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[参考译文] LM51551:LM51551 在低负载时进入过流状态。

Guru**** 2693225 points

Other Parts Discussed in Thread: LM51551, LM5155EVM-FLY

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/1598337/lm51551-lm51551-goes-into-overcurrent-at-low-loads

器件型号: LM51551

我在 LM51551 上设计了一个隔离型反激式转换器。 输入和输出电压均为 24V、最大输出电流为 1A。 我发现当 IC 达到所需的输出电压且未连接负载时、该器件会进入断续恢复模式。 如果我连接负载 (>6W)、则转换器工作正常、不会进入过流断续模式。

我不认为软启动机制或反馈电路是问题所在(很难提出建议)。 信号在量程上看起来与预期一致、并且转换器可以在更高的负载下工作、这一事实对其功能进行了“验证“。

我目前的想法是、当转换器达到目标输出电压时、变压器无法再将其能量传输到输出电容器、能量留在变压器内部、然后释放回初级侧。 尽管我希望 LM51551 IC 能够处理这一问题、但如果这是一件事的话。

欢迎您提出任何其他建议。

 

  • 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 Lennart:

    感谢使用 E2E。  

    您能否分享您的原理图以及您所看到行为的范围?  

    我想看到空载和轻负载条件下的输入电压、输出电压、开关节点和 CS 波形。  

    此致

    Moritz

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    尊敬的 Moritz:

    原理图如下:

    我已经在空载(转换器的输出通过一些 LED 连接到同一块电路板上的电子保险丝)和 14W 负载下创建了所请求信号的示波器图像。

    这是转换器在空载条件下的行为、正如在达到所需的 24V 电压后、它会关闭并在一段时间后重新启动、这种情况会无限期地重复。

    在这里、我放大了以显示开关节点和 CS 引脚的波形。 我认为、这种捕获显示了转换器达到所需输出电压的点、可以通过波形的变化来看出。

    这是负载下的转换器波形。 稳定的 24V 电压、启动期间会出现轻微过冲。 CS 引脚波形中的“缺失部分“很可能是探头放置不良导致的。

    以下是开关节点和 CS 波形的详细视图。

    希望这些信息有助于更好地理解问题。

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    尊敬的 Lennart:  

    感谢您分享详细信息。  

    看起来在空载期间会发生断续、但时间与断续模式并不相对匹配。 还可以看到、在空载情况下、开关行为不稳定。

    我认为问题出在控制环路中。 COMP 引脚被上拉至 VCC 电压、由 AUX 绕组供电。 AUX 输出端的电压将不会稳定、它的形状与空载条件下的输出类似。  

    但确保 COMP 上拉电压保持稳定非常重要。 您能否尝试实现如此参考设计中所示的齐纳二极管?  https://www.ti.com/tool/de-de/PMP22764 

    此外,作为进一步的测试,您可以尝试使环路变慢(将 R626 降低到~1k ),并将软启动电容增加到~10uF。

    您能否填写 Excel 计算表、以便我查看补偿?  https://www.ti.com/tool/download/SNVC240 

    此致

    Moritz

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    嗨、Mortitz、

    感谢您的感谢。

    您说得对、即时序与断续模式不匹配。 我做了其他捕获、这些捕获的时间与 81ms 断续恢复时间 (32768 x 400kHz) 保持一致、不知道为什么此捕获不遵循该时序。

    我测量了 VAUX 电压、虽然不完全稳定、但我怀疑其对于 COMP 引脚上拉足够干净。 我的电路板上有一个次级反激式转换器(几乎等于 LM5155EVM-FLY) 、使用相同的 Vaux 上拉电阻器而不会出现任何问题、这一点得到了支持。

    降低 R626 似乎不会对转换器产生任何影响。 增加软启动电容会增加启动时间(符合预期)、但在启动后会观察到相同的(断续)行为。

    我进行了更多测试、并怀疑 较大的前沿电流尖峰会导致问题。 我同时测量了滤波电流检测电压和未滤波电流检测电压。 可以清楚地看到非常大的电流尖峰。 CS 引脚上的滤波器应该能够滤除这些噪声、但 我的滤波器似乎并不理想、因为它允许部分尖峰通过。 在之前分享的示波器捕获中也可以看到这一点、 在 CS 引脚上测量的电压看起来更像是 方波而不是斜率。 这可能会导致比较器过早跳闸。

    大电流尖峰可能是次级侧元件选型的结果。 输出二极管和缓冲器都具有非常高的电容。 我计划在次级侧使用不同的元件进行测试、并回顾 CS 引脚上滤波器的设计。

    您是否同意这里可能会出现较大的前沿电流尖峰?

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    嗨、Mortitz、

    我目前仍在测试转换器、 我已经解决了开关行为不稳定的问题、遗憾的是、我的主要问题不是转换器关断的问题、而是朝着正确方向迈出的一步。

    在我共享的第二个捕获图像中可以看到的不稳定开关(短 PWM 和长 PWM 交替)是由较大的前沿电流尖峰导致的。 这些电流尖峰在 CS 引脚上可见、导致 PWM 信号过早结束。 我通过减小次级侧缓冲器上的电容器值(低至 680pF)减小了这些尖峰。 这样可以修复不稳定的开关、如下所示:

    我想为您提供此更新。 同时、我将继续测试、现在重点关注您建议的反馈电路。

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    嗨、Mortitz、

    我设法解决了断续行为问题。 我测量了次级侧反馈电路、并将光耦合器保持激活状态的时间过长。 这使得输出电压有了下降时间、经过 一段时间后、光耦合器会关闭、并且转换器将尝试提高输出电压、由于输出电容器较大、这会导致过流事件、从而导致断续。 我通过移除次级侧 (R_COMP 和 C_COMP) 上的补偿网络来“修复“该问题。 这解决了断续问题、但确实会使光电耦合不稳定、尽管输出电压的稳定性似乎不受影响。 现在、我将继续使用不同的 R_COMP 和 C_COMP 值进行测试、以找到稳定的解决方案。 结果如下所示: