我正在尝试使用 LM5175设计降压/升压稳压器。 我需要将23-33.6V (8s 锂电池)转换为稳定的24V @ 5A。
我已根据 LM5175EVM-HD 和 Excel 计算器工具创建了原理图和布局。
使能电阻器为0欧姆、因为我计划稍后安装一些电阻器以进行 UVLO 测试。 现在、EN 通过0欧姆电阻器连接到 VIN。
也可以像这样放置模式电阻器来进行测试、现在安装了100K 接地、这将导致 CCM 运行并启用断续模式。
RC 缓冲器值刚刚从参考设计中复制、必须在之后计算(如有必要)。 它们现在根据原理图进行安装。
原理图如下：
这是电路板布局。 仅显示顶部铜、因为其余铜主要是 GND 层。 底层(4层电路板)用于栅极信号和电流测量信号
测试设置如下：
该电路输出24V 电压、因此可以正常工作。 在某些输入电压下、电路是稳定的、我可以以96.5%的效率提供5A 负载。 电感器和 MOSFET 不是最低的 DCR/RDS 类型、因此没关系。 Iq 稍高、电流为35mA。 不过、也有一些问题。 根据输入电压和负载电流、我觉得开关可能会变得不稳定。
我观察到的情况：
升压 MOSFET 在正常进入降压模式(28V 输入电压、24V 输出电压)时开始开关
降压 FET 在正常进入升压模式(20V 输入电压、24V 输出电压)时开始开关
-在某些开关周期中，栅极驱动信号会出现可怕 的振铃，这在 SW1/SW2和 Vin/Vout 节点上也可见
-发生上述情况时，整个电路(无负载)的 IQ 变得很糟糕(>70-150mA)。
-在某些输入电压下，效率也会急剧下降，从而使电路散热。
这些是 HDRV1 (1)、LDRV1 (2)、HDRV2 (3)和 LDRV2 (4)信号：
在32V 输入电压下、信号看起来相当不错、升压侧驱动器在降压模式下没有预期的活动。 Iq 为35mA。
放大的 HDRV1和 LDRV1显示出良好的转换、也显示了良好的死区时间、因此我假设 FET 不会同时导通。
但是、当输入降至29V 时、驱动器信号开始看起来非常糟糕、Iq 增加到100mA。 IC 和电感器都会开始加热。
此外、由于某种原因、HDRV2和 LDRV2开始开关：
现在放大的 HDRV1和 LDRV1显示出非常糟糕的振铃、在我看来、两个 FET 似乎都导通了很短的时间、就像 HDRV1被保持了几十 ns。
在 HDRV2和 LDR2中也可以看到不良的振铃信号
我不是这些类型的稳压器的专家。 我只能怀疑某种不稳定。 Excel 计算器显示以下图表以及我的组件值：
COMP 电压的测量值约为1.6V、因此这似乎是可以的。
在输出端无负载的情况下捕获上述栅极驱动器信号。 当负载输出出现不稳定时、效率急剧下降、导致整个东西快速升温。
最后、栅极信号的振铃(第4个示波器图像)也可见(或由？引起) 输入电压/输出电压振铃相当大(几伏)。 它不会损害我们的应用、但我怀疑这对 EMI 有好处。
对于可能导致这些不稳定性的原因、提供任何帮助或见解都将非常有帮助。 更改栅极电阻器和补偿组件是否是一个良好的起点？
聚合物输入/输出电容器： https://nl.mouser.com/datasheet/2/212/1/KEM_A4088_A768-1864506.pdf
陶瓷输入/输出电容器： https://nl.mouser.com/datasheet/2/396/TaiyoYuden_UMR325AC7106MM-P_SS-1888209.pdf
电感器： https://www.bourns.com/docs/Product-Datasheets/SRP1265A.pdf (10uH)
FET： https://toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=54662&prodName=TPN11006PL
