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[参考译文] LM51772:原理图审阅/器件不供电

Guru**** 2609285 points
Other Parts Discussed in Thread: LM51772, LM51770

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/1565623/lm51772-schematic-review-device-doesnt-provide-power

器件型号:LM51772
主题: LM51770 中讨论的其他器件

工具/软件:

尊敬的 TI 团队:

即使评估板仅接受 48V 输出能力、而我们的目标是提供 55V 输出、我们也一直在通过评估模块成功体验 lm51772

我们一直在进行设计、面临着诸多问题:

应该通过 I2C 控制器件。 输入为 17V 电池(请参阅随附的设计文件)  

随附原理图:  


- I2C 工作(通信)

-配置是从评估板的耦合膏

-输出电压似乎是在命令之后,然而,超过 30V 的命令输出电压不遵循命令和最大可达电压是 33V
我们可能消耗的功率限制为几 mA((50mA 最大值)


您是否看到原理图有任何问题(我们已经修改了 FBout、它现在连接到 VCC2 用于 I2C 通信、vbias 电压也已修改为设置在 10V)

谢谢、

Edgar

  e2e.ti.com/.../LM51772_5F00_Buck_2D00_Boost_5F00_Quickstart_5F00_Tool_5F00_V1_5F00_2_5F00_0.zipe2e.ti.com/.../regs_5F00_Module_5F00_Eval_5F00_15V_5F00_Sortie24.zip

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    您好、Edgar、

    I2C 编程可以获得的最大电压为 48V。 如果您想提高输出电压、我认为 LM51770 器件非常适合您。

    顺便说一下、您能以不同的方式分享原理图吗? 这不是很清楚,所以我很难读它。

    此致、
    Brigitte

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    在该原理图中、未组装 L8、C125、C86、C82、R118、C36、C35、R57。

    关于 55V 输出、我们在开始设计之前在本论坛上询问过、Stefan 回答了这一点是可行的   

    “  

    您好、Edgar、

    此电容器的额定电压仅为 50V — 因此将其替换为 100V 类型(例如 (GCJ188R72A104KA01D) 后、您应该可以承受高达 55V 的输出电压。“

    感谢您的帮助

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    您好、Edgar、

    请让我来澄清一下输出电压:

    - LM51772 的 I2C 可编程输出电压高达 48V、请参阅数据表 https://www.ti.com/document-viewer/LM51772/datasheet#GUID-ABE962C5-68FD-43F8-8D41-23762A2D01FB/GUID-FF1276AD-B2D0-49CC-A426-77CCBA6ECAC9

    -使用反馈分压器,您可以设置更高的输出电压。

    - OVP2 最坏情况下的最小阈值是 53.5V,所以我建议输出电压设置不要超过这个电压。 (如果数值更高,某些器件可能会触发 OVP2。)

    您是否可以使用外部反馈分压器设置输出电压、是否可以将输出电压设置为最大 53.5V?

    此致、
    Brigitte

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    尊敬的 Brigitte:  

    我们将在接下来的几天尝试。 不过、我们仍然需要将 I2C 与该器件配合使用、这似乎无法正常工作? 您是否有时间查看原理图并查看是否有异常?  

    谢谢、

    Edgar

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    您好、Edgar、

    您的 I2C 引脚上是否有上拉电阻器? 您能否检查当您将 I2C 置于待机状态且 EN 约为 1V 时器件是否会对其做出反应?

    以下是对原理图的注释:
    - 更换 L5 与 0 欧姆电阻器,以检查此滤波器是否导致问题。
    -当您增加 SS 引脚上的电容时,您能检查问题是否消失吗? 我想知道您是否在 SS 引脚上仅设 20nF、直接加入 SCP。
    -感应电阻器非常小,可满足您的要求。 请注意、电流检测信号是一个敏感信号、因此在此处使用更大的电阻器可能会有所帮助。
    -平均电流检测信号需要以及一个滤波器 (2 Rs, 1C )。 此外、电阻器应放置在输出电容器的中间。 可能暂时禁用此功能可能有助于启动器件。
    -补偿平均电流限制也可能是一个问题。

    此致、
    Brigitte

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    尊敬的 TI 团队:Brigitte:  

    我们一直在调查我们的董事会几天,我来这里寻求帮助,因为它似乎有什么错误,我们不设法得到它是什么.
    我们一直在坚持使用 EVM 设计、并将几乎所有参数都更改为与 EVM 上相同、尽管电源器件与我们的器件保持相同(不同的电感器,不同的 MOSFET、电容器...)

