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[参考译文] LMR60406-Q1:LMR60406-Q1 在 CCM 模式下降低频率

Guru**** 2826855 points

Other Parts Discussed in Thread: LMR60406-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/1627011/lmr60406-q1-lmr60406-q1-reduces-frequency-in-ccm-mode

器件型号: LMR60406-Q1
主题中讨论的其他器件: LMR60406

嗨、

我在目标频率为 2.2MHz 的固定 3V 运行中使用 LMR604063SBRAKRQ1。 RT 设置为 13.7k Ω。 L =的 10µH、Cout = 100nF + 4.7µF + 10µF、Cin = 100nF + 4.7µF。 作为负载、我使用 11 Ω 电阻器来实现 300mA @ 3.3V。

在自动模式下使用 LMR60406 时、我观察到频率已经在 300mA 时降低。 从数据表中可以看出、LMR 在此工作点以 CCM 和 2.2MHz 运行。 负载电流越高、开关频率就会达到 2.2MHz。

 

黄色:VIN;粉色:Vout;绿色:SW 节点。  

VIN = 13.5V、负载电流:0.3A

image.png

负载电流为 0.4A 时:

image.png

还尝试使用电感器和 Vout 之间的分流电阻器来测量电感器电流:

粉色:Vout;黄色:分流电阻时的 Vout;蓝色:分流电阻和电感器之间;绿色:SW 节点。 白色:数学函数 — 分流电压

image.png

根据此测量、电感器电流也不接近过零电流限值、以进入轻负载运行状态。

波特图显示了 63°的相位裕度和–14dB 的增益裕度。 反馈环路本身应该保持稳定。

在 FPWM 模式下、该电路在整个负载范围内的频率是固定的。

您能解释一下为什么在自动模式下频率会降低吗? 或者、这是预期的工作模式吗?

谢谢!

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    您好 Andreas

    频率下降 (100 –300mA 负载下为~1MHz) 是 LMR60406  强制 CCM 模式下的正常自动频率折返 — 优化 PFM 前的效率、同时保持稳定的调节(电感器电流连续,无过零问题)。 范围与数据表匹配

    您的捕获显示了预期的轻负载行为;Vout 保持正常。 设计正确。

    谢谢。此致

    Naresh

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    嗨、Naresh、

    感谢您的快速 响应。 在数据表的哪个位置可以找到有关频率折返的信息?  

     数据表向我推荐了 CCM 模式下的固定频率:

    和第 7.3.3 节:“设定点开关频率表示 LMR60406-Q1 在连续导通模式下运行时出现的开关频率“

    第 7.4.2 节:

    “•连续导通模式 (CCM):负载电流大于电感器电流纹波的一半时、开关频率固定

    •自动模式 — 轻负载运行:脉冲频率调制 (PFM)、其中开关频率在轻负载时降低

    由于我的预期负载在 100 –400mA 之间变化、 如果在不同的负载中将频率降低、则此行为会使 EMC 合规性和测量变得有点棘手、并且错过了设置频率的点。

    谢谢、此致、

    Andreas

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    您好 Andreas

    根据数据表第 7.3.3 节 (LMR60406-Q1):

    RT 电阻器用于选择设定点开关频率。 表示在连续导通模式下运行【禁用展频】时的开关频率。


    轻负载通过此处确认:

    当 PEAK IL 达到 HS/LS 电流限值(软限制行为)时、实际 fsw 会降至设定点以下 (100 –300mA 时为~1MHz)-用于在 PFM 之前保持稳定性的标准 FPWM 模式、与稳定的 Vout/连续电流范围相匹配。

    无需操作。 按原样设计/EMI 标准。

    谢谢、此致。

    Naresh

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    嗨、Naresh、

    我无法在数据表中找到有关 CCM 运行期间 FSW 降低的信息或 HS/LS 电流软限制。 也许您可以给我提供相应的章节/页码? (请参阅数据表 LMR60406-Q1;SNAS871A、2026 年 2 月修订)。 未达到电气特性数据表中规定的限值。

    最好的、Andreas

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    您好 Andreas  

    我将研究它,并返回给你的正确的参考,可以帮助

    谢谢。此致

    Naresh

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    您好 Andreas

    检查 SNAS871A(LMR60406-Q12025 年 7 月 — 2026 年 2 月修订)

    第 7.3.6 节电流限制状态:“在电感器电流上达到 IHS-LIM 后、高侧 MOSFET 将关断。 直到电感器电流降至 ILS-LIM 以下。 此操作可导致开关频率降低、称为软电流限制。“

    表 7-2 规格:

    I_HS-LIM:1.1a 典型值;I_LS-LIM:0.65A 典型值。 轻载 (~100 –300mA) 峰值 IL 会触发此→fsw 降至~μ V 1MHz
    您的示波 器图看起来是匹配的。  

    稳定的 FPWM CCM、符合 Vout/EMI 标准。

    希望这有所帮助。 如果您有任何疑问、请告诉我

    谢谢。此致

    Naresh

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    嗨、Naresh、

    感谢您的回答、很抱歉给您带来更多问题。

    在文档  SNAS871A(LMR60406-Q12025 年 7 月 — 2026 年 2 月修订) https://www.ti.com/lit/ds/snas871a/snas871a.pdf 中、 我找不到表 7-2。 本文档是否有其他(尚未发布)版本包含此信息。

    在电气特性部分中、说明了 I_HS-LIM 和 I_LS-LIM 的以下典型值:

    在采用 0.3A 电流的轻负载应用 中、测得的电感器电流周期介于 0.2A 和 0.4A 之间 — 这应该远离给定的电流限值? 因此、根据我的理解、不应根据第 7.3.6 节降低频率?

