[参考译文] LM5.1561万H：LM5156在高功率时不稳定

您好，Olivier：

根据您的描述，设备似乎检测到CS引脚(电流感应输入)上的过电流，正如您已经假定的那样。

您是否可以用示波器探测该引脚上的输入(请使用非常短的接地回路-尖端套管方法，以避免噪音传感)。

在这种情况下，测量SS引脚时，您还应看到上升和放电，这也将指示过电流检测。

我假设RFU意味着未组装，但也许您可以确认。

此致，

 Stefan

我以这种方式来关注。

以下是gate/RS的屏幕截图：

当我开始了解其工作原理时，似乎占空比不稳定，并且过高，因此电流感应限值溢出。 是布局问题，还是过滤不足？

此致。

最后一个屏幕显示Rs=6.67欧姆。

您好，David：

现在，过电流不再触发，我们可以看到占空比不稳定。

查看浇口上的短脉冲和长脉冲。

这表示斜坡补偿不够高。  

因此，对于6.67 mOhm感应电阻器，请尝试 将R508替换为~ 700 Ohm。

返回到10m Ω 时，它应该在1.7k Ω 的范围内

另请参阅数据表部分：9.3 7电流感应和斜率补偿(CS引脚)

此致，

 Stefan

好的，我将在今天下午尝试一下。

我阅读了至少20次9.3 ．7节，但我获得了工作台结果，您的excelsheet计算和基于您的数据表的我自己的计算之间的差异，并且我无法找到错误的位置。

因此，您能否重新调整我的设计值，尤其是Rs，RF，CF，RSL， 请告诉我获得该数据所需的精确计算方法：

VIN_MIN = 4.88V

VIN_max = 5.49V

IIN_max ~ 13A。

我有4个USBC电压需要管理，每个输出电压最多可馈电3A 我必须找到一个涵盖所有4个电压的BOM。 根据Rfbb precision 1 % ，我告诉您输出电压的最小值和最大值：

输出电压= 9V：8.94V至9.45V，9.19V (典型)，3A (最大

输出电压= 12V：11.90V至12.60V，12.25V (典型)，3A (最大

输出电压= 15V：14.87V至15.75V，典型电压15.30V，最大电流3A

输出电压= 20V：19.82V至21.00V，典型电压20.40V，最大电压3A

谢谢你。

我用一个820欧姆的电阻代替了R508，它并没有变得更好... 直接探头P21G和CS引脚：

您好，Olivier：

CS引脚上的信号非常嘈杂-您可以尝试为此信道启用示波器上的带宽过滤器。

但是，如果斜率补偿不能改善交换机节点信号的严重抖动，则系统中可能存在其他一些问题。

也许您可以共享布局，II确实希望确保这与布局中的某些内容无关。

此致，

 Stefan

提高RF/CF以改善噪音是否是一个好主意？

我把我的版式发给你们，但我通过法国FAE发给你们，因为它是保密的。

您好，Olivier：

感谢您的布局，我收到并查看信息后，将通过FAE将其发回。

增加滤波器可能不起作用，尤其是在不了解干扰来自何处时。 使滤波器变慢也会延迟LM5.1561万的当前信息，从而影响整个调节回路。

此致，

 Stefan

您好，Olivier：

我已查看过布局，但需要看到一个重大问题。

我还使用了我们的其中一个EVM并对其进行了修改以满足您的设置。

使用以下条件：  

VIN = 5V  输出= 12V  / I负载= 3A

电感器= 4.7 uh  Rsense = 5mOhm

通道1：开关节点 (P21D)

CH2：公司

CH3：电流感应处的电压(R505)

CH4：电感器电流。

即使没有带宽过滤，我也能获得非常清晰的信号。

您是否使用过非常短的接地回路-注嘴料筒方法来避免噪音的传感？

您是否还可以检查电压引脚上的波形？

谢谢！

 Stefan

您好，Stefan，由于我不是模拟专家，我的布局可能不够干净。 您是否可以检查它，并告诉我错误的位置，以及我是否可以通过添加电线来测试改进，以验证布局修改是否可以解决问题。

谢谢你。

此致。

Olivier。

我将添加补偿引脚以向您展示，并检查不能遵循的设计规则。

在布局验证之后，您能否建议我在设计中使用哪些值，因为我总是不知道应该使用哪些Rs，RSL，RF，Cf.