    我们一直在调查所有组件 (SS、ILIMCOMP、COMP、CH1、CH2 ...)

    我们已经通过更改输出电容器和改变主电感器来调查稳定性问题  


    主要问题描述
    问题仍然是一样的:

    在启动或运行时、电感器中的电流变为高电平、从而触发电流限制。 然后、MOSFET CH2 和 CH4 (LO1 和 LO2) 导通一段时间、通过自循环并重新启动来对电感器放电。

    我们已经在许多条件下进行了测试、我们确实意识到了一种关于 MOSFET 控制的奇怪行为。

    该芯片以降压模式自动控制 H01 和 L01、但同时打开 L01 MOSFET。 请参阅随附的图片。 此配置无法正常工作、只会导致电感器中出现过流、这正是我们观察到的情况
    这怎么可能发生? 在降压模式下、LO2 同时启动的根本原因是什么?  

    OPEN LOOP





    我们一直在尝试开环、移除电感器并尝试修改输出电压、看看 MOSFET 控制和 COMP 会发生什么情况。


    当输入端具有电压命令时、假设输出电压为 12V、输入电压为 17V in^Ω。 我们观察到降压桥臂正在运行(但 LO2 已激活... 不是 HO2)=>不存在。
    当施加高于 12V 的输出电压时、LO2 和 L01 被激活、H01 和 HO2 仍然保持正常。


    当电压命令高于输入时、假设输出电压为 30V、输入电压为 17V in^Ω。 我们观察到降压桥臂正在运行(但 LO2 已激活... 不是 HO2)=>不存在。 为什么助力腿不在运转? (即使施加略低于 30V 的电压、升压桥臂不会运行、也是运行内部过流的相同 BUCK + L02 配置)
    当施加高于 30V 的输出电压时、LO2 和 L01 被激活、H01 和 HO2 仍然保持正常状态。

    我们检查了 COMP 行为、结果似乎正常、当输出设为低电平时为 0.75V、当输出设为高电平时为 1.25V。
    请查看附图。 绿色是 L02,蓝色是降压腿,粉色是 HO2,你会看到它是以一种方式控制.(当它进入过流环路时,它会等待 4ms 再启动)..

    您在前面的消息中看到了我们的原理图、我们经过了几次、也通过了 PCB、没有遇到任何重大问题  
    我们只在一个点插入了 AGND 和 PGND、这可能是问题吗?  

    感谢您的帮助、
      
    Edgar

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    您好、Edgar、

    请让我总结一下当前状态、确保我理解正确。

    请确认以下各点、如果错误、请予以纠正:

    -功率级在 17V 输入电压和高达 30V 输出电压下工作正常

    -输出电压现在通过 I2C 设置,但稍后应通过其他选项设置,以达到 55V(例如 ATRK )

    -输出电压低于 30V 您也可以消耗预期的最大电流 1A

    -您不能得到任何超过 33V 的电压

    -您的原理图显示了 070N10NS 作为 MOSFET 的零件号。 这是一个   BSC070N10NS3。
      注意:该器件的米勒平坦区为~ 4.3V、因此不是 LM51772 所需的逻辑电平 MOSFET

    - quickstart calc 显示了一个 1000uF 的输入电容器 — 你可以确认,因为这没有显示在原理图中

    -从原理图也可以看出,您配置了通过 I2C 和 DAC 更改平均电流限制,但从您设置了 ISET 的寄存器(通过 RILIM 设置的固定电流限制)-请确认您使用的是哪种电流限制方法。

