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[参考译文] LM25141：在使用 LM25141 设计 5V 降压电源时需要帮助

admin
Guru**** 2668435 points

Other Parts Discussed in Thread: LM25141, LM51772, LM25141-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/1583263/lm25141-need-assistance-in-designing-a-5v-buck-power-supply-using-the-lm25141

器件型号： LM25141
主题中讨论的其他器件： LM51772、

您好、

如需获取有关使用 LM25141 设计 5V 电源的帮助、请发送此紧急申请。  

  • VIN 范围为 6V 至 36V
  • VOUT 5V @ 12A

这是我们第二次尝试设计此电源。 这是我们第一次尝试使用 Vin 为 4V –30V 范围的 LM51772 降压/升压转换器。 这失败了！ 请参考此处的 TI 论坛链接。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1568086/lm51772-webench-design-for-a-5v-dc-does-not-work

我们的客户要求我们使用上述新的 Vin 重新设计该电源。  我们决定使用 LM25141 降压控制器、因为我们已经在此设计中实现了可工作的 3.3V 16A 版本、并且希望简化设计过程。 由于第一次尝试会损失时间、因此我们有极短的 respin 时间。

使用 Webench 在线工具、我们得到的值和元件与 3.3V 版本略有不同。 因此、需要帮助来调试这个新的 5V 设计、并验证工作 3.3V 版本是否也能满足这一新的 Vin 要求。 我们不希望此时不得不重新设计 3.3V 电压。

请您协助我们吗？

谢谢您、
Mark Vandewaetere

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    这是两个新 5V 电源的 Webench 报告。
    e2e.ti.com/.../LM25141RGER--_1120_-–6V_2D00_36V-to-5.00V-_4000_-12A-Report.pdf</s>–12

    以及存在 3.3V 电源（使用原始 Vin 要求）。
    e2e.ti.com/.../Webench-LM25141-3.3V-16A-Report.pdf

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    您好：Mark、

    预计两种应用在组件方面的建议会略有不同。 请参阅这款设计计算工具、它可以帮助您更好地锁定设计、并通过更好的控制估算效率/稳定性。  https://www.ti.com/tool/LM25141DESIGN-CALC

    填写设计计算器后、它应该能够告诉您设计是否有效。 请随时将其发送出去、我可以查看它以确保没有什么被忽视的。

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    谢谢 Joshua。 可以了。 我注意到这个计算器适用于“-Q1"版本“版本。 它们是一样的吗？

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    这是填充计算器。 我对 icin 和 Cout 做出了一些假设。 对于 M1 和 M2、我选择了我们当前在 3.3V 设计中使用的相同 MOSFET。 我不是 100%确定所有这些 MOSFET 参数都正确。
    e2e.ti.com/.../LM25141_2D00_Q1_5F00_quickstart_5F00_calculator_2D00_iPCBLayout.xlsm.zip

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    我同事的一个问题是、我们能否简单地使用 3.3V 电路（请参阅前面的附件）并将 FB 引脚从 VDDA 切换至 GND、以便实现 5V 电压？
    即使我们的 Vin 范围发生了变化、我们也需要较低的输出电流 (12A 与 16A)、

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    您好：Mark、

    是的、您应该能够。 但请注意、您的电感器电流纹波可能会发生变化、因此您的应用可能未针对 5V 电路进行优化（电感器电流纹波相对于最大负载的最佳范围约为 20-40%）。

    我将查看计算器、并在一周结束时向您提供反馈。

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    您好、Joshua、

    我有一个快速的问题。 我们注意到 LM25141 的库存非常低。  LM25141-Q1 可以直接替代吗？ Q1 的库存似乎更多。  
    如果是、我们是否应该为-Q1 计算并使用非 Q1 作为子级？

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    您好：Mark、

    或多或少、是的、LM25141-Q1 可用作替代器件。 但是、您将需要再次利用计算器并选择不同的元件（某些内部参数可能略有不同）。 请发送填写好的计算器、我可以查看一下。

    谢谢您、
    Joshua Austria.

