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[参考译文] LM5010:15V 转换器问题

Guru**** 2382360 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5010
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/1002057/lm5010-15v-converter-problem

器件型号:LM5010

Lm5010用作 MOSFET 驱动器的15V 转换器、输入电压为48V。 LM5010之后是充当保护器的 Efuse TPS6623、以防 LM 裸片和48V 输入电压传播到系统其余部分。 15V 用于使5和3V3能够承受48V 的输入电压;这就是使用 efuse 的原因。

我附上了原理图和波形图。 情况如下:系统启动图1、我们看到软启动良好、50ms 后 3个 MOSFET 驱动器从 uC 获得低信号、开始为其相对较大的自举电容器充电4u7、x3个(电路中不可见)

这确保了电流浪涌、6个 FET 具有15欧姆栅极电阻器。 理论上、这应将浪涌电流限制为1A。 它们不会同时启动、它是三相 Hbridge。

我不理解的是:

1.输入电压(通常为48V)为何高于48V? 在 SWT 引脚的粉色曲线中可见(图5蓝色)、它比输入电压高3V。
似乎有些能量 以某种方式返回到输入电容器 C31电容器。 此电压增加的唯一可能原因是 L1、但如何?  在经过 MM 二极管测试后、反极化二极管内部存在、这似乎很好。

2.为什么 LM 由于 UVLO 而不关闭? Vcc 电容器(7V reg)上的电压降至1V、图3、它仍在切换 SWT 引脚、原因是什么?

电路

图1.

图例;图1:图4

粉色 SWT、
蓝色 Vcc (7V)、
绿色电感器电流、
Yell 输出电压(15V)

图2.

图3.

图5

蓝色输入电压(48V)
YLL- SWT
粉红色-高侧 MOSFET Q1栅极
绿色电感器电流

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    软启动引脚呈稳定状态、Vcc 引脚即使很快降至 GND、波纹波纹;下图中的蓝色曲线;粉色 SWT、yell Vout (15V)、绿色电感器电流

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    你(们)好  

    我在 U8没有看到任何输入或输出电容器、我检查了 TPS26623、它是典型的原理图、它具有 I/O 电容器。 原因 MOSFET 是瞬态、因此如果没有足够的输入和输出电容器、LM5010可能不会处理10uF 电容器的瞬态电流。 因此、您可能需要添加一些 I/O 电容器并增大 LM5010的输出电容器、看看问题是否仍然存在

    对于 SW 尖峰和 VCC 骤降、在发生瞬态时可能会导致耦合或谐振、您可以检查它们在电容器增加后是否仍然保持相同的波形  

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    1. 感谢 Daniel 的建议、我将尝试添加一些电容器。 我仍然不清楚是什么会提高输入电压。
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    你(们)好,Christopher

     当驱动器电路从 DCDC 汲取电流时、从图3中可以看到 Vin 首先下降、然后当负载电流变为0时、DCDC 进入 DCM、 但输入线路中的储能不会被负载消耗、因此它会为输入电容器充电以升高 Vin。

    谢谢

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    Daniel:

    我不确定、输入串联二极管 D8之前的电压是否恒定、一直在48V 时、检查示波器、因此我怀疑它来自另一侧、我不对吗?

    "我可以看到 Vin 首先下降"-图3中的黄色是15V 输出、由于 LM5010的电容较小且电流输出受限、因此它首先下降。 但是、什么升压输入电压呢? 在图5中可以很好地看到-蓝色是 Vin、在 D8二极管后面、SWT 引脚上具有相同的升压电压。

    当电压上升时、它处于连续模式、实际上、当电感器电流(绿色)开始上升时、由于需要更高的输出电流、LM5010随后提供"全功率"、似乎占空比限制为50-60%

    在下面的图中、我已将 C30更改为47u 电容并直接添加到输出22u、并且我在 TPS 的输入电压和输出电压之间进行了短路、以确保其不受限制。

    如何实际知道 LM 是否由于 UVLO 而关闭?

    我不知道它是否由于 UVLO 或稳态、小负载而没有计时(Vcc 蓝色 GoS 下降后)。

    根据我的观察结果、将 C30增加到2x47u 或2x47u +10U 无助于在第一次击穿时降低输出上的压降。 它始终大约为8V 深、对于15V 直流/直流转换器而言、这是一个很大的问题。 我还尝试将15V OUT 和 GND 之间直接连接的电容器增加到270u、这也不起作用。 我将 MOSFET 驱动器自举电容器减少到1U、 这可能不是270u 电容器的1uF 如此高的负载。 它应立即传输能量、而不会出现明显的压降。

    我无法确定此墨滴来自哪里(黄色)? 布局?

    ----

    这可能是问题所在、但为什么;蓝色是 FB 黄色 Vout (15V)

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    你(们)好

    1您可以共享布局吗?

    2 您能否移除 U8、使用电线连接 U8的 VIN 和 VO、并在 Vo 下降时测量变频器的电流?

    3要识别 ULVO、您可以检查 SS、下面是软启动功能的数据表描述:

    如果 VCC 低于欠压锁定阈值、发生热关断或使用 RON/SD 引脚关断电路、内部开关会将软启动引脚接地。

    谢谢

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    Daniel、您好!

    这是正确测量的反馈信号和输出电压、探针上无鳄鱼、接地短路。 如果我们假设分压比为6的黄色压降为6V、则反馈蓝色的压降应为1V、但那里的压降为2V。 还是有点混乱。

    1.目前有问题

    2. TPS 被旁路、LM 输出与 TPS 输出连接。 加上我在输出到接地之间添加了47u。 我将测量负载电流并更新此帖子。

    3.thx

    --更新----

    绿色现在是负载电流、说实话...我没有预料到、太高了。 这将澄清如此高的压降。 我必须检查是否所有低侧 MOSFET 未同时开关、这将开始为自举电容器充电。 每个 IR2181驱动器都有一个1U 陶瓷电容器、总共3个。

    --更新2.

    是的、所有3个低侧 H 桥 MOSFET 在第一个初始相位中、它们在电流浪涌的同时启动。 权变措施是添加一些延迟、或 为其旁边的每个驱动器添加专用电容器、目前每个驱动器的典型电流仅为100N、15V 输出为一个常见电压。

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    你(们)好

    我认为大负载瞬态是原因... 由于    您有两个与 C30串联的2.9 Ω 电阻器、因此无论您增加 C30、您都会发现压降仍然很大。 我建议您可以尝试使用较小的电阻器的类型2、甚至类型3。 对于3型、如果您增加 C30、它将有助于减少 VO 下降。  

    对于您的 SW 或 Vin 增大、原因是 Vin 输入和 IC 的 Vin 之间存在一些寄生电感、因此当您"短接"输出时、输入电流将在负载电流减小后变得更大、 存储在随机电感中的能量将为 IC 的输入电容器充电、这将使 IC 的输入和 SW 增加。

    谢谢

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    这可能是6A x1.45欧姆的关键电阻会 产生巨大的压降。 但是、我还有270u 直接从+15连接到 GND。 短接后、首先是270u "感应器"及其内部 DCR 是关键。

    感谢您的帮助、现在 I LL 尝试改进栅极序列并添加一些硬件解决方案。 此致

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    你(们)好

    我将关闭此问题,如果您有进一步的问题,您可以重新打开它。

    谢谢