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[参考译文] LMR50410-Q1:反相稳压器会导致初级稳压器断续

Guru**** 2782445 points

Other Parts Discussed in Thread: LMR50410, LMR51635

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/1605223/lmr50410-q1-inverting-regulator-causes-primary-regulator-to-hiccup

器件型号: LMR50410-Q1
主题中讨论的其他器件: LMR50410LMR51635

您好:

我正在为较大的应用设计 DC/DC 稳压器、这将需要+/–15V 模拟电源轨和+5V 主数字电源轨。 全部由 AC/DC 适配器的 36V DC 输出供电。  

我使用 LMR50410 将降压稳压器的电压转换为+/–16.2V、每个电源轨上都有一个次级 LDO、从而为模拟电源域产生极小的纹波+/–15V。

我不能在带有该元件的单级中从+36V 变为–16.2V、因为它会超过器件看到的 38V 绝对最大 Vin 至 GND、因此+16.2V 电源的输出用作反相降压/升压稳压器的输入。  

5V 和+16.2V 降压稳压器本身可正常工作。

当我将–16.2V 降压/升压稳压器输入连接到+16.2V 的输出时、会导致+16.2V 稳压器以大约 6Hz(~150ms 的间隔)的频率断续、输出电压(在 TP5 上测量)上升至大约+7V、然后快速崩溃至–2V、然后缓慢返回 GND 并重新开始该过程。

附上 PCB 电气原理图:  
稳压器原理图修订版 2.pdf 

我通读了 SNVA856A 和 SLUA059A、不确定我有什么问题。 如有任何帮助、我们将不胜感激。 谢谢!


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    您好、  

    我已收到您的查询。 我很快就会回来。

    谢谢

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    您好、

    我的理解是什么  

    器件 3 导通时、器件 1 处于断续模式。 对吗?

    谢谢

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    尊敬的 Pramanik:

    完全正确。 我甚至移除了器件 4 以确保(因此器件 3 上的静态负载极小)、但仍然发生了相同的问题。 而移除器件 3 则使器件 1/2 运行正常。

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    您好、

    我怀疑的是、器件 1 无法提供足够的电流(在启动期间)、因此会提供电流保护。 您能不能告诉我器件 2 和 4 的负载电流是多少?

    您也可以尝试使用电源测试设备 3(从设备 1 断开其输入并使用电源为其供电)、以查看其电压为–16.2V。  

    谢谢

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    是的、我之前让器件 3 本身在试验电路板上工作、并连接到台式电源、 我认为这证明了电路正确。

    现在 没有“主“负载;我尚未将此电源子电路连接到主应用程序。 因此、有一些 LED 指示灯、每个 LED 的电流为 300uA、还有电阻分压器、用于通过电压反馈 (3mA、TOTAL) 对各种稳压器中的输出电压电平进行编程。  

    在+16.2V 降压转换器之后、立即有 20 μ F 的电容器来填充浪涌电流。

    15V LDO 有 120 μ F 的电容器可供填充、但它还具有软启动功能、可在大约 10ms 内将电压从 0V 转换起来。

    在–16.2V 降压/升压转换器之后、有~85 μ F 的电容器。 但是、降压转换器与降压/升压转换器之间使用了一个 22uH 电感器和一个 4.7nF 电容器作为 LC 滤波器(后面有一个分流 RC 缓冲器)、用于 防止稳压器相互发送噪声。 该电感器将与降压/升压浪涌电流相反 、也可以用作软启动的一部分、但我不知道确切如何计算它提供的压摆率。

    最后、在–15V LDO 之后有 120uF 的电容、但如前所述、即使我从电路中完全移除 LDO、也会出现这种断续问题、因此这不是一个因素。 (–15V LDO 还具有 10ms 的软启动)

    在我看来、最初的 16.2V 降压转换器在输入电源和 EN 之间有一个电阻分压器、因此只有在输入电源高于 25V 左右时才会生效。 这确实意味着在降压或降压/升压转换器处于活动状态后、后置稳压器电容器将开始产生 16V * C 满电荷浪涌。 也许我应该将 EN 连接到 VIN、以便 稳压器 在前几微秒内作为 VIN 跟随器运行? 我不确定是否降压/升压 转换器会有一些疯狂的占空比尝试从+1V 反转到–16V、只是要使其更糟...

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    您好、

    我已收到您的查询。

    我很快就会回来。

    谢谢  

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    我已经对此进行了进一步的研究、但我想我最终只会重新设计电路。  

    我  在 PSpice for TI 中构建了降压+ IBB 子电路的详细模型、并使用其 ESR 对所有电容器和电感器进行了建模。 它显示了一些 可能相关的浪涌电流(瞬时峰值 3-4A 几微秒) 、但这并不太疯狂。 更重要的是、一旦它达到–16.2V、它就表明电压继续 变为更大的负值。 但我不确定我是否完全信任该模型;我认为 LMR50410YF-Q1DBV_TRANS 模型不一定适用于 IBB。 如果 SPICE 与“0"节点“节点有任何内部连接(假设 GND 引脚为 0)、则不会 进行精确仿真。

    就实际的 PCBA 而言、移除陶瓷电容器并仅依赖钽电容器并没有解决该问题、因此这不仅仅是浪涌电流问题。

    我在 SLVA469D 的第 2.1 节中找到一条注释 、其中指出 在将具有预偏置输出的降压转换器(如这个降压转换器)用作 IBB 时、将 EN 连接到 VIN 可能会出现问题。 这可能是我的问题吗? 遗憾的是、 如果不制造新电路板、对 PCBA 的该器件进行返工来实现启动延迟会非常具有挑战性。 EN 和 VIN 直接连接在 IC 的引脚上。

    只要我仍然需要制作新电路板、我就会改用 LMR51635。 这样可以支持更高的峰值电流、 这样可以消除有关电容器浪涌的任何问题、但更重要的是、60V 的最大输入电压意味着它可以直接连接到上游 36V 直流电源、而无需加载+16.2V 降压稳压器。 我认为、将这两个要素分开、有望更稳健。

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    您好 Aaron、

    对于 EN、您可以参阅 使用反相降压/升压转换器(修订版 B)中的第 7.1 节。 您是对的、直接使用电源为 IBB 供电是一个不错的选择。

    谢谢