[参考译文] LM5176：启动问题

尊敬的 Noel：

为了更好地理解、请分享原理图和 PCB 文件。 （私人消息正常）

如果未标记、则还请标记“- 100 Ω 电阻器放置在 IC 驱动引脚 (HDRV1、2 和 LDRV1、2) 上、0 Ω 电阻器放置在 FET 的栅极上。“

此致、

 Stefan

您好、Stefan：

我已经在 pvt 聊天中与您共享了文件。

原理图中标记了电路板上的每个 DNP 元件、以供您参考。

此致、
Noel

尊敬的 Noel：

由于复活节周末,预计反馈到下周中旬。

此致、

Stefan

尊敬的 Noel：

Altium zip 包中似乎有 3 个工程、但不确定它们之间有何差异。

我在其中一个文件中发现、注释说所有栅极电阻器都组装了 100 Ω 电阻器。
这远高于 5 欧姆的最大建议值。 由于该器件使用检测相对的栅极驱动器引脚来调整死区时间并避免关断、因此由于高栅极电阻器、栅极驱动器信号和 MOSFET 栅极信号之间产生的电压差、器件捕获到的信息可能是错误的。

请降低至至少 5 欧姆的 (max)、然后重新检查。

此致、

 Stefan

您好、Stefan：

您查看的带有注释的文件（文件名：PCB_RT901B_v0.2_24V_20A_Buck Boost）是对话中的文件、并且是被测器件。  
我会将其更换为 5 欧姆、然后再次检查、并告知您。 但我之前注意到、当我在 0 欧姆而不是 100 欧姆进行测试时、 由于 IC 上的 VIN 短接至 GND、IC 受到损坏。  

同时、请检查快速入门指南中使用的 PCB 和元件计算、并验证它们是否正确。  
您还检查了我在上面分享的示波器数据吗？  希望就此获得反馈。

此致、
Noel

尊敬的 Noel：

快速入门计算器文件 — 似乎有些设置没有正确调整或输入：

• Vin、nom 高于 Vin、max
• C_Slope 高于建议值
• Rsense 高于建议值
• 最大输出功率为 480W — 导致似乎无法处理 MOSFET 上的损耗超过预期。

如果我理解正确、您使用 100 Ω 栅极电阻完成了示波器图。 在 LDRV 上可以看到 C_ISS 电容器的慢速斜坡和充电阶段。

因此、该测量无法使用、也无法提供有用的信息。

根据您的注释、未组装大容量去耦电容器。 对于较大的输出电流、这是必需的。

此外、在没有输出电容的情况下、环路将非常容易地不稳定。 请查看快速入门计算器、并在 PCB 上输入所使用的输出电容。

此致、

 Stefan

您好、Stefan：

• Vin、nom 高于 Vin、max
• C_Slope 高于建议值

更正后的文件已在 pvt 聊天中发送。  

因此无法使用此测量值、也无法提供有用的信息。

我懂了

根据您的意见、未组装大容量去耦帽。 对于较大的输出电流、这是必需的。

组装了大容量电容器、输入端为 100uF、输出端为 470uF。 我尚未对这些转换器进行负载测试、到目前为止的所有测试都是在空载条件下运行的。

此致、
Noel

您好、Stefan：

我们已使用建议的修改对系统进行了测试。 IC 侧的驱动电阻更改为 4.7Ω、斜率补偿电容器更新为 270 pF。

测试是在以下条件下进行的：
•降压模式：VIN = 31V
•升压模式：VIN = 18V

在这两种情况下均未观察到输出；然而、IC 仍完好无损。 IC 的 VCC 引脚始终在 7.4V 下测量

请找到随附的示波器波形以供参考。
e2e.ti.com/.../BUCK_5F00_BOOST_5F00_Test-2.zip

黄色：高侧 FET
蓝色：低侧 FET

检查波形时、您将注意到某些 FET 根本没有按预期进行开关。 请告知该怎么做。

此致、
Noel

尊敬的 Noel：

我们只关注一个设置、即升压。

对于该设置、请测量：范围为 200ns / Div 和 1us/Div

- SW1 和 SW2  (5V/DIV)

- LDRV1 和 HDRV1  (5V/DIV)    

- LDRV2 和 HDRV2 (5V/DIV)

- BOOT1 和 BOOT2  (5V/DIV)

- COMP 和 SS  (1V/DIV)   、也采用 1m/DIV

- VIN 和 VOUT (5V/DIV)   、也采用 1m/DIV

此致、

 Stefan

您好、Stefan：

升压设置测试已根据要求在 VIN = 18V 时完成

对于以下信号、在 200ns/div 和 1µs / div 时间标度下捕获了波形：

SW1 和 SW2 (5V/div)

LDRV1 和 HDRV1 (5V/div)

LDRV2 和 HDRV2 (5V/div)

BOOT1 和 BOOT2 (5V/div)

COMP 和 SS (1V/div 和 1ms/div)

VIN 和 VOUT (5V/div 和 1ms/div)

所有测量都是在升压配置下且输入电压为 18V 时执行的

注意：
CH1（黄色）：SW1、LDRV1、LDRV2、BOOT1、COMP、 VIN
CH2（蓝色）：SW2、HDRV1、HDRV2、BOOT2、SS、 VOUT

 e2e.ti.com/.../Test-3_5F00_Boost-Leg.zip

图像文件名指示测量参考点、例如 COMP 到 GND、SS 到 GND、VIN 到 GND 等。

此致、
Noel

尊敬的 Noel：

对于进一步的调查、有很少的观察和提示：

-为什么使用测量的 BOOTx 参考 VCC 而不是 GND ?

