局虽然不妥,但是我向应该不 ...

开关频率多少K?是不是就是400K?
在R2 反馈电阻上并联1个15pF左右的电容试下,布局再差,2V的纹波是不可能的,可能是环路的问题。
发表于 2016-10-20 10:44:20 | 显示全部楼层
这板子要是我徒弟画的我直接就让他回去重画了。

这个芯片用的很广,所以出了问题肯定是你的问题。

MPS的手册做的不错的。它推荐的线路板怎么画你就怎么画,保证没问题。

发表于 2016-10-21 09:26:54 | 显示全部楼层
这布线我也是醉了  按3环2地布线啊
发表于 2016-10-21 09:35:25 | 显示全部楼层

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发表于 2016-10-21 10:02:11 | 显示全部楼层
MP1593 参考一下





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发表于 2016-10-21 10:04:32 | 显示全部楼层

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发表于 2016-10-21 10:35:03 | 显示全部楼层
我觉得要先测下SW处的方波是否正常;
你这噪声很接近开关频率,很可能是这电路或地的问题,感觉你这地的回流不是很好,当然也不排除是24V+这边引入的;
噪声峰值这么大,是不是示波器探头的测试环路较大。
发表于 2016-10-21 11:31:32 | 显示全部楼层
开关频率400K???PCBlayout注意2个回路,输入输出回路面积最小。FB采样在电容之后,靠近负载。10uF~22uF预留。
发表于 2016-10-21 11:35:10 | 显示全部楼层
ilikemcu 发表于 2016-10-13 08:21
除了布线,你的电解必须是高频电解哦,普通电解不行的,这种DC-DC最好还是再有一个推荐容量的陶瓷电容就近 ...

有师傅的人真好
发表于 2016-10-21 11:40:33 | 显示全部楼层

只要你对工作够努力,够认真,对人够真诚,你的师父自然会出现,即使他不会成为你正儿八经的师父,他也一定会乐意指导你的。
我95年认识我师父的,直到04年,他才有机会带我,而且那个工作机会和带我的机会,都是他给我创造的。
生命中的贵人,不是上天恩赐,都是自己培植。
发表于 2016-10-21 11:53:16 | 显示全部楼层
jiamingz 发表于 2016-10-21 11:31
开关频率400K???PCBlayout注意2个回路,输入输出回路面积最小。FB采样在电容之后,靠近负载。10uF~22uF预留 ...



这个样子吗?

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 楼主| 发表于 2016-10-21 12:44:32 | 显示全部楼层
jiamingz 发表于 2016-10-21 11:31
开关频率400K???PCBlayout注意2个回路,输入输出回路面积最小。FB采样在电容之后,靠近负载。10uF~22uF预留 ...

您说的2个回路是不是芯片的SW输出电流和芯片的GND的流回?
 楼主| 发表于 2016-10-21 12:49:25 | 显示全部楼层


借你的图:
电流方向应该是这样吧?
同问楼上所说的2个回路是指的1和5吧?

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 楼主| 发表于 2016-10-21 12:52:24 | 显示全部楼层
ilikemcu 发表于 2016-10-21 11:40
只要你对工作够努力,够认真,对人够真诚,你的师父自然会出现,即使他不会成为你正儿八经的师父,他也一 ...

经常看到您在论坛里给坛友一些详细的解答,可能某个机缘下您也会成为某位坛友的贵人!
不知道回事谁
 楼主| 发表于 2016-10-21 12:54:44 | 显示全部楼层
771494781 发表于 2016-10-21 10:35
我觉得要先测下SW处的方波是否正常;
你这噪声很接近开关频率,很可能是这电路或地的问题,感觉你这地的回 ...

24V+是用的稳压电源,应该是没问题的。方波量的当是没拍照  是这个样子  不知是否正常。

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发表于 2016-10-21 15:04:36 | 显示全部楼层
ilikemcu 发表于 2016-10-21 11:40
只要你对工作够努力,够认真,对人够真诚,你的师父自然会出现,即使他不会成为你正儿八经的师父,他也一 ...

我刚毕业找的工作也有,但是我跳槽了
发表于 2016-11-21 16:30:16 | 显示全部楼层
xiaoergao 发表于 2016-10-18 18:41
请问,您指的充放电方向是?

