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[参考译文] LM5160-Q1:有关输入电压范围的问题

Guru**** 2507255 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5160-Q1, LM5161-Q1

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/1528268/lm5160-q1-question-about-input-voltage-range

器件型号:LM5160-Q1
Thread 中讨论的其他器件: LM5161-Q1

工具/软件:

尊敬的 TI 专家:

我的客户现在在自己的 PCB 中测试 LM5160-Q1。 请先检查下面的示意图;

(删除了原理图)

问题是、特定电压范围内输出异常。

1) 输入范围 5V~6.2V ->正常检测输出。 (约 16V)

2) 检测到输入范围 6.3V~7.9V ->输出异常。 (约 1.5~2.0V)

3) 输入范围 8V~16V ->正常检测输出。 (约 16V)

当输出异常时、我附加了波形。

不是这个问题、我的客户还做了一些测试;

1) 首先、他们向输入施加 6.3V~7.9V、检测到异常输出。

2) 首先施加 5V~6.2V 或 8V~16V(输出正常)、并将输入电压更改为 6.3V~7.9V、输出仍正常。

-->只有在输入端施加 6.3V~7.9V 电压时、才会检测到异常输出。

3) 他们将 SS 引脚中的电容值从 10nF 更改为 100nF、这个问题得到了解决。

以下是我的问题:

1) 是否正常操作? (SS 电容器为 10nF、在 6.3V~7.9V 输入范围内检测到异常输出)

为什么特定输入范围(尤其是中间值,而不是最小值或最大值)存在问题?

2) 更改 SS 引脚中的电容值来解决这个问题是否正确的解决方案?

请检查此问题。 谢谢。

此致、

追逐

  • 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。

    您好 Chase、

    您能分享高分辨率原理图吗?  零件值不易辨认。 它们是否将主输出轨设置为 4.5V?  如果是、则违反了数据表中的建议、即在 Vin 低于 9V 的情况下运行。  这并不意味着该器件绝对不会工作、但由于时间窗口很窄、可能不允许向隔离式输出轨传输足够的功率、因此无法保证器件正常运行。   

    您是否还可以捕获以下条件下的波形?

    1.VIN=6.3V、CSS=10nF。  请以相同的比例进行捕获

    2.输入电压介于 6.3V 和 7.9V 之间、CSS=100nF(即当您看到它正常运行时)

    3.输入电压>7.9V、CSS=10nF 和 CSS=100nF。

    希望我们可以从那里更好地理解和解释所报告的问题。

    此致、

  • 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。

    尊敬的 Youhao:

    感谢您的支持。

    以下是您请求的原理图和波形。 请检查它。

    (文件已删除)

    此致、

    追逐

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    您好 Chase、

    感谢您的信息。  请让客户知道、他们针对初级电压电平的 4.5V 设置违反了数据表中的建议。 对于 4.5V 电压、最小 Vin 必须为 9V 或更高。  如果它们的输入电压可以达到 5V、通常我们建议 (1) 将 Vo1 设置为 2.5V 并采用不同的变压器匝数比 、或者最好 (2) 使用反相降压/升压拓扑使初级侧为–4.5V、然后使用电流互感器来产生 ISO 15Vout。  我们无法保证其现有电路设计可以正常工作。

    总之、为了说明他们在现有设计中观察到的行为: 电路在启动期间达到 10nF Css 的电流限制。  当达到电流限制时、传输到次级侧的能量会受到限制、并且当 Vin 处于该 6.3V 到 7.9V 范围时、电路仅锁定在输入功率和输出功率的平衡中(该 Vout 电平)。  减慢 SS 可以防止电路达到电流限值、从而允许额外的能量为输出电容器充电、从而允许 Vout 上升到稳压目标。  

    如果客户喜欢性能、可以继续使用 100nF 作为 CSS、但它无法解决剩余时间不足以为次级侧传输电力的问题。  为了保证在所有运行条件下都能正常运行、我们仍然建议 Vo <=0.5 倍 Vinmin、如数据表中所述。  这意味着占空比<=50%、并且每个稳定周期>=50%的时间来传输能量。   

    希望这一点澄清,

    此致、

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    尊敬的 Youhao:

    感谢您的支持。

    总的来说、我了解这种症状是由于 SS 引脚的电流限制所致。 “我没事吧?

    我的客户发送了有关它的其他波形。 您是否还能检查它以确保此症状是由电流限制引起的?

    (文件已删除)

    此致、

    追逐

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    您好 Chase、

    同样、我们不建议 在输入电压低于 9V 时使用 LM5161-Q1 来设置 4.5V 初级输出电压、因为我们不能保证性能。   

    关于观察到的现象、另请参阅数据表部分(复制并粘贴在下面)。  基本上、在软启动期间、SS 电压是反馈基准电压 、直到 SS 达到 2V、然后内部 2Vref 接管以进行 Vout 调节。   

    使用 10nF CSS 时、Vout 的上升速度快于瞬时 SS 电压编程的上升速度、此时会产生过压条件、因此会停止开关、只有 Cout 支持负载、并且 Vout 下降。  SS 会继续上升、当开关恢复时、电路由于以下两个原因而需要更高的电流:(1) 负载已消耗 Vout、以及 (2) SS 现在编程为更高的 Vout。  输出现在需要更高的电流、这可能会提高电流限值、从而进入我前面答复中提到的恶意循环。  

    使用 100nF 的 CSS 时、Vout 缓慢上升、开关可以继续而不会中断。  客户的新示波器图片验证了我们在这里讨论的内容。

    希望这一点澄清。

    此致、

  • 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。

    尊敬的 Youhao:

    感谢您的支持。

    我来问一个简单的问题、

    您声明 不建议 在输入电压<9V 时使用 LM5161-Q1 来设置 4.5V 初级输出电压、因为我们无法保证其性能。

    1.我能知道为什么不建议在 9V 输入电压下使用? 导致建议的运行条件表明最小 VIN 为 4.5V。 是否有任何具体原因?

    2、哪种具体情况下可以施加最小的 4.5V 输入电压?

    请检查这些问题。 谢谢。

    此致、

    追逐

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    您好 Chase、

    4.5V 是 LM5161-Q1 IC 的最低工作输入电压。 低于 4.5V 时、IC 可能会由于 VCC 不足而无法启动。   VCC 由内部 UV 根据 VIN 产生、VCC LDO<4.1V 会使 IC 保持关闭状态。

    对于 Fly-Buck 运行、在 LM5161-Q1 的高侧 FET 关断期间、能量会传输到隔离式次级侧。  在占空比方面、能量在 (1-D) 期间传输。  由于 D=Vo_pri/Vin、如果 Vo_pri 大于 0.5 倍 Vin、则 D 将大于 0.5 且 (1-D) 小于 0.5、从而导致将能量传输到隔离式输出的持续时间不足。 它并不表示当 Vin < 2x Vo_pri 时、电路绝对无法正常工作。  如果您的设计在所有工作条件下都通过了严格的测试、您可以继续进行、但我们尚未检查所有条件以确保 Vin <2x Vo_pri 的性能、因此您独自选择承担可能的风险。  

    由于 4.5V 为低电平、因此在不违反数据表中的建议的情况下可以考虑使用不同的拓扑:Fly-Buck-Boost。 您仍然可以保留相同的元件选择、但需要为输入源、IC 自己的参考接地和输出轨重新接线。  注意系统接地的新连接。  您可以看到、阴影区域中的电路与当前 Fly-Buck 设计基本相同、但 IC 的 AGND 和 PGND 现在位于–4.5V 输出轨上。  

    希望这一点澄清。

    此致、