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[参考译文] LM3409:输出电流大大低于预期

Guru**** 1133860 points
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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/1093794/lm3409-drastically-lower-output-current-than-expected

部件号:LM3409

我正在开发一种应用,它使用LM3409驱动8个LED条带,组合压降为25V,28V电源的电流消耗为360mA (+- 25 %)。  我的目标频率是462khz,~120ns。 我已从数据表数学计算中为我的无能元件得出以下值:

占空比@ 95 % 效率:25 /(0.95 x 28)= 0.94

Toff:-28 (4.7e-10 + 2e-11) x Ln (1 -(1.24 / 25))= 1.3E-7

FSW:(1 - 0.94)/  1.3E-7 =~46.2万

Roff:5.2kΩ

IMAX = 0.36 +(0.36 * 0.25)= 0.45

Rsense:1.24 /(5 x 0.45)~0.55Ω

我还使用了47µH Ω 电感器,它比所需的大,但由于与装配体定价方式相关的原因,我降低了成本。 为了测试我的设计,我创建了一个布局,它基本上与LM3409评估板重复,但使用我自己的无源器值。 我遇到的问题是主板为LED供电的电流比Rsense应该产生的电流低得多。 Ω 进行健全性检查,我将Rsense换成了评估设计中使用的0.2 电阻器,尽管 VIADJ控件非常非线性,但该板发出了正确的电流。

使用0.55Ω 的检测时,我看到的值为~10mA,大大低于我应该看到的360mA。

我用示波器进行了一些测量,这就是我所看到的:

 

当示波器探针接地在PFET的门上,探针在源上时,我看到大约130ns的脉冲, 这让我认为正时设置正确。

但~似乎是在300µs º 水平上,将总频率设置为 º 3.25khz。 根据数据表中的数据,Toff由测量Rsense上的压降来确定。

当探针接地位于电路接地,探针位于SW节点上时,我会看到一些振铃,但我不确定这会导致我所看到的问题。

在Vout上使用探针时,峰值电压看起来是正确的,但脉冲又太短,无法产生所需的电流输出。

为了进行健全性检查,我检查了VIADJ,我看到了一个奇怪的脉冲,我认为是来自电路中其他地方的噪音。 但是,在我的数字万用表上,电压读数为1.23V。

这是我的主板布局,您可以看到它是否是从评估设计中衍生出来的。

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    您好,

    从SW波形来看,在电流上升得太远之前,SW节点似乎达到28V (输入电压)。 这表示PFET +感应电阻器+电感器的电阻已导致您接近输入电压,电流不能进一步上升。 实际上,这相当于违反95 % 效率的假设,因为您没有足够的剩余空间。

    要检查此理论是否正确,可以尝试半个LED字符串(~10-12V输出)以查看结果是否更好。 这至少可以告诉我们这一理论是否正确。 其次,仔细检查PHET接通电阻,电流感应电阻和电感器系列电阻,并验证所需LED电流的压降是否小于3V,这是28V输入和25V输出之间的头部空间。 确保没有其他串联电阻。

    以300usec周期运行的原因是,输出没有在0以上大量上升,因此Toff (与Vout成反比)非常长(理论上无限长)。 在这种情况下,设备超时为300usec。这就是您所看到的。

    -Summeet

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    非常感谢您的回复! 你的理论给了我一些调查的途径。 我发现的一些情况表明效率发挥了作用,但我也测量了一些奇怪的行为,这些行为似乎表明可能正在发生其他事情?

    我检查了晶体管(0.16Ω Ω)和电感器(0.0578Ω Ω)上的RDSon的数据表值,在0.55Ω Ω 感应和~3V下降的情况下,这些值似乎为我提供了一个合理的空间。

    我恰好在开发这种设备,以便与红色,绿色和蓝色LED一起使用,我主要是与绿色和蓝色LED一起测试,它们的每串运行电压大约为24-25V。 我在数据表中注意到,实际上有一个图表表明,28V时的效率实际上大约在88 89 % 左右,如果我将它插入到确定开关频率的公式中,如果roff为5.2kΩ,我会得到负数,这似乎很糟糕。

    但是,我手上有一条红色LED指示灯,在17V电压下可产生360mA电流,所以我试了一下,结果几乎是一样的。 这似乎很奇怪。

    我还Ω 了之前的一项测试,我换用了0.55Ω Rsense for the 0.2 源站评估设计所要求的,并且有了绿色和蓝色LED,性能似乎与您对所发生的事情的描述相符。 随着IADJ电压的升高,输出电压将会增加,直到达到频率跳过的点,然后它只会打开PHET,直接处理我的电源输出的任何电流。 我认为有趣的是,在任何时候,即使在低电流下,输出都不是连续的。 驱动程序似乎卡在非连续模式下。

     然后我把一个12伏的绳子放在一起,只是为了进行健全性检查,结果和红色绳子差不多。 以下两个测量值分别用于切换节点和输出。 你可以看到,即使在低得多的电压下,它似乎也不会触发吨的结束。

    我认为我的下一步是测试不同的roff值,包括我为红色LED字符串计算的13.5kΩ 和原始评估设计中的15.4kΩ。 您是否建议我尝试其他操作? 再次感谢!

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    所以经过进一步的调查,我意识到当我测量PHET的闸门和电源之间的脉冲时,我所看到的是_开_时间,而不是关闭时间,但由于负电压,我感到困惑。  这意味着该问题是由驱动程序超过最长关闭时间和关闭引起的。 我更换了COFF并开始获得我期望的输出。

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    很高兴您的问题得到解决。