你看,这个电感的充放电电流都是逆时针方向的,而且线路很短,用的也是陶瓷电容,有很好的高频特性。这是减小DCDC噪声的两个主要方法。

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发表于 2016-11-21 16:46:45 | 显示全部楼层
1,你的很多元件的GND没有用过孔直接到地平面,这样会导致电流走线太长,干扰就变大了
2,电感充放电电流方向不一样,会产生很大的干扰
3,关健线路走线太长
4,DCDC的电容建议选择陶瓷电容或钽电容,大小电容一起用,比如一个47uF X5R的外加一个100nF X7R 0603封装的,铝电容的高频特性是很差的

蓝色圆圈处都要加过孔。当然你不能直接在旧的这图上加,你这电路问题挺多的,得重画

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 楼主| 发表于 2016-11-23 09:06:05 | 显示全部楼层
w534172 发表于 2016-11-21 16:46
1,你的很多元件的GND没有用过孔直接到地平面,这样会导致电流走线太长,干扰就变大了
2,电感充放电电流方向 ...

感谢您的建议,电路重新画了。换了个芯片用了XL1509,测出来的噪声大概30mV左右。我整理一下资料,到时候贴到论坛。MP2303我综合一下坛友们的建议重新做一版看看效果,一定要把这个芯片搞起来。
发表于 2016-11-23 09:47:31 | 显示全部楼层
用这货做了100套雷达,全费了。。。。再也不相信这种货色了。,
发表于 2016-11-23 10:03:23 | 显示全部楼层
xiaoergao 发表于 2016-11-23 09:06
感谢您的建议,电路重新画了。换了个芯片用了XL1509,测出来的噪声大概30mV左右。我整理一下资料,到时候 ...

建议你重新画板的时候在电源的输入和输出分别增加一个4.7~22uF左右的贴片瓷片电容。你的输入电压比较高,输入的耐压得足够。
发表于 2016-11-23 10:23:18 | 显示全部楼层
>用这货做了100套雷达,全费了。。。。再也不相信这种货色了。

Which SMPS IC are you using eventually?
 楼主| 发表于 2016-11-23 13:52:35 | 显示全部楼层
飞思卡驴 发表于 2016-11-23 09:47
用这货做了100套雷达,全费了。。。。再也不相信这种货色了。,

您是指XL1509 还是MP2303?
发表于 2016-11-23 14:01:02 | 显示全部楼层
ilikemcu 发表于 2016-10-13 08:21
除了布线,你的电解必须是高频电解哦,普通电解不行的,这种DC-DC最好还是再有一个推荐容量的陶瓷电容就近 ...

毛栗子是什么?
发表于 2016-11-24 09:20:00 | 显示全部楼层
funnynypd 发表于 2016-11-23 10:23
>用这货做了100套雷达,全费了。。。。再也不相信这种货色了。

Which SMPS IC are you using eventually? ...

MP2303。。。。。。。。。。。Great noise!!!
发表于 2016-11-24 09:21:23 | 显示全部楼层
xiaoergao 发表于 2016-11-23 13:52
您是指XL1509 还是MP2303?

MP2303。。。噪声很大。。还有电感选择很重要
发表于 2016-11-24 09:27:38 | 显示全部楼层
>毛栗子是什么?
Finger tips knocking on someone's head.
发表于 2016-11-24 09:34:14 | 显示全部楼层
>MP2303 噪声很大。。还有电感选择很重要

If MP2303 has large noise, which SMPS IC are you using eventually?
Inductor can help reduce ripples, but for some SMPS IC, especially running at high frequency, such as 1MHz to 2MHz, the ground loop between input Cap, diode and output cap are critical.
发表于 2016-11-24 09:37:40 | 显示全部楼层
For SMPS, try stay away from low-frequency IC, (such as anything <500K, e.g. 150KHz), The IC chip may be relatively low cost, but it requires large size components, especially inductor and capacitors.
发表于 2016-11-24 12:23:37 来自手机 | 显示全部楼层
飞思卡驴 发表于 2016-11-24 09:21
MP2303。。。噪声很大。。还有电感选择很重要

我做的才二三十毫伏的纹波而已,这还不够好吗?得多低的纹波才够啊?
发表于 2016-11-24 12:26:57 | 显示全部楼层
将C1改成0.1UF试试,我也遇到这问题,后来改了好点
发表于 2016-11-24 12:40:53 来自手机 | 显示全部楼层
在C4那里并上一个104,保证好
发表于 2016-11-24 14:47:37 | 显示全部楼层
redroof 发表于 2016-11-24 12:23
我做的才二三十毫伏的纹波而已,这还不够好吗?得多低的纹波才够啊?

