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[参考译文] LM5181:不同工作模式下的 SW 引脚和 Vin 纹波

Guru**** 2392905 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5181, LM5180EVM-DUAL

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/1133775/lm5181-sw-pin-and-vin-ripple-for-different-modes-of-operation

器件型号:LM5181
主题中讨论的其他器件: LM5180EVM-DUAL

您好!

我们拥有基于 LM5181的具有双输出反激式设计的定制电路板、具有以下参数:  

输入电压标称值=+12V

VIN 范围= 11V…13V

Vout1 =+12V/200mA

Vout2 =+56V/5mA

NPR :Nsek1=2:1
Nsek1:Nsek2 = 4.67:1

L = 110uH

RPR = 0.268欧姆

Rsek1 = 0.066 Ω

Rsek2 = 2.8 Ω

DCLAMP = TVS SMAJ24A
DF= 30V 1A、肖特基   

测量过程中未填充初级侧的缓冲器元件。

备注:定制板上的同一 IC 之前与500mW 22V 齐纳二极管一起用作钳位二极管。 二极管在极限条件下工作、 在二极管损坏时、IC 可能会工作一段时间。 由于 IC 未更换为新的 IC,因此我们不知道我们是否还存在导致以下结果的损坏 IC 问题。

我们在 不同的负载电流条件下测量了 SW 引脚和输入纹波。 一些波形与 在重负载条件下可在 LM5180EMV-S05、LM5180EVM-DUAL 或 SNVA28 (+/-18V 双路输出)中找到的波形相关。  
然而、我们在 SW 引脚上观察到了25mA 至50mA 的相对较小和中等负载下的一些奇怪行为、其中输入纹波随着重负载而变得非常高。 这会导致混淆、因为我们尝试 根据 LM5181当前工作的 SW 引脚波形来识别电流工作模式。  可以看出、即使负载电流在测量期间保持恒定、IC 也会在两种工作模式之间"跳"。  

我们从输出1的1mA 负载开始、输出2的空载仅测量 SW 引脚波形。 以10mA 为步长施加负载。 之后、我们添加了 Vin 纹波波和附加测量、其中输出2分别加载了1.8mA 和3mA。  

您能不能告诉我们示 波器图片 Scope09...中的这3种工作模式(FFM、DCM 和 BCM)中的哪一种模式。 到 Scope13... 相关的信息?  对于某些负载值、我们的输入电压纹波过大的 SW 引脚的这种正常行为吗?  
或者、我们这里是否存在最小关闭时间的问题?

是图8-2。 从第10页的数据表可以看出、任何输出配置都有效、无论它是单输出、双输出、正输出配置还是负输出配置都是如此?
总额定输出功率与最大 变压器的功率或达到最大值 LM5181能够处理的功率(初级开关电流)?
 
我们还观察到、SW 引脚的稳定开关频率较低(抖动高达10%)、对于100mA 负载、测得的 SW 频率为151kHz。 这也是令人困惑的、因为根据数据表中的图8-2、它不应小于225kHz。

测试过程中使用了电子负载、使用示波器探针上的接地引线测量 SW 引脚。 仅示波器图片示波器42… 是使用短接地弹簧测得的。

在 SW 引脚的上升沿也有某种类型的摆动。 对于轻负载、它位于上升沿的中间、随着负载的增加而向上移动。 它将在90mA 负载时消失。  
您能不能告诉我们 SW 引脚上的这种摆动来自哪里?   

原理图:  

示波器图片:  
e2e.ti.com/.../TVS_5F00_SMAJ24A_5F00_without_5F00_Snubber.zip

此致
Josko

 

 



    

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    Josh、大家好、

    感谢您发帖。  根据您的描述、初级侧缓冲器的 D1103过载、因为反激式电压为2x 12V=24V、大于22V 齐纳电压、更不用说开关瞬态期间的尖峰电压。  我建议 为 D1103使用~32V 齐纳二极管。

    同样、+12V 输出轨上的 D1114应更改为 ~13V 齐纳二极管。  否则、在正常运行期间、它也可能过载。

    另请参阅我们的快速入门设计计算器 :https://www.ti.com/lit/zip/snvu075

    关于数据表的图8-2、这是一条典型曲线、可以根据特定的设计和工作条件进行更改。 插入设计组件选项后、计算器将显示实际频率曲线。  

    抖动也可能与布局相关: 在负载降低时、由于 DCM 模式、电路在内部 MOSFET 的 VDS 更高时切换、并且噪声可能会导致抖动。

    关于 SW 阶跃、它可能与与内部 FET 电容的泄漏谐振相关、而较高的电流将具有更强的谐振幅度。 这是正常的、不是一个大问题。  

    希望这一点得到澄清、祝您的设计顺利。

    谢谢、

    Youhao

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    您好、Youhao、

    感谢您的快速响应和信息。  

    一个问题主题尚未评论。 您是否在 zip 文件中看到了随附的示波器图片?  
    您能评论一下运行模式(FFM、DCM 和 BCM)和示波器图片 Scope09... 到 Scope13...?  对于某些负载值、SW 引脚的这种正常行为是否会在输入电压上产生过多纹波、并突然改变恒定负载值的工作模式(图片中可以看到过多纹波29……、范围34……、范围36……、范围37……)?  

    我们这里是否存在最短关断时间的问题?

    如果 FFC 模式的负载电流高达20mA (图示 Scope06_)、在25mA 时、运行模式从 FFC 转换到 DCM (图示 Scope07_...) 为什么我们突然跳回 FFC 模式,电流为30mA (Picture Scope09_...)?  


    此致

    Josko

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    您好 Jasko、

    我刚才删除了我的回复、我在这里重新发布:

    这些似乎受到噪声的影响、而最佳 PCB 应该有所帮助。 但是、这并不是一个非常关键的问题、因为 IC 仍然能够实现其功能:调节输出电压。   

    如您所知、通过从初级侧感应来调节电路、开关噪声可能导致此类间歇模式变化。  请先更新齐纳钳位、然后重新执行测试、看看是否可以获得一些改进。

    谢谢、

    Youhao

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    您好、Youhao、

    仅供参考、我在 zip 文件中发送的测量结果是使用 TVS 二极管 SMAJ24A (Transsil (farnell.com))而非 22V 齐纳二极管 MMSZ5251B-7-F 进行的

    我们将尝试将变压器安装在  LM5180EVM-DUAL 上、然后查看是否有一些更改、或仅使用具有改进布局的 PSU 单元制作定制板。   

     

    此致

    Josko



      

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    Josh、大家好、

    很抱歉、我可能多次拼写错误您的姓名。  为此道歉。

    我们通常不会将 TVS 用于反激式变压器缓冲电路、因为它具有软拐点和不太有效的电压钳位。  请像我之前提到的那样使用~32V 齐纳二极管。  

    此外、请告诉我您使用我们的 EVM 安装变压器的测试结果。  

    此致、

    Youhao

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    Josh、大家好、

    在一周内未收到任何更新后、我是否可以假设问题已解决、以便我可以在此处关闭该主题?  欢迎您通过添加新帖子重新打开此主题。  

    祝您在项目中好运。

    此致、

    Youhao