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    您好、Joshua、

    现在我感到困惑了。 据我所知、LM25141 和 LM25141-Q1 的计算器与 LM25141-Q1 的计算器完全相同。 相同的链接、相同的文件。
    这是我在 11 月 3 日发布的问题。 请查阅。

    两个数据表链接均显示以下内容。


    两个超链接均为“">www.ti.com/.../LM25141DESIGN-CALC"</s>“ “
    如果它们是同一个计算器、我还会使用哪些其他元件？

    另一个关于其可互换性的问题...  虽然 Webench 工具不允许我为“-Q！“输入高于 10A 的输出电流、但这样可以为 LM25141 输入 12A 的电流。 这是为什么？  为什么“-Q1"受“受限？

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    您好：Mark、

    很抱歉混淆。 正确、他们的计算器相同、应该具有相似的内部参数。 查看计算器的输入、我发现您的应用没有问题。 它看起来是稳定的、并且您的交叉频率对于您的应用来说是合理的。  

    就 Webench 而言、Webench 为 Q1 提取的参考数据可能仅取自 10A。 无论如何、由于该器件是控制器、因此其唯一的电流限制将基于您使用的电感器或检测电路和 FET。 如果您要继续使用 LM25141 来仿真 LM25141-Q1、这个应该没问题。  

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    很棒！ 谢谢！

    您能告诉我我是应该重新计算 3.3V 电压、还是可以按照给定的与 5V 电压相同的输入参数来工作吗？
    请参阅  上文主题中的 Webench LM25141 3.3V 16A Report.pdf。

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    关于的原理图实现、我还有几个问题 “快速入门计算器“ 。

    我注意到 “计算值“（如原理图中所示）与 BOM 中列出的某些值之间存在差异。
    特别是；

    • Cin (sch)= 33uF、Cin (BOM)= 10uF
    • COUT (sch)= 68 μ F、Cout (BOM)= 47 μ F
    • Cvdda (sch)= 0.1uF、Cvdda (BOM)= 0.47uF
    • Rpgood (sch)=未定义、Rpgood (BOM)= 100K
    • Rcs (sch)=未定义、Rcs (BOM)= 100R
    • Rdemb (sch)=未定义、Rdemb (BOM)= 100k
    • 更多信息...

    哪些值是正确的值？

    另外、我注意到在“步骤 9：IC 功率损耗“中、如果选择“VCCX Conne...“、IC 功率耗散将从 0.44W 降至 0.18W。 这不是更好的选择吗？ 我假设“VCCX 连接到 Vout“是应该选择的吗？

    您能推荐其他任何改进吗？ 抖动和 FPWM 呢？ 这应该是什么？

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    另一个快速问题...
    。  “快速入门计算器“ 不为 RT 指定值。 原理图或 BOM 中都不需要。 该引脚是应该保持悬空、还是应该安装 49.9K 电阻器 (440kHz)？

    • EN 引脚将连接到 Vin。
    • PG 引脚将保持悬空
    • DEMB 将连接到 VDDA

    请确认。

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    您好：Mark、

    BOM 从标准值中进行选择、并提供所选标准值电容器的最小倍数、以满足您的应用要求。 如果您查看“计数“列、这将显示您需要的每个组件的最小数量。

    就 VCCX 而言、这是 VCC 的可选外部电源输入。 当大于 4.5V 的外部信号或 VOUT 连接到 VCCX 时、将禁用内部 VCC 稳压器并改用此外部电源、从而降低器件的功耗。 请注意、VCCX 上的外部信号（包括使用输出电压的情况）不能超过 6.5V。

    根据您的 OSC 绑定和开关频率、计算器中会弹出设置 RT 电阻器的选项。 有关更多详细信息、请参阅数据表的第 7.3.3 节、该节说明了器件如何查看 OSC 和 RT 引脚来设置开关频率。

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    您好、Joshua、

    我使用 LM25141-Q1 创建了两个原理图。 3.3V 和其他 5V 原理图如下所示；

    e2e.ti.com/.../LM25141_2D00_Q1_2D00_R02_5F00_3.3V.pdf e2e.ti.com/.../LM25141_2D00_Q1_2D00_R02_5F00_5V.pdf

    从最初的“快速入门计算器“我替换了以下内容;

    Dboot。
    它最初是标准二极管 BAS1602VH6327XTSA1、但计算器指定了肖特基二极管、60V、200mA。
    我找到了一个 SMD110PL-TP 肖特基二极管、100V 1A（SOD-123FL 封装）。 请确认此操作是否正常。 如果不能,你可以建议一个替代?