我看了一下我的布局，我想我发现了问题所在，你能确认我吗：

我在布局左下方放置了蓝色，有一个将L8 (底部)和L7中的本地模拟接地连接到数字GND的途经点。 此处不应存在此VIA。

这是问题吗？ 如果您认为是，我会尝试将其移除(非常微妙的操作)。

您好，Olivier：

你是对的，这确实会触发问题，尤其是在这旁边，很棒的GND连接。 这意味着大量电流在地面上流动并干扰此节点/通过。 我一定会尝试一下。

系统基本稳定后，让我们尝试使用 Rs，RSL，RF，Cf.调整系统以获得更好的稳定性

具有20V / 3A输出的第一点，感应电阻应为5.57mOhm或更低。

然后，可以更轻松地优化其他参数。

此致，

 Stefan

Stefan，好消息，现在工作了，输出功率稳定！

我的布局分包商将听到我的相关信息...

现在，您是否可以确认您对周围所有部件的看法？

我将继续提高输出功率，但我更愿意将您计算的最终值放在其中。

此致。

抱歉，实际上，我进行了错误测试，我的负载未正确连接...

目前情况相同，我将检查我的球洞是否足够好，但很难确定。

您好，Stephan，

在确认我的本地GND确实已隔离之后，没有什么比这更好的了，所以返回到起点。

我很失望在这样一个简单的芯片上度过了2个星期，没有找到解决方案，这是我的主板最后要验证的部分，我很着急。

我获取了新的屏幕截图，您是否真的可以检查我的布局，检查我的值并为我提供查找问题的步骤？

由于我的设计非常小，我单独拍摄了不同的屏幕截图，每个屏幕上的COMP引脚是CH1的通用信号，而CH2 with BW有限。

条件：输出电压~9V，R_LOAD~12欧姆，R505mohm，R509=820ohm，其余电阻没有改变。

CH2=Vin (P5V)=>200mV峰间输入电压纹波。

CH2 =输出电压脉动电压(P_SRC)=>~600mV峰间电压。

CH2 =闸(P21G)

CH2 = P21D

CH2 =针脚7处的CS

我希望你能很快发现问题。

此致。

Olivier。

您好，Olivier：

使用此设置，您几乎没有相位边距。

您是否可以更换  

R558：1.7千欧

C445：68nF

然后再次探头。 (输出波纹应在20mV范围内)

如果这可以正常，则使用Vout = 12和Vout = 20V进行测试

此致，

 Stefan

好的，现在它可以工作了(至少！)。

我投入1.78K + 68nF。 (我没有1.7万)

输出波纹较小，但仍然过高：12欧姆时为9伏时为320mV，6.8欧姆时为9伏时为500mV。

也许我们应该在更高电压之前解决这个问题吗？

对不起，错误按钮

我尝试了15V-12欧姆，纹波~700mV，20V-12欧姆，提供1.2V左右的纹波

您好，Olivier：

我对照环稳定性检查了您设计的零部件，并得出以下值：

R505：5 m Ω  (R感应)

R508：0欧姆   (R斜率)

R509：100欧姆

C444：1nF

薪酬：

R558：2K欧姆

C445：100N

C460：1 N

这似乎为9-20V的输出电压提供了足够的稳定性。

此致，

 Stefan

C558=100N，您的意思是C445？

我应该保持R509=820欧姆，还是回到100欧姆？

您好，Olivier：

刚刚更新了上面的消息。

此致，

 Stefan

Stephan，您好，这些值不会改善输出纹波。

我在20V-6.8欧姆电压下进行了测试，因此应该在最大功率60W左右，而20V不是完全稳定。 这肯定是另一个问题。

如何查找输出波纹问题？

您好，Olivier：

现在的一般行为有何变化？

-是否稳定在12V

-门信号现在是怎样的？

如何使用Comp引脚？

此致，

 Stefan

一般行为现在似乎良好。

在15V，6.8欧姆，COMP平坦，CS为矩形，门占空比稳定，但输出波纹为1.2V。

您好，Olivier：

谢谢-很高兴看到我们现在走在正确的轨道上。

请分享几张示波器图片：

输出纹波具有：

-门

-补偿

- CS

您能否告诉我其他电压(例如 9V，12V，20V)