    - 对于第一次调试,我建议通过将 I2C MFR_SPECIFIC_D0 寄存器位 4 设置为 0 将其关闭
     请告诉我、这是否会改变所看到的行为

    -一些元件被放置作为备用组件(例如在 MODE 引脚上拉和拉低。 请说明哪些部件已组装、哪些部件未组装。

    其他项目:

    -您可以提供一些示波器图,显示一些开关周期,也~ 20ms 以下信号: (当尝试获得 35V 的输出电压

    • SW1/SW2/VIN/VIN VOUT     
    • SS/COMP/VCC2/VIN  
    • 工业 电流/ VOUT / VIN  (如果可以测量电感器电流)

    -最好是有一个审查的布局 — 你也可以分享这一点-特别是功率级和 CSA/CSB 信号的路由。
    (您说这已经过审核,但我在此主题中找不到)

    此致、

     Stefan

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    尊敬的 Stefan:  

    是否可以通过电子邮件私下向您发送文件 ?

    谢谢、

    Edgar  

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    您好、Edgar、

    如果您将鼠标悬停在我的姓名上、您可以选择发送私人消息。

    还请在此处放一个注释、以便我或同事知道有信息通过私人消息发送。

    此致、

     Stefan

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    您好、Edgar、

    我认为您看到的问题是由布局引起的。

    在功率级中、一侧具有高 di/dt 和 dV/dt 的信号、另一侧具有敏感模拟测量信号、用于控制功率级。

    因此布线和屏蔽对于功率级至关重要。

    在您的布局中,您要在控制器周围路由栅极信号 — 最好将控制器旋转 180 度、使栅极信号的引脚更靠近 MPFET。  

    另外、还要考虑到 MOSFET 之间的导线正在形成 — 该值应尽可能小,但您需要占用一些面积。 这会增加电感和辐射。

    最关键的 一点是、我认为这是该设计中的主要问题是 CSA/CSB 信号的布线。 这应该通过开尔文连接来实现、这是可以的、但长度也非常大、与其他信号并联很长的距离布线。

    另请参阅我的布局审核检查清单:

    布局(仅供参考):

    请查看下面我的审核列表和加粗标记的行项目、这些项目应再次检查

     

    • 降压侧环路:输入电容器以及高侧和低侧 MOSFET
    • 升压侧环路:输出电容器以及高侧和低侧 MOSFET
    • 与 CSA/CSB 检测电阻之间的开尔文连接
      将滤波器靠近 LM51772 放置
    • CSA 和 CSB 被 SW1 或其他静态信号包围
    • 与 ISNS+/-检测电阻之间的开尔文连接(如果不使用,则短接至 GND)
    • HO1/SW1 的小电流环路(SWx 和 HOx 彼此顶层布线)
    • HO2/SW2 的小电流环路(SWx 和 HOx 相互布置)
    • 保持 HBx/SWx 自举电容环路短路
    • LOx 布置在 PGND 顶部(或下方)、以尽可能减小栅极环路电感
    • 输出电容器之后或之间的反馈连接
    • 靠近引脚的 VCC 电容器  
    • 使用的 AGND 接地区域/平面(所有基于 AGND 的元件都放置并连接到该区域)
    • AGND 和 PGND 连接在散热焊盘上

     

    如需布局指南和布局、请先查看此应用报告: https://www.ti.com/lit/pdf/slvafj3

    此致、

     Stefan

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    尊敬的 Stefan:

    我们同意在董事会的生根方面有一些改善。 我们将继续感谢您的反馈!  


    但是、如何解释右下角 (LO2) MOSFET 的行为?
    在我看来, CSA CSB 信号是非常好的工作:
    LO2 MOSFET 虽然不应该被激活、但会增加电感器中的电流并导致电感器电流比较器三角。  
    您认为生根可以解决此问题/场景吗?

    谢谢、

    Edgar

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    您好、Edgar、

    LM51772 通过检测电感器电流来控制电流。 这是整个环路控制中最关键的信号、但也很敏感、因为只能检测到很小的电压电平。 因此、正确进行布线至关重要。

    移除电感器后、峰值电感器电流传感器将不会提供有效信号、整个环路控制将无法工作。  

    此致、

     Stefan