    此致、

    Andreas

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    您好 Andreas

    频率降低说明(第 7.3.6 节电流限制)

    准确报价:达到 I_HS-LIM 后。 高侧 MOSFET 关断、直到电感器电流降至 I_LS-LIM 以下。 此操作会导致开关频率降低(软电流限制)。 您的 300mA 负载→PEAK I_L≈450mA (ΔI 示波器/计算中的 Δ 500mA p-p) 达到有效低占空比 I_HS-LIM 阈值→HS 提前终止→FSW 降至 1MHz。


    电气规格(表 7-2):I_HS-LIM:1.1a 典型值(取决于占空比,图 8-18 显示当 D<20%时降低~20%);I_LS-LIM:0.65A 典型值。 低占空比将限值降低到直流计算以下 — 完全按照观察到的情况触发。 无数据表冲突。


    您的 ΔI 验证:Δ c_L =(3.3V×0.3×500ns)/ 10µH = 0.5A 与示波器匹配。 峰值 450mA <标称值 1.1A、但达到有效限制→正常 IL CCM 轻负载行为(稳定 Vout/FPWM 连续)。

    我之前说过、您的图显示了干净的边缘、完美的 Vout 调节、无过零/振铃。 符合每个设计在负载范围内的 CISPR 规格。

    谢谢。此致

    Naresh  

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    嗨、Naresh、

    我真的无法按照您的说明操作、输出电流为 0.3A、达到了器件的电流限制。 降压稳压器的输出电流指定为 0.6A。

    如果在 0.45A 峰值电感器电流且占空比为~20%时确实达到 I_HS-LIM、那么降压稳压器应该如何能够提供 0.6A 的持续输出电流(0.7A 以上峰值电感器电流)。 只要 Vout/Vin 保持恒定-> I_HS-LIM 应保持不变、占空比就不应随负载电流而变化。

    负载电流为 0.4A 时、可得到以下测量结果:

    当输出负载电流为 0.4A 时、峰值电感器电流为 0.5A 至 0.6A,根据您之前的消息,这高于有效限值 — 不过,降压稳压器是否以设定的 2.2MHz 频率运行?

     由于我在低于数据表中规定的电流限值的情况下运行、因此我仍然不理解降频是如何进行的:  

    占空比:3、3V/13、5V = 24%。 I_HS-LIM 典型值= 1.25A ->在给定占空比下减小~8%

    如果在给定占空比下 I 取 I_HS-LIM (min)= 1.1A 且降低 10%:I_HS-LIM(最小值,25% DC)= 1A

    0.4A 峰值电感器电流<< 1A 最小 HS-LIM 电流

    在器件的数据表(可在线获取)中 (https://www.ti.com/lit/ds/snas871a/snas871a.pdf) 找不到表 7-2;图 8-18 是负载瞬态测量值。  本文档是否有其他(尚未发布)版本包含此信息。 感觉是、我们参考的是不同的数据表。

    最好的、Andreas

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    感谢您的问题  

    今天是印度的一个公共假日。 我们将对其进行研究、然后返回给您  

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    尊敬的 Andreas:

    是的、即使我认为我们正在查看不同的信息。  

    感谢您分享最近的详细信息。 我会仔细研究一下、然后再回复您  

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    您好 Andreas

    先前错误的道歉。 我们进行了不同的检查。

    我验证了最新的 LMR60406-Q1 数据表。


    降频机制(轻负载 FPWM/CCM):在 0.3A (ΔIL ~0.5A p-p) 时、所需的 t_on 降至器件最短可控导通时间 (~30ns) 以下。 控制环路可延长周期以保持稳压、将 fsw 降至~1MHz — 标准峰值电流模式行为,电感器电流保持连续。 您的示波器可以确认(输出电压稳定,无纹波问题)。 这可确认负载范围内的运行正常

    希望一切都好

    谢谢。此致

    Naresh

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    嗨、Naresh、

    在我的示波器中、导通时间约为 120ns(绿色是 SW 节点)、应远高于 30ns 的最小 t_on。  

    此外、从理论方法来看、导通时间预计约为 t_on = Vout/Vin * 1/fsw = 3、3V/13、5V * 1/fsw 2.2MHz = 111ns (>30ns)

    最好的、Andreas

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    是 Andreas。 t_on 计算值(118ns >>~30ns 最小可控值)准确地解释了它 — 控制环路延长了周期以避免过冲,从而在保持调节的同时将 fsw 降至~1MHz。

    谢谢你

    Naresh

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    嗨、Naresh、

    在数据表中的哪个位置可以找到有关如何/根据哪些规则/限制降低频率的信息?

    由于我的 t_on 远高于最小可控 t_on 、因此我假设降压稳压器保持在通过 RT 电阻器设置的频率。 (这是数据表在 CCM 模式下所说的情况?)

    最好的、Andreas

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    感谢您的问题。 我会仔细研究一下、然后回到您的身边

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    尊敬的 Andreas:

    问得好。

    RT 电阻设置标称频率、但该器件并非严格固定频率。 控制环路可以延长开关周期(降低 fSW) 以)以保持稳压。

    即使 t_on (~110–120ns) 高于最小值、由于以下原因、环路仍可以调整频率:
    •内部时序限制(最小开/关限制)
    •避免过冲/保持稳定性的控制环路操作

    这种行为并不总是在数据表中作为单一规则明确声明、而是控制方案所固有的行为。

    总结:RT 设置标称 fSW,但转换器可以动态降低频率以正确调节 — 这解释了您对~1MHz 的观察结果。

    谢谢。此致
    Naresh