反正我做时都有800mV了。。。最后用了7805
发表于 2016-11-24 14:47:38 | 显示全部楼层
毛栗子 杭州这边叫做兜栗子,大家提了这么多中肯的建议,期待楼主学习后重新布线后MP2303的效果
发表于 2016-11-24 15:17:38 | 显示全部楼层
飞思卡驴 发表于 2016-11-24 14:47
反正我做时都有800mV了。。。最后用了7805

那是你没做好啊,不能说人家芯片不好
我测的是12V->5V,纯电阻负载,0-0.5A的纹波大约20mVpp,0.5-1A纹波大约30mVpp
你说说你的7805有多少纹波?我估计也不过这个水平
发表于 2017-3-27 09:46:30 | 显示全部楼层
本帖最后由 redroof 于 2017-3-27 10:47 编辑
飞思卡驴 发表于 2016-11-24 14:47
反正我做时都有800mV了。。。最后用了7805


我发一个我实际使用的例子吧:
Bottom面

Top面

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发表于 2017-11-19 20:17:45 | 显示全部楼层
redroof 发表于 2017-3-27 09:46
我发一个我实际使用的例子吧:
Bottom面

来学习  
发表于 2017-11-19 21:07:43 来自手机 | 显示全部楼层
都是按照数据手册推荐来的路过……
发表于 2017-11-19 21:13:30 | 显示全部楼层
敷铜不好还不如不搞
发表于 2017-11-28 21:45:16 | 显示全部楼层
redroof 发表于 2016-11-24 15:17
那是你没做好啊,不能说人家芯片不好
我测的是12V->5V,纯电阻负载,0-0.5A的纹波大约20mVpp ...

1A得加散热器吧,要不顶不住吧。。。


发表于 2017-11-28 22:27:20 | 显示全部楼层
kinsno 发表于 2017-11-28 21:45
1A得加散热器吧,要不顶不住吧。。。

我的板子实测输出1.5A之内都可以正常工作(1A其实芯片上就很烫了,但并不影响),接近2A才开始过热保护。
这种芯片根本就没设计让你加散热器啊,能做的就是用PCB上的铜箔散热~
发表于 2017-11-28 22:40:16 | 显示全部楼层
redroof 发表于 2017-11-28 22:27
我的板子实测输出1.5A之内都可以正常工作(1A其实芯片上就很烫了,但并不影响),接近2A才开始过热保护。 ...

是的,我在找代替2596的东西,最后看了看这家伙不是很合适,电压范围略小。还是MP2565更合适一些。。。
谢谢兄台。


发表于 2017-11-29 17:25:48 | 显示全部楼层
电感要放同一面,为然LX脚打孔过去,干扰太大了。
发表于 2017-12-3 22:04:32 | 显示全部楼层
redroof 发表于 2017-11-28 22:27
我的板子实测输出1.5A之内都可以正常工作(1A其实芯片上就很烫了,但并不影响),接近2A才开始过热保护。 ...

嗯  是的   之前做了一批MP1584,用稳压电源 直流24V输入,输出5V,在空载的时候会输出9V左右,但是接上200mA的负载,输出电压立马变为5V,输出。纹波也稳定在55mV,请问下这个情况一般是哪里出问题?
发表于 2017-12-4 16:57:33 | 显示全部楼层
看来输入端的104电容不能省啊
发表于 2017-12-4 22:35:25 | 显示全部楼层
>输入必须加几个小电容,0.1uf,0.01uf就可以了~我之前碰过一样的问题,就是输入没加小电容滤高频,导致输出毛刺峰峰值达到2V多,加了立马就几十mV

Why add 0.01~0.1uF to the input rather than the output?
发表于 2017-12-11 17:50:30 | 显示全部楼层
把什么1p,10p,100p,1000p,10000p,100000p,1000000p的高Q电容都放上去一个,电感要用Q表仔细筛选,Q值高了不好,低了也不好,要合适,电感要用胶粘好,为了散热好可以在胶里面多搞一些天然大颗粒金刚石碾碎帮助散热。PCB尽量按照别人的文件做,做不好说明抄的不够好。芯片也应该考虑散热,散热应该尽可能采用大粒的天然金刚石加工成型。一开始字符最好就不要加了,加了会影响高频的特性。最好谨慎铺地,很多时候铺地会恶化效果。板子上如果非要做标志,可以使用天然蓝宝石研磨成粉状再制成颜料使用。为了保证pcb的性能稳定,建议采用纯金的,不要用铜箔的,太没有身份。焊接应该采用含银量比较高的低温焊料,并且在焊接完后仔细清洗之,要完全吹干,确保没有残留物才可以。在通电以前应该先进行几轮温度冲击,每分钟一度就可以了,然后做离心,.04的随机振动,和60G的硬冲击以检验装配的可靠性。然后才能通电测试,如果指标不够,说明真主或者大神没有眷顾你,应该先去做礼拜再进行实验,最好把所有的神仙都拜一拜再说
发表于 2018-10-28 16:52:40 | 显示全部楼层
顶下,学习DC电源。
发表于 2018-10-28 19:12:35 | 显示全部楼层
先检查测量环路,再增加电感,加大容量MLCC
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