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[参考译文] LM5148:12V 输出的行为不稳定、电压不正确、PG 引脚损坏

Guru**** 2347060 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5148
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/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1521758/lm5148-erratic-behavior-of-12v-output-with-incorrect-voltage-damaged-pg-pin

器件型号:LM5148

工具/软件:

您好 TI 社区、

我正在寻求有关采用 LM5148 降压转换器的 PCB 设计的帮助。

目标: 12V 输出、18V 输入、高达 10A 电流
配置: 根据数据表、LM5148 设置为固定 12V 输出、使用从 FB 引脚到 VDDA 引脚的~Ω 48.6k 上拉电阻器。 EN/UVLO 引脚直接连接到 18V 输入电源、总体而言、大多数器件的原理图等于数据表中的示例设计 2。 我是否可以假定 8A 是额定电流、但只要热性能保持安全、更高的峰值电流就不应该出现问题?

为第一个电路板供电后、我开始遇到降压级问题。

新董事会的问题进展:

  1. 初始上电(空载): 这是首次为电路板上电时的情况、即转换器 没有输出稳定电压、也没有输出目标 12V 电压。 一方 未连接负载 、输出电压将开始 9V、然后随着时间的推移缓慢下降、达到 7V 及以下。
  2. 轻负载触发的不稳定行为: 首次连接轻负载(具有最大 100mA 空闲电流的总线伺服)时、该行为变得非常不稳定。 输出将降至~2V、或有时启动约~4.4V、然后进一步下降。 但是、如果电路板通电一分钟、下电上电可以达到稳定的 12V 电压。 我重复了几次、但这对我来说毫无意义。
  3. 电源正常 (PG) 引脚:  最后、我测量了 PG 引脚、该引脚在任何状态(衰减空载电压 2V 或短暂达到 12V)下  始终指示逻辑低电平 。  
  4. 确认 LM5148 IC 损坏:  出现这些问题后、LM5148 IC 被诊断为损坏。 移除其 100k PG 上拉电阻后、直接在 LM5148 的 PG 引脚 (PAD) 和 VCC 电源轨 (PAD) 之间测量~Ω 2k 电阻、确认内部故障。 但是、12V 调节仍根据所述的下电上电正常工作、并且在没有负载的情况下、9V 的衰减行为

当前情况和请求:

LM5148 IC 出现故障、需要更换。 初始空载电压衰减 (9V 至<7V) 表明从启动开始就存在一个基本问题、然后会因增加负载而加剧、最终导致 IC 损坏。

我担心基础设计缺陷(原理图或 PCB 布局)或错误的元件选择会导致这种不稳定和应力。 感谢您查看所附的原理图和 PCB 布局屏幕截图、以确定可以解释的潜在问题:

  • 为什么空载输出电压会从 9V 左右开始然后衰减。
  • 为什么它在轻负载下变得严重不稳定并发生故障。
  • 可能导致 IC 应力和故障的任何通用设计方面。

此外、我还附上了 Excel 文件和计算结果。 在设计时似乎没关系、但我现在已经意识到我使用的 FET 并不是完全逻辑电平(我已经将它们放在电路板上,并尝试尽可能地减少 BOM、因为它们似乎无论如何都合适... 但可能不是?)。 我今天正在从数据表中订购 FET、可以在未来几天尝试更换它们。 这是否能在现实中导致我观察到的行为?

我正在寻找有关在安装新的 LM5148 和 FET 之前检查/纠正什么的指导。

感谢您的帮助。

Julius

  • 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。

    e2e.ti.com/.../0310.LM5148_5F00_LM25148_5F00_quickstart_5F00_calculator_5F00_A4.xlsm

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    您好 Julius、

    FET 绝对需要是逻辑电平 FET 才能正确运行。

    不稳定可能导致器件发生故障。  

    请更换设备和所有损坏的组件。  

    此外,请使用电子表格中给出的建议电感器值 — 建议使用 2.2uH。  

    此外,请根据输出电流要求使用推荐的电流检测电阻 — 建议使用 2MR。   

    希望这对您有所帮助、

    David。

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    您好、David:

    感谢您的快速答复。 我只是订购 FET、现在取代了 LM5148! 如果修复、将在接下来的一天更新...

    感谢您留下的电阻器和电感器提示。 我复制了数据表中的示例、没有更新电子表格中的 I_OCP 值。 这里根本不需要 20A、因此现在如果我假设 14A、选择分流电感器和电感器看起来不错。 我想、4.7uH 型号的电感器会更好、但最终不是必需的吗?

    电路板布局布线看起来是否大多都很好、或者在更改 FET 后您是否会期望出现任何超出该范围的意外?

    最好的、Julius

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    您好 Julius、

    布局看起来不错、可以进行一些改进、我不确定您的层堆叠以及栅极驱动布线和 VOUT 布线的布线方式。   

    在顶层下方的层上需要一个 GND 平面、并且需要栅极驱动 和电流检测反馈的差分布线。  如果实现了这一点、我会说布局是“可以“的。

    改进方式是确保从 CIN 到 GND 的环路紧密、并确保将 VDD 电容器 BCK 的 PGND 端接至 PGND 引脚。

    下面是一个完美布局的示例。   

    我希望 新的逻辑电平 FET 可以解决您的问题...

    希望这有所帮助。

    David。

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    谢谢你。 在我需要首先解决一些其他部分之后、我终于更换了 FET ... 虽然我无法在重负载条件下测试电路板、但在轻负载条件下现在实现了稳定的 12V 电压、这似乎是导致 FET 问题的主要原因。 当我重新设计下一个迭代时、我会确保包含您的设计建议!