- HDRV1 不变为高电平->不开始切换

- SS 似乎保持低电平->控制器无法启动或检测到过流->更有可能无法启动 — 参见上文

-同时检查 EN/UVLO 处的电压电平 — 该电压是否高于阈值。

-基于 LDRV1 上的电压电平、VCC 似乎正常

- LDRV2 不会变为高电平以预充电 BOOT2 =>也许并在此处引发问题？

 -> boot2 上的引导 UV 可能会阻止启动。

此致、

 Stefan

您好、Stefan：

为什么使用测得的 BOOTx（参考 VCC 而不是 GND）？

黄色：boot1
蓝色：boot2

HDRV1 不会变为高电平->不会开始切换

是的、它不进行切换、无法了解此处的问题。 我是否应该尝试更换 IC？

更多属性未启动 — 见上方

“你说什么? SS 不充电的原因可能是什么？

还检查 EN/UVLO 处的电压电平 — 这是否高于阈值。

我们尚未添加任何 UVLO 电路、EN 引脚直接连接到 VIN、EN 引脚现在看到 18V 电压

根据 LDRV1

是的、我们的 VCC 大约为 7.4V、这就是我们假设 IC 未损坏的原因。

LDRV2 不会变为高电平来进行预充电 boot2 =>这里可能存在问题？

此处要排除哪些故障？

boot2 上的引导 UV 可能会阻止启动。

BOOT2 的电压约为 7.4V、如上图所示

此致、
Noel

尊敬的 Noel：

到目前为止、您测试了多少块电路板、有多少块电路板显示了这种行为？

如果只是一个电路板 — 请至少测试另一个电路板。

此致、

 Stefan

您好、Stefan：

我们尝试了 2 个不同的电路板、在这种情况下、我们观察到了一种不同的情况、 在施加 18V 电源后、R13 (10Ω) 上会出现大约 16V 的压降、该 R13 与 IC 的 VIN 引脚串联、据我所知、IC 会尝试拉取大量电流。 工作台电源电流限值设置为 1A、但在这种情况下不会从电源汲取电流。  

此致、
Noel

尊敬的 Noel：

现在我们有两块电路板、它们表现出相同的行为、但与第一块电路板不同。

10 Ω 上的 16V 约为 1.6A。 这看起来像是 LM5176 引脚上的短路。

请检查是否所有引脚都因短路或焊接问题而出现。

如果没有显示故障、请尝试将 EN/UVLO 拉至 GND。 这将禁用 VCC LDO。 这样可以减小故障区域。

接下来将 EN/UVLO 拉至~ 1V -这将使器件进入待机状态 — 再次进行检查。

此致、

 Stefan

您好、Stefan：  
我们使用相同的输入电压 (18V) 测试了另一个电路板（目前为第 4 个）。 在电源上电后、我们观察到电流立即流过连接到 HDRV1 和 LDRV1 线路的 MOSFET (Q10 和 Q12)、从而导致短路。 即使其栅极未连接到各自的驱动器信号、也会发生这种情况。

请参阅随附的图像：


如果 FET 发热、FET 栅极电阻器为 DNP  

此致、
Noel

尊敬的 Noel：

请勿使用具有悬空栅极的 MOSFET（未安装栅极电阻器）。

栅极电荷没有定义，并且通常 — 由于寄生电容，栅极会进入充电状态，从而导致导通状态，如果一个桥臂中的两个 MOSFET 都是如此、则会导致关断状态。

然后、即使 MOSFET 或其他元件损坏也可能在很短的时间内发生。

（如果您想禁用 MOSFET（移除栅极电阻器），还需要将栅极连接到源极）

此致、

 Stefan

嗨、Stefan、

我忘记提到这一点、但是的、在所有带有未填充栅极电阻器的 FET 上、我们都将 FET 栅极短接至源极。

现在我将对 FET 进行拆焊并进行测试、但是否存在任何其他可能导致击穿的问题？

此致、
Noel

尊敬的 Noel：

在这种情况下、一个或两个 MOSFET 似乎损坏。 如果栅极连接到 Source、则 MOSFET 需要具有高阻抗。

我假设您可能会在上电时损坏电路板。  

我建议使用函数发生器仅通过手动触发器向 EN/UVLO 引脚发送短高电平脉冲（例如，5ms 至 10ms）。
然后、您可以进行设置、例如、连接探头、调整输入电压和负载条件、然后向控制器发送手动短触发脉冲以仅在该短时间内通电。 这样可以防止立即损坏。