    CIN (5V 和 3.3V)
    计算器调用 5x 10uF 1210。 但由于空间有限、我选择了 2x 22uF 2220。

    COUT (5V)
    计算器需要 2 个 47uF 1210 (94uF)。 但 94uF 似乎破坏了波特图。 我选择了 2x 33uF 1210。 请确认此操作是否正常。

    COUT (3.3V)
    计算器需要 3 个 47 1210 (141uF)。 但 141uF 似乎有点混乱的波特图。 因此我选择了 2 个 47uF 1210 + 33uF 1210 (127uF)。 请确认此操作是否正常。

    请注意、我们在房地产方面确实受到限制。 因此需要越来越少的元件。

    RT (5V 和 3.3V)
    通过 0r 电阻接地。 如果需要、我们将有一个调制 440KHz 振荡器的选项。

    VCCX (5V)
    通过 0r 电阻器连接到 Vout（内部 VCC 禁用）、并可选择通过可选的 0r 电阻器启用 VCC。

    Rsense (5V) 电阻器。 我找不到 4.5mR 电阻器、因此使用了两个 9mR 电阻器。

    以下是更新计算器 (5V) 和全新的 (3.3V) 计算器。
    e2e.ti.com/.../LM25141_2D00_Q1_5F00_quickstart_5F00_calculators.zip

    如果可以、请使用 LMK。

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    嗨、Joshua。 请提供更新信息。
    这是相当紧迫的。  
    谢谢！

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    您好：Mark、

    Dboot：

    这应该没问题

    CIN：  

    输入电容应该可以、但您需要确保电容器 在最大直流偏置下不会因设置为在 VIN 上出现的情况而出现过大的降额。 此信息应在您所选电容器的制造商网站上找到。

    输出电容：  

    您能详细说明一下把波特图弄乱的意思吗？ 如果您选择的电容器具有更好的稳定性和可接受的交叉频率、则使用所选电容器值没有任何问题。

    RT：  

    这也是正常的。 有关这方面的更多详细信息、请参阅数据表第 7.3.3 节。

    VCCX：

    对于 3.3 应用、默认情况下可以将其接地、因为这不会带来任何好处。 不过、最好保留从外部偏置该引脚的选项。

    对于 5V 应用、默认情况下将 VCCX 连接到 VOUT 是有意义的。 同样、它也是一个支持外部偏置的不错选择。

    我认为 5V 设计计算器输入没有问题。 对于 3.3V 设计、由于交叉频率非常低、我建议进行重新补偿。 这样做根据建议的值会将交叉频率拉至瞬态响应更可接受的范围、而不会使设计不稳定 (>45 度 PM)。

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    谢谢 Joshua、

    您是否还能确认 dboot？

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    您好：Mark、

    我相信我说这应该是可以的。  

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    您好、Josh、

    因此、我将这 2 个电路整合到我们的电路板 上、发现 Cin 太大、所以我用计算器中推荐的 5 个 10uF 1210 50V 电容器替换了它们。 我是否可以通过某种方式向您发送更新后的 PCB 文件（不在这个公共论坛上）？ 它采用什么格式（原理图和 PCB）？

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    您好：Mark、

    好的。  我已发送朋友请求。 如果您接受、可通过 E2E 向我直接发送一条消息。

    我更希望将这些文件作为原理图和电路板层的屏幕截图发送。

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    您好、Joshua、

    我给你发送了几封私人邮件,因为向你发送文件。 也许您还没有看到它们？
    您能给我一个关于您的评论的最新信息吗？  抱歉。 但这在我们这边相当紧迫
    谢谢你。

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    您好：Mark、

    当然、我今天会介绍一下、并提供一些反馈。

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    您好 Joshua、我昨天通过私人消息向您发送了文件。 只是检查一下。
    什么是最好的时间来联系你? 可能我没有正确计时。

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    TI__Guru**** 2668435 points
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    您好：Mark、

    我们可以继续。 很抱歉、事情有点忙、但我今天将由 EOD 回顾一下。 作为参考、我位于 PST 时区。

    谢谢您、

    Joshua Austria.

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    您好、Joshua、

    你看到我的最后一 封私人邮件 11 月 28 日?

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    您好：Mark、

    是的。 我回答了这个消息。  

    我们有一个假期在 28 日,所以我没有机会看你的消息,直到今天。

    谢谢您、

    Joshua Austria.