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[参考译文] LM3488:生成+/-80V 的 PSpice 结果讨论

Guru**** 2382630 points
Other Parts Discussed in Thread: LM3488, TIDA-010057, LM5155
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1379092/lm3488-pspice-result-discussion-to-generate--80v

器件型号:LM3488
Thread 中讨论的其他器件: TIDA-010057LM5155

工具与软件:

您好!

我们正在设计自己的医疗产品、其中需要+/-80V;在超声波应用中、我们在 LM3488找到了该产品。

根据应用电路、我们在 TINA 中准备了 PSPICE、以下是结果、

标题:  需要澄清 LM3488仿真结果和负载行为

简介:  我最近在 一个项目中使用 LM3488在 TINA 上进行了一次仿真、遇到了一些意想不到的结果。 对于这些结果的解读和可能的故障排除步骤、我希望在论坛上寻求 TI 专家的指导。

仿真概述:  仿真的目的是评估 LM3488在特定配置下的性能。 25mA 的预期输出范围为-80V 至+80V。  LM3488的基准仿真电路如所示 TIDA-010057 文档。

结果:  下面分享了两个观察到的结果:

  1. 之间的空载

输出图分析:

  1. 绿线: 表示 Vp=+80VV_p =+80Vp=+80V ​
  2. 红线: 表示 Vn =−80VV_n =-80VVn​=−80V
  3. 棕色线:  代表 MOSFET 开关

结果:

我们得到了下面附加了图像(1)的-80V 至+80V 所需结果。

  1. 负载而变化 绘制25mA

输出图分析:

  1. 绿线: 表示 Vp=+80VV_p =+80Vp=+80V ​
  2. 红线: 表示 Vn =−80VV_n =-80VVn​=−80V
  3. 棕色线:  代表 MOSFET 开关

结果:

增加负载时、我们没有得到预期的结果、但我们观察到负电压达到80V 及以上、而正电压从不达到80V 并出现波动。 附图(2)供您参考。

 

问题:

  1. 随负载变化的压降:
    1. 我们为什么要观察正电压轨上的电压波动?
  2. 电路稳定性:
    1. 考虑到预期输出范围和观察到的性能、可以采取哪些措施来增强输出电压的稳定性和可靠性?
  3. 组件选择:
    1. 是否有特定元件(尤其是 MOSFET)可能导致观察到的差异? 如果是、您会推荐采用哪些 TI 库的替代方案?
  4. 仿真精度:
    1. 与实际测试相比、这些仿真结果的准确性有多高? 要使仿真与实际实现紧密一致、应考虑哪些因素?
  5. 进一步优化:
    1. 可以对电路进行哪些额外的步骤或修改、以确保其在变化的负载条件下保持所需的输出范围?

结论:  如果 TI/论坛成员在使用 LM3488或类似仿真方面有任何见解或建议、我们将不胜感激。 我特别想了解出现压降的根本原因以及如何有效降低压降。

提前感谢您的帮助。

请查看随附的仿真文件。

此致、

Alpesh

e2e.ti.com/.../lm3488_5F00_full_5F00_Working-_2800_1_2900_.zip

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    尊敬的 Alpesh:

    感谢您使用 e2e 论坛并附带仿真文件。
    通过查看原理图、我看到您在初级侧和次级侧使用了不同的电感。 这对于 SEPIC 设计不起作用。
    在 SEPIC 拓扑中、初级侧和次级侧电感器需要具有相同的绕组比才能正常工作。

    当从5V 升压到80V 时、调整绕组比以实现较低的占空比是合理的、但需要使用反激式拓扑。
    LM3488也可以用作反激式控制器、因此我强烈建议更改拓扑。

    关于您的问题:
    1./2. 我假设这是使用具有不同绕组比的 SEPIC 拓扑所产生的结果。 这也会导致电路不稳定
    3.电感应是造成这种行为的根本原因。 FET 应该不是问题所在。
    4.仿真模型是物理器件的简化版本。 UVLO、过流保护和 PWM 控制信号生成等特性都按照实际器件的行为进行仿真、但没有与器件差异、温度或噪声相关的行为仿真。
    5.建议使用功率级设计工具查找合适的变压器组件、计算额定电流和占空比、 仔细检查补偿网络。 该工具可在此处找到:
    https://www.ti.com/tool/POWERSTAGE-DESIGNER

    此致、
    Niklas

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    您好、Niklas、

    感谢您的详细信息、

    关于您的建议:

    1. /2. 我假设这是使用具有不同绕组比的 SEPIC 拓扑所产生的结果。 这也会导致电路不稳定

    答案:)  初级侧和感应侧电感值取自 TIDA-010057文档。 供参考: https://www.ti.com/lit/an/sloa284a/sloa284a.pdf?ts = 1719809832300&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    1. 电感器应该是导致该行为的根本原因。 FET 应该不是问题所在。

    答案:)  按照您的建议、该值应该是多少。 我们尝试了使用2个共享同一个磁芯且具有相同值的电感器进行激励、以实现正滤波器和负滤波器、即替换1mH。

    1. 仿真模型是物理器件的简化版本。 UVLO、过流保护和 PWM 控制信号生成等特性都按照实际器件的行为进行仿真、但没有与器件差异、温度或噪声相关的行为仿真。

    答案:)好的、我们得到了。 但在 TINA 仿真中、我们观察到在25mA 输出电流下以12V 输入电压运行的情况、我们得到了+73.5V 和 -72.1V、这非常接近于 TI 文档结果。 结果图附在后供您参考。

    1. 我建议使用 Power Stage Designer 工具查找合适的变压器元件、计算电流额定值和占空比、并仔细检查补偿网络。

    答案:)该软件将为单输出提供值、但我们需要双电源、即+ve 和_ve。 为了获得所需结果、我们应该牢记哪些方面。  我们还通过更改输入电压并设置输出电压进行了仿真、结果如下。

    问题:在任何仿真模型或实际电路中、生成+/-80V@25mA 的输入电压是否有任何限制? 当我们从8VIN 获得输出到12Vin 而如果输出低于8V、那么这是获得+/-80V@25mA 所需的任何最小输入电压/电流吗?