谢谢！

 Stefan

以下是新的测量值。 CH1 =每个图解上的浇口。

20V-12欧姆(6.8欧姆不工作)：

CH2=交流输出电压：

CH2=COMP

CH2=CS

15V-6.8欧姆：

CH2=交流输出电压：

CH2=COMP：

CH2=CS：

9V-3.5欧姆：

CH2=交流输出电压：

CH2=COMP：

CH2=CS：

您好，Olivier：

您是否可以尝试用50uF替换100uF - 5.6 A的交流电流对于电容器来说相当高。
(如果有可用的时间，您也可以选择2 x 100uF)

请您也提供所用电容器的部件号吗-如果这是MLCC，我想检查直流偏压。

使用9V：第一幅图片显示了一个不稳定的门钟，而其他的还可以。 是否可以再次检查？

此致，

 Stefan

C441是一款来自Wurth的烟囱SMT，86.508万545012。54.5012万。 C440是MLCC标准陶瓷10uF 10 % 35V X6S CR0805。

我想问题是C441。 如果是，您能告诉我该遵循的规范吗？

对于9V，如果我消耗较少的输出电流，它是稳定的，但当我接近最大电流时，它更糟。 20V-3A根本不稳定。

您好，Olivier：

 86.508万545012 是54.5012万是一种铝电解电容器，其ESR相对较高为~ 370mOhm。

电容器RMS电流为~5.6A (@ 20V/3A输出)，这可在输出上提供可见的压降/电压纹波。

(其中10uF补偿较高的峰值)

请尝试使用ESR较低的输出电容，例如 87.5115万652007</s>65.2007万

但由于此电容器具有相当高的RMS电流，我建议将其并行替换为2或3个电容器，以便将纹波电流分割为多个电容器，否则可能会过热。

此致，

 Stefan

好的，谢谢。

看这种电容器的价格，我想我只会使用陶瓷电容器。 您认为我可以使用25V电容器吗？

现在纹波已经解释了，我们必须了解为什么9V-3A不够稳定，而20V-3A根本不起作用。 您能解释一下您的相位余量计算吗？ 我想这又是因为，不是吗？

您好，Olivier：

当然，您可以使用陶瓷封盖，但要牢记直流偏压降级，因此在直流使用时MCLL的有效容量较低。

25V电压盖是非常低的容差，通常用于输出电压盖的电压容差为~ 40 50 % (在更关键的应用中，甚至在100 % 中)。

这可确保即使在高温和老化条件下也能提供容量。

我不确定我是否理解第二个问题。 要评估环路响应，您可以使用  

LM5155/56反向控制器快速启动计算器

此处还介绍了mathematic：

如何使用LM5156设计升压转换器

此致，

 Stefan

好的，我明白了。

现在，你能帮我找到好的值来使9V-3A保持稳定直到20V-3A吗？

您好，Olivier：

定义输出电容器后，即可评估回路稳定性。 (需要知道输出电容器的参数，因为它会影响回路补偿)

为此，您可以使用快速启动计算器(见上文)。

您需要测试输入和输出电压的不同条件，以找到合适的设置。

此致，

 Stefan

你好，Stefan。 我测试了聚合物电容器100uF-0.031ohm。 纹波仍然很高，对于9V-3A，680mVpp。 我试图将另一个100uF并联，并给出380mVpp。 我尝试用5x22uF陶瓷来替换聚合物，结果它非常好，160mVpp。 但使用20V-3A (现在效果很好)，我有1.62Vpp波纹，所以仍然很差。

我在任何地方都找不到一个公式来估计输出波纹，你能给我一个吗？ 我要知道ESR对波纹的影响。 有没有办法解除Excel的锁定，让我看看ESR对哪些公式有影响？

由于我没有足够的空间放置一个太大的电容器，我曾考虑在输出上放置11x10uF陶瓷电容器，但我仍然不确定它是否足以容纳20伏电压。 你有什么建议吗？

使用Excel计算器，我尝试评估循环补偿。 您能告诉我什么是可接受的相位余量吗？ 我必须将交叉频率保持在Excel在“建议的最大带宽”中计算的最大值以下，这是否正确？ 如果是这样，我不确定是否能找到在4个输出电压下工作良好的调谐。 你能帮我吗？ 我使用的电压和电阻的最终值为：RFBT=20K，RFBB=9.19V为2441.6 ，RFBB=12.25V为1778.4 ，RFBB=15.3V为1395.5 ，20.4V为RFBB=RFBB= 1030.8。