然后尝试检查 SWx 和门信号是否存在正确的条件。 ESP。 关注：

-过冲和下冲不违反引脚的绝对最大额定值 (SWx、BOOTx)

-没有击穿在 MOSFET 的栅极信号违反死区时间   

此致、

 Stefan

您好、Stefan：

备用电路板上的升压配置测试已根据要求完成、VIN 设置为 18V

对于以下信号、在 200ns/div 和 1µs / div 时间标度下捕获了波形：

• SW1 和 SW2 (5V/div)
• LDRV1 和 HDRV1 (5V/div)
• LDRV2 和 HDRV2 (5V/div)
• BOOT1 和 BOOT2 (5V/div)

此外、还记录了以下测量值：

• COMP 和 SS (1V/div、1ms/div)
• VIN 和 VOUT (5V/div、1ms/div)

所有测量均在升压配置下进行、输入电压为 18V

我们分别捕获了每个信号的示波器屏幕截图。 文件名指示每个捕获所用的相应信号和时分。

现在没有差分探头、因此我们获取的示波器读数是单个节点的读数。  
e2e.ti.com/.../Test-4_5F00_Boost-Leg_2800_17_2D00_04_2D00_2026_2900_.zip

我们将尝试此操作并更新您


此致、
Noel Binny  

尊敬的 Noel：

这里有两个会触发一些问题的示波器图：

- HDRV2：这是相对于 GND 或 SW2 测得的值。 它显示电压电平为 7.5V、但当 BOOT2 至 GND 升至 25V 时、HDRV2 也应具有 25V 的高电平

- SW2 显示~9V 的下冲 — 如果此区域是真实的而不是由于测量设置可能很容易损坏器件。

- VOUT 似乎是好的设备 — 这是正确的-或什么是行为或无效的功能,你在这里看到?

此致、

 Stefan

您好、Stefan：

HDRV2：这是相对于 GND 或 SW2

HDRV2 在 FET 源极 (SW2) 上进行测量。

- SW2 显示~9V 的下冲 — 如果此区域是真实区域而不是由于测量设置而导致的，很容易损坏器件。

是的、它的注射量低于 9V。 我们如何确保不会发生这种情况/如何缓解这种情况？ 假设这不是测量设置问题？ 这种观察是否属于常见故障？ 我们安排了一个差分探头、以确保不会出现这种问题。 我来更新您。  

该设备的 VOUT 似乎没问题 — 这是正确的-或者您在此处看到的行为或无效函数是什么？

 VOUT 在 18V VIN 下可调节电压、但 VOUT 专为 24V 输出而设计、我们的电压大约为 22V。 另一方面、当在 31V VIN 的降压区域内工作时、VOUT 并不是那么稳定、并且会在 17V 至 22V 之间不断变化。 P.F.A 降压模式下运行的波形。
e2e.ti.com/.../Test-3_5F00_Buck-Leg_5F00_30V_5F00_VIN_2800_17_2D00_04_2D00_2026_2900_.zip

此致、
Noel

尊敬的 Noel：

您能否分享有关如何连接探头以测量开关节点的图像？

如需将探针和 GND 连接极短、请参阅  

尖端和接地筒：

https://www.ti.com/seclit/ml/slup385/slup385.pdf

幻灯片 28

如需进一步调查示波器信号、请在一个示波器图中至少放置上面列出的一行信号。

需要查看该信号与另一个信号之间的关系、以提供所需的信息。

注意：图像非常小 — 是我迄今为止见过的最小-可以将其转储在更大的大小中吗？

这将提供更多详细信息。

此致、

 Stefan

您好、Stefan：

您能否分享有关如何连接探测器以测量交换机节点的图像。

由于尖端和接地筒探头不可用、我们使用了飞线探头配置来测量信号。

如需进一步调查示波器信号、请在一个示波器图中至少放置上面列出的一行信号。

需要查看该信号与另一个信号之间的关系、以提供所需的信息

我明白这一点、我们正在为此布置一个差分探头、由于设置目前无法同时测量 2 个信号、因为这会在栅极驱动线路上产生大量干扰、我们最终会违反死区时间、并且在我们正在测量的 FET 上发生击穿。 同时,如果我们能够成功地并排测量这些信号,我将尝试测量其他信号,这些信号将参考相同的潜力,并发送给您。  

注意：图像非常小 — 是我迄今为止见过的最小-可以将其转储在更大的大小中吗？

这将提供更多详细信息。

我不明白你在这里究竟是什么意思。  

此致、
Noel

尊敬的 Noel：

您能解释一下“飞线探头配置“吗？

使用 2 个探头时会产生哪些探头干扰？ 我从未见过影响示波器探测该尺寸的栅极信号。

您的示波器图仅显示 320 * 240 像素 — 大多数示波器提供~ 1182 * 768 像素的图像。

此致、

 Stefan