    我们观察到、在 Vin 电压低于8V 时、我们得到的输出结果失真且负电压超过-90V (不知道原因)、但在12V 时我们得到了所需的结果。

    12Vin 和6Vin 的组合结果其余所有电路保持不变。

    问题:-如果我们使用相同的原理图(包括 TIDA-010057中的 BOM 和布局)从5.5V 直流电生成+/-80V@25mA、我们是否能够在实际电路板中获得结果?

    问:您能指导我们如何从5.5VIN 生成+/-80V@25mA 吗?

    此致、

    Alpesh

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    尊敬的 Alpesh:

    感谢您发送编修。
    我不知道这基于 TIDA 设计、

    这是一个构建电路板并经过测试、因此我不会假设电感器选择是设计错误。 TIDA 报告中的波形也确认了该设计的运行稳定。
    在要求对该 TIDA 设计进行一些内部反馈后、电感器是不耦合的、因此这种方法确实可行。

    由于这是一个经过验证的设计、错误必须来自仿真、并且我关于质疑拓扑的注释是错误的。
    我很抱歉造成这方面的混淆。

    据我所知、我们还有可用于 LM3488的 PSpice 仿真模型。
    对于交叉检查、我将在 PSpice 中设置相同的原理图、并检查设计是否效果更好或显示相同的行为。
    这里将展示 LM3488 TINA 模型本身是否存在问题。

    我会在1-2天内向您通报我的调查结果。
    此致、
    Niklas

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    您好、Niklas、

    仿真结果是否有任何更新?

    此致、

    Alpesh

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    尊敬的 Alpesh:

    非常感谢您的耐心。
    我在 TINA 和 PSpice 中都运行了仿真、还检查了过去的类似请求、但所有这些请求都没有成功。

    两年多以前、我们已针对 PSpice 模型提出了相同的申请。 这里发现 Vout 未达到目标的类似问题、但不清楚此客户最终是否成功
    https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1089164/lm3488-problem-for-pspice-for-ti-simulation-based-on-tida-010057

    这个问题仍然不能说是 LM3488型号本身带来的、是通过外部电路解决的。
    我可以查看 LM3488模型、检查是否有器件可能与物理行为不同、从而导致仿真不一致、但这个过程需要几周时间。

    TI 车间内不可订购 TIDA 板、但如果需要在物理板上验证该 SEPIC 设计、您可以联系当地的 TI 销售或现场应用代表、以便我们可以初始化此 TIDA-010057板的样片交付。

    对于此仿真模型到目前为止造成的不便、我深感抱歉。

    此致、
    Niklas

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    您好、Niklas、

    非常感谢您为支持我们所做的努力。

    我正在尝试搜索印度古吉拉特的 TI FAE、如果有、请分享、以便我可以让他获取用于开发的 TIDA-010057样片。

    此致、

    Alpesh

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    尊敬的 Alpesh:

    感谢您的反馈。
    很遗憾、我不知道我们在印度的办事处的联系信息、但您可以随时联系 TI 支持中心并从该中心转发信息。
    https://www.ti.com/info/contact-us.html

    谢谢、此致、
    Niklas

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    您好、Niklas、

    非常感谢你的支持。

    此致、

    Alpesh

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    您好、Niklas、

    我已经从印度联系了 TI FAE、发送了电子邮件并可以打电话给他们。

    TI FAE 表示、他不支持此项。如果您要确定、则需要制作自己的电路板(如果 TI store 无货)。

    是这样吗?

    如何确定要在参考设计中使用的电路所需的结果、因为仿真结果与 TINA 不同?

    有没有办法、因为我不用花时间和金钱来设计电路。如果我从 TI 得到、那么最好测试和确认结果、然后我将使用所需的硬件制作自己的原型板设计。

    我希望您能理解并提供更好的方法。

    此致、

    Alpesh。

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    尊敬的 Alpesh:

    我可以完全理解,这使你处于一个困难的情况下。

    到目前为止、我还不知道 TINA 仿真模型的结果有多有用。 因此、我会避免将此仿真结果作为参考。
    如果 TIDA 板无法采样、则没有使用 LM3488验证此设计的廉价/快速方法。

    另一种解决方案是针对此应用更改到不同的器件。
     与 LM3488相比、LM5155是一款更现代的器件、具有改进的功能和 更优的价格。 我们有很多有关此器件的文档资源、包括较新的仿真模型、快速入门计算器以及可从 TI 商店订购的几款 EVM 板。

    我建议使用 LM5155控制器验证此设计。
    有关更多详细信息、请参阅产品页面: https://www.ti.com/product/LM5155

    此致、
    Niklas