[参考译文] LM5117：电流测量引脚输出电压非线性

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https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/979247/lm5117-current-measurement-pin-output-voltage-not-linear

器件型号：LM5117
主题中讨论的其他器件： LMR36015、 LMV431

您好！

我已经参考 SNVA829应用报告为我的公司项目构建了 CC/CV 电源、并进行了一些修改、如下面的原理图所示。此设计基于

输入电压：50-55V

输出电压：在 CC 模式下为1A 时、输出电压为48V。

开关频率：51KHz

同时、我设计使用来自 CM 引脚的电流读数输出连接到运算放大器 LM2904D、放大2.5倍并馈入 MCU ADC 引脚。我发现 CM 引脚的电压输出与电流读数不是线性的。当 Vcmave = 1V 时、我得到的 CM 输出电压为此处、这不是线性的。

负载电流(A) VCM

0.571 0.25.

0.638 0.30

0.725 0.47.

0.840 0.70

0.996 0.90

1.129. 1.02

这是我用0.57A 电流消耗测量的 SW 输出引脚信号。我想知道该 SW 输出信号是否不是下面所示的全方波、导致 CM 引脚电压不是线性的？如果不是、我想知道导致 CM 引脚输出不是内衬的其他可能问题。

3 年多前

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1637200 points

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尊敬的 Yew Hong：

设计必须采用 CCM 模式、CM 输出才能保持线性。

请注意、LM5117的 TOFF 最小值非常高、因此它将影响50V IN 至48V OUT 的转换。测量 SW 电压时、请确保移除 BW 限制。使用100nF 引导电容器、以便在关断期间进行刷新。

此外、由于最大 Vgs 为10V、这些 FET 并不是真正合适的。甚至不会提供高于5V 的栅极电荷曲线。采用 SON33封装的 CSD19537Q3A 100V NexFET 是更好的选择。此处更简单的解决方案可能是 LMR36015等60V 转换器、并为 CC 环路使用外部分流器。

此致、

Tim

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1637200 points

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您好、Tim、

感谢您的回复。我发现我在 PCB 中使用的 LMV431兼容器件具有较低的阴极电压限制、因此对其进行了整流。我还在 Rsense 侧添加了100 Ω RCS 和100pF CCS 滤波器、并提供更好的 VCM 输出。

我通过在 SW 引脚和电感器之间放置一个1欧姆电阻器来检查消耗的电流。在各种负载(40 - 100欧姆)下、电流永远不会变为0、这应该表明 LM5117正在 CCM 模式下运行。

是我的错误、因为我忘记了在进行测量时设置的示波器带宽限制、现在我能够在示波器中获得方波。感谢您的指出。

我发现，在44V 等较低输出电压下，VCM 引脚将具有比48V 输出更线性的输出，这是否与 SW 占空比关断时间有关？由于您提到 FET 不是真正适合的、因为 BGS 最大值为10V、因此我已经订购了几个 Vgs 最大值为20V 的 MOSFET、因为我查看了 LM5117数据表、HO 和 LO 引脚输出最大值约为15V。组件到达后便会知道结果。

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1637200 points

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尊敬的 Yew Hong：

感谢您的更新。我建议使用电流探头来测量电感器电流(提起电感器的 VOUT 侧、而不是 SW)。

此致、

Tim

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1637200 points

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您好、Tim、

由于没有电流探头、我将使用0.1欧姆的关断电阻捕获电感器的 Vout 侧。当我在100欧姆负载下再次检查 SW 时、将电压输出降低到44V、大约为440mA、我得到如下所示的脉冲、蓝色表示 SW OUT、黄色表示斜坡信号。根据我捕获的信号、占空比不一致、我认为这是不正确的、因为440mA 不应被视为轻负载条件、最大电流设置为1A。我怀疑这可能会影响 CM 输出线性、我的想法是否正确？其中一种可能是电感值过大？

此致、

香港尤

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1637200 points

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尊敬的 Yew：

它在较低的占空比下是否稳定、例如 D < 50%？请使用快速入门计算器检查补偿值。顺便说一下、鉴于此设计中的高输出电压、660uF 的 Cout 非常高。此外、VCC 电容应为1uF、引导电容可以为0.1uF (1uF 过高、因此在低 PWM 关断时间更难再充电)。

此致、

Tim

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1637200 points

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您好、Tim、

我执行了以下几项测试：

1.将 Cout 减小到330uF、未注意到任何变化

2. VCC 电容改为0.11uF、没有注意到任何变化

3.使用快速启动计算器更改补偿值，该计算器的输出 SW 会变得更糟糕，SW 脉冲也会更少。

4.将 CM 引脚上的反馈电阻器 R42更改为12K、R50更改为100K。这样可以获得具有一致占空比的 SW 输出脉冲。

5. C40 (cramp)连接到模拟接地而不是电源接地，将获得更好的 CM 输出，更少的噪音。

最后、由于测试编号4 (具有一致的 SW 占空比)、我设法获得一致的 CM 输出。我不知道反馈电阻器中更高电阻解决此问题的确切原因、我只知道反馈电阻器 R42将对公式中的补偿网络产生影响。

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1637200 points

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感谢您的更新、Yew。

VCC 电容应为~2.2uF ( 而引导电容应为0.1uF 的10倍以上)。引导电容器上无需1uF 电容(并且您肯定不希望 VCC 电容器小于 BOOOT 电容器)。

此致、

Tim

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