การแกว่งของแรงดันเอาต์พุตของตัวแปลงเจ้าชู้ของฉันมาจากไหน?

ฉันกำลังสร้างตัวแปลงบั๊ก พารามิเตอร์หลักดังต่อไปนี้:

• อินพุต 24V
• เอาต์พุต 5V / 3A
• สามารถรักษากระแสไฟฟ้าแรงโหลดขนาดใหญ่ที่เกิดจากการสลับของ LED พลังงาน (~ 2A)

ฉันเลือกแปลงเจ้าชู้ซิงโครจาก TI ที่เหมาะกับความต้องการของฉันในแง่ของลักษณะไฟฟ้า, แพคเกจและค่าใช้จ่ายที่: TPS54302 ต้นแบบแรกถูกออกแบบโดยทำตามคำแนะนำในแผ่นข้อมูลและสูตร การกำหนดเส้นทางของ PCB นั้นทำเลียนแบบบอร์ดประเมินผลของตัวแปลง

นี่คือแผนงานและ CAD:

(บอร์ด 4 เลเยอร์, ​​เลเยอร์ 2 และ 3 ถูกซ่อนอยู่พวกเขาตามลำดับประกอบด้วยระนาบ GND และระนาบอุปทาน)

มีรอยเท้าตัวเก็บประจุเพิ่มเติมในการออกแบบนี้เพื่อให้สามารถทดสอบการกำหนดค่าองค์ประกอบที่แตกต่างกัน

เมื่อฉันทดสอบบอร์ดจริง ๆ แล้วฉันพอใจกับคุณสมบัติหลัก: ประสิทธิภาพกระแสไฟขาออกและแรงดันอินพุตและเอาต์พุตระลอก

อย่างไรก็ตามฉันต้องการทดสอบเสถียรภาพของแหล่งจ่ายไฟและนี่คือที่ฉันเริ่มสังเกตเห็นพฤติกรรมที่ไม่คาดคิด ฉันไม่มีเครื่องมือวิเคราะห์เครือข่ายหรือเครื่องกำเนิดสัญญาณใด ๆ ทำให้ฉันไม่สามารถวัดระยะขอบได้ แทนการวิจัยของ Google แนะนำให้ฉันวัดความแปรปรวนของแรงดันเอาท์พุทในขณะที่ใช้กระแสโหลดชั่วคราว (~ 1A ชั่วคราวด้วยเวลาเพิ่มขึ้น / ลดลง <1µs) โชคดีที่ฉันมี MOSFET ขับ LED พลังงานบนกระดานของฉัน ฉันเพิ่งต้องลัดวงจร LED เพื่อสร้างกระแสชั่วคราว

แผนผังด้านล่างแสดงการตั้งค่าการทดสอบของฉันที่ MCU_GPIO_1 สร้างสัญญาณ PWM และ MCU_GPIO_2 ตั้งค่าอย่างต่อเนื่องในระดับสูง

อย่างที่คุณเห็นมีความผันผวนอย่างมากต่อแรงดันเอาต์พุตเมื่อมีการปล่อยโหลดปัจจุบัน เพื่อที่จะเข้าใจที่มาของความผันผวนเหล่านี้ฉันได้ทำการทดสอบต่อไปนี้:

• เล่นกับค่าของตัวเก็บประจุไปข้างหน้า C10
• การเปลี่ยนการกำหนดค่าตัวเก็บประจุอินพุต (MLCC เพิ่มเติม)
• การเพิ่มเฟอร์ไรต์บีดในซีรีย์ด้วยอินพุต 24V (แทนที่ไดโอดป้องกัน D2)
• การเปลี่ยนการกำหนดค่าตัวเก็บประจุเอาท์พุท (MLCC หลายตัวหรือตัวเก็บประจุโพลิเมอร์ขนาดใหญ่ 1 ตัว)

จนถึงตอนนี้การทดสอบ "ตาบอด" เหล่านี้ทำให้ฉันไม่มีที่ไหนเลย ฉันกำลังมองหาผู้มุ่งหวังใหม่เพื่อทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นที่นี่ก่อนเริ่มต้นแบบที่สอง ดังนั้นนี่คือคำถามของฉัน:

1. ฉันจะมีการแกว่งเฉพาะในรีลีสปัจจุบันเท่านั้นและไม่ได้อยู่บนการจับคู่ปัจจุบัน?
2. สิ่งที่อาจเป็นองค์ประกอบที่ขาดที่นี่: เส้นทาง? ตัวกรองอินพุต? อื่น ๆ ?

ขอบคุณสำหรับความช่วยเหลือของคุณ :)

PS: นี่เป็นคำถามแรกของฉันใน StackExchange คำแนะนำในการปรับปรุงรูปแบบคำถามของฉันยินดีต้อนรับ :)

แก้ไข: Andy Aka ให้คำตอบในความคิดเห็น: มันเป็นปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการลงดินที่ไม่ดีของโพรบ ภาพนี้สรุป:

แหล่งที่มาของภาพ

คุณจะไม่จับฉันทำผิดพลาดอีกครั้ง!

ทำซ้ำการวัดของคุณ แต่คราวนี้เชื่อมต่อปลายหัววัดของคุณไปยังจุดเดียวกับคลิปโลกของคุณ คุณเห็นอะไร?

หากโพรบของคุณรับสัญญาณโดยตรงเนื่องจากการเหนี่ยวนำแบบลูปมันจะเกิดขึ้นจากนั้นคุณจะเห็นได้เมื่อปลายโพรบนั้นเชื่อมต่อโดยตรงกับที่ที่วางสายดินของคุณ

ขอบคุณสำหรับคำแนะนำของแอนดี้ ฉันพันลวดเล็กน้อยรอบ ๆ พื้นของโพรบ จากนั้นฉันก็ทำแบบทดสอบเดียวกัน ความผันผวนที่หายไป! ฉันรู้สึกงี่เง่าตอนนี้ที่จะไม่ทำสิ่งนี้ก่อนหน้านี้ ... อย่างไรก็ตาม SMPS ของฉันทำงานอย่างถูกต้องเป็นอย่างน้อย