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[参考译文] LM5180:异常案例研究

Guru**** 2387090 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5180
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/1027561/lm5180-abnormal-case-study

器件型号:LM5180

大家好、

下面我对 LM5180在异常情况下的行为有一些疑问。 您能否帮助我回答事件中发生的情况以及估计的输出电压条件(结果)?

1. C8 (初级侧 缓冲 器电容器)短路模式故障
->如果 C8出现短路模式故障、会发生什么情况?
->请告诉我结果是输出电压条件
->器件中是否有任何功能可检测或保护此故障?

2. C10 (次级侧 缓冲 器电容器)短路模式故障
->如果 C10出现短路模式故障、会发生什么情况?
->请告诉我结果是输出电压条件
->器件中是否有任何功能可检测或保护此故障?

D2二极管短路模式故障
->如果 D2出现短路模式故障、会发生什么情况?
->请告诉我结果是输出电压条件
->器件中是否有任何功能可检测或保护此故障?

4. D4二极管短路模式故障
->如果 D4发生短路模式故障、会发生什么情况?
->我认为此故障并不严重、但您能告诉我、由于此故障情况、将会估计哪种风险?

此致、

Takashi Onawa

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    Onawa-San、您好!

    1. C8短路将导致输出电压降至4.1V 左右。  

    2.输出电压仍保持在5V。  

    输出电压将等于0V。  

    输出电压将等于0V。   

    我使用产品文件夹中包含的模型检查了这些条件。 我已附上以下型号。

    此致、

    Harrison Overrurf

    e2e.ti.com/.../snvmbl6-_2800_1_2900_.zip

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    您好、Harrison - San、

    感谢您对此做出及时响应。

    好的、我理解了结果、但您能告诉我如何使用这些文件查看仿真结果吗?

    我还不熟悉 PSpice 工具。

    此致、

    Takashi Onawa

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    Onawa-San、您好!

    1.下载 适用于 TI 的 PSPICE。 您需要请求访问权限才能下载该工具、但应在一天之内授予访问权限。

    2.下载和安装完成后、将 LM5180的 zip 文件保存到您的计算机上。 下载 PSPICE for TI 后、会在 C 驱动器中创建一个目录(称为 Cadence)、以便您可以根据需要将其保存在该目录中。  

    3.启动 PSPICE for TI,然后导航至文件>打开>项目>[从我发送给您的 zip 文件中选择.OPJ 文件]这将打开预制 LM5180项目。  

    4.打开后,通过激活页面顶部的下拉菜单,确保选择了正确的模拟配置文件。 在这些测试中、我使用了 STUAND_STUD-TRANS。 如果稳态转换尚未设置为设计层次结构的"根"、  则会导致 PSpice 提示您保存设计。 然后、您需要打开正确的稳态原理图、该原理图将位于屏幕左侧的设计层次结构中。

      -模拟配置文件

      -设计层次结构  

    5.现在选择了正确的原理图和仿真配置文件,您可以根据需要更改原理图。 完成所需的更改后、您可以通过按下仿真配置文件右侧的 Run 按钮(指向圆圈内右侧的三角形)来运行原理图。 仿真设置为在仿真运行后已经绘制了 VIN、VSW、IT (初级绕组中的变压器电流)和 VOUT 波形、因此您无需为这些波形设置探针。 如果需要、您可以添加其他探针、方法是返回原理图、选择所需探针并将其放置在原理图上。 由于仿真已经运行、波形应该在所选的图中自动显示。 您可以通过导航到图解>新建图解来在仿真窗口中添加更多图解。 您还可以通过导航到窗口>新建窗口、然后在此新窗口中添加更多图解来创建新窗口。  

    我们还提供了大量培训材料、可帮助您开始使用 PSpice for TI、位于 此处。  

    此致、

    Harrison Overrurf

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    您好、Harrison - San、

    感谢您在此方面的出色演讲。 我获得了仿真结果。

    关于 D1短路模式故障案例、我不明白 Vout 为什么变为0V。
    您能告诉我为什么它将是 Vout=0吗?

    此致、

    Takashi Onawa

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    Onawa-San、您好!

    将电流探头放在 D4上。  

    看起来 D4正向偏置、这会导致 Vin 到 SW 之间发生短路。

    此致、

    Harrison Overrurf

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    您好、Harrison - San、

    很抱歉、我的回答很慢。 我试图了解 LM5180停止开关的原因。
    我认为 LM5180会将该情况识别为次级侧过压、因为它无法检测到足够的峰值电压。 您认为这种理解是正确的吗?

    除此之外、我还有两个关于在变压器层短路条件下 LM5180行为的问题。

    您能描述一下在这两种情况下会发生什么情况吗?
    变压器层初级侧短路事件
    2.变压器层第二侧短路事件

    此致、

    Takashi Onawa

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    Onawa-San、您好!

    1、如果变压器在初级侧短路、则 MOSFET 导通时不会对变压器充电、因为电流将流经短路、初级绕组上实际上会有0V 电压。 因此、在 MOSFET 关断时间内不会有任何能量传输到次级侧、从而在输出端产生0V 电压。  

    2.如果次级侧短路、则没有电流流入输出、因为它将只流过短路的次级线圈。  

    此致、

    Harrison Overrurf  

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    嗨、Oversure-San、

    感谢您对此做出及时响应。

    但我指的是层短路事件、而不是短路事件。 这意味着、由于变压器中的层短路、而不是完全短路、电感将稍微脱脂。

    在这种情况下、LM5180的行为是怎样的、Vout 侧会发生什么情况?

    此致、

    Takashi Onawa

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    嗨、Oversure-San、

    对于上述故障情况、我能有什么意见吗?

    此致、

    Takashi Onawa

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    Onawa-San、您好!

    我对拖延表示歉意。

    1.对于初级侧层短路、初级侧匝数(NP)将有效减少、这意味着 NPS = NP/NS 将减少。 求解 Vout 的公式8表明、NPS 的降低会导致输出电压增加。  

    2.对于次级侧层短路事件、NS 将有效降低、意味着 NPS 将增加。 遵循上述相同的逻辑、将导致输出电压降低。  

    此致、

    Harrison Overrurf  

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    嗨、Oversure-San、

    很抱歉、我还有一个关于层间事件的问题。

    在该故障期间、是否有任何保护功能可检测事件中的 Vout 变化?
    如果不是、它们需要在 Vout 轨上添加一些附加电路来检测事件。

    此致、

    Takashi Onawa

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    Onawa-San、您好!

    LM5180不包含专门用于防止此事件的保护功能。  

    此致、

    Harrison Overrurf