最后一句：在我的主板上，这不是布局问题，因为主板的布局经过了纠正，而没有的主板的反应是一样的，所以只是数值是错误的。

您好，Olivier：

应用报告描述了所有计算：

如何使用LM5156设计升压转换器(TI.com)

第3.7 章显示了输出电容器的计算。

有关输出电容器ESR的更多详细信息，请参阅：

Topic_3_Lynch.pdf (TI.com) (第3-15页)

此处非常好地描述了相位余量和补偿限制：

开关模式整流器补偿变得简单  (第4页)

正如您从本文档中所看到的，需要首先定义功率级(包括输出电容器)。

带宽也可以是较高的，但与切换频率和RHPZ的距离应该足够高。

测试输出纹波时，请检查纹波是否相关：

-切换周期，表示输出电流上限过低或ESR过高。 (脉动频率是切换频率)

-输出和补偿回路不稳定，其中纹波频率通常低于切换频率

此致，

 Stefan

您好，Stefan，

代表Olivier：

很抱歉我的上一篇文章，我犯了一个错误，因为我很忙，很匆忙，我很累，想在3周内调一个DCDC…

我在板上进行了新的测量，它具有10uF陶瓷+ 5x22uF陶瓷。 Rload始终保持稳定，因为我使用功率电阻器。

9V-3A：正常，波纹~160mV @ 290KHz

15V-3A：也可以，波纹~300mVpp @ 290KHz

20V-3A：实际上不起作用，我回到了第一个问题，它开始起作用，然后就开始了。

20V-2.4A：两者都不起作用

20V-1.65A：正常，纹波为~270mVpp @ 290Khz。 D~75 % ，压缩器为扁平(请参见图像)。

我似乎不能超过~45W。

提醒一下，IIT与您给我的值有关：

R505：5 m Ω  (R感应)

R508：0欧姆     (R斜率)

R509：100欧姆

C444：1nF

薪酬：

R558：2K欧姆

C445：100N

此致，

你好，Sebastien，  

您是否还可以使用上面提到的附加图像。

此致，

 Stefan

抱歉

这里是：

您好，

从上面的描述来看，我认为 这张图片应该显示：  

"Comp为平面(请参阅图像)"  

输入电压5V/输出电压为20V /1.65A时？

对我来说，这看起来像是CS上的信号。

此致，

 Stefan

当假设这是电流感应引脚上的电压时，这将与电压输入5V和电压输出20V的3A负载电流完全匹配

此致，

 Stefan

您好，Stefan，

好的，论坛又对我有用。

是的，它是引脚1，我刚刚再次验证，输入电压仍为5V，输出电压为20V (20.6V)，负载为12欧姆，不能为3A负载电流(它是一个真正的功率电阻器，我已经检查了它的值)。 RS为5mohm -1W，我已将其更改为真正的5mohm。

问题出在哪里？

您好，David：

是的，论坛关闭了几分钟，我遇到了同样的问题。

您能帮我了解一下LM5156的哪个引脚1 -引脚1是偏压吗？

如果波形在CS上，我真的对电流感到困惑：您是否有机会测量此功率级的输入电流。 (使用万用表进行测量将正常。  

20.6V^2 / 12欧姆=> P Out 35.36 W -> 90 % Efficiency P in = 38.9 W -> I_In (5V)= 7.78 A

如上所述，波形看起来像3 A输出的电流

对于5mOhm，这是

V (cs -最大)= 70mV

V (cs - min)= 55mV

在12欧姆负载-> 1.72A的情况下，这将提供：

对于5mOhm，这是

V (cs -最大)= 43mV

V (cs - min)= 29mV

注：此图片是使用Power Stage Designer制作的。

此致，

 Stefan

是的，很抱歉，是针脚7，CS。

我无法测量板上的输入电流，太难了。 我可否采取其他间接措施？

我已经验证了R505的电压，它与引脚7相同：

如果在相同的12欧姆负载下将输出电压更改为15V，则会如下所示：

您好，Olivier：

您能否使用EN_PRSC1 (LM5156上的启用)对整个应用的电源电流进行增量测量。

也许您可以控制此信号。

然后，电流中的增量应显示计算的值。

此致，

 Stefan