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大家好、
我们正在我们的应用之一中使用 TI LM5088。 此开关用于提供5V 至15V 的电压范围以驱动 LED。 使用反馈电路来控制输出电压。 我已经分享了 LM5088部分的图像。 我们将在开关输出中获得某种振铃或斜坡噪声。 请仔细检查一下、让我们知道问题可能是什么。 工作频率为500K。
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大家好、
我们正在我们的应用之一中使用 TI LM5088。 此开关用于提供5V 至15V 的电压范围以驱动 LED。 使用反馈电路来控制输出电压。 我已经分享了 LM5088部分的图像。 我们将在开关输出中获得某种振铃或斜坡噪声。 请仔细检查一下、让我们知道问题可能是什么。 工作频率为500K。
您好、Frank、
感谢您的快速响应。
完全相同。 在轻负载条件下、我们观察到具有特定开关频率的曲线、而在重负载条件下、曲线并未出现。 但开关频率始终存在抖动。 由于空间和高度限制、我们使用的是10uH、而不是15uH。 还有另一个观察结果、我们在不同的电路板上得到100mV-200mV 的差异(我们已经测试了15个电路板)。 例如、在某些电路板中、输出电压为8.2V。 对于某些电路板、尽管反馈电压相同、但电压为8.4V。 因此、负载上的电流测量也会发生变化。 任何对此的思考。
我还有一些问题、对于 VIN 48V 运行、500kHz 开关频率可以吗? 我们观察到降压和开关组件是此处最热的组件。
在 MOSFET 选择方面、60V 足以满足 VIN 48V 的要求。 我们在前几块电路板中看到、电路板中的开关在首次加载后被烧坏(突然)。 我们不知道为什么? 我们增加了软启动时序、并希望将 MOSFET 更改为80V。 我们认为 MOSFET 正在燃烧(由于浪涌)、或者开关信号可能不正确、因此 LM5088也在燃烧。 现在 IC 未燃烧。 仍不清楚为什么它在前几块电路板中烧坏。
1. IC 图像烧坏。
100kHz 脉冲负载2.4A
持续负载1.6A
连续负载800mA
你好
您的开关波形看起来有一些抖动。
这可能来自您的电压控制方案。 还有变化
单位到单位的输出电压也可能来自该电压。
您能否断开 R71并查看抖动是否消失?
我认为500kHz 应该是可以的;这是使用 Webench 还是在线计算器工具设计的?
关于损坏、当您插入输入电源时、可能会出现一些过压瞬变。
您可能需要对控制器和 MOSFET 的输入提供某种过压保护。
如果可能、请发送 PCB 布局层的一些视图。
谢谢
您好、Frank、
感谢您的观察。
我们正在测试许多电路板以观察其差异。 关于 R71的断开连接、我没有时间对此进行研究。 但我很快会回来的。 此设计主要来自 Web Bench、然后根据我们的限制、我们修改了一些器件。 请指导我们如何实现此类过压保护。
这里有趣的是、在我们的初始原型板(10 nos)中、我们没有观察到这种故障、所有器件都保持不变。 在我们的 Beta 测试板中、我们遇到了这个问题。 现在、我们已在固件中进行了一些更改、以增加设置电压和开启负载之间的时间。 我们认为、如果我们设置电压并同时打开负载、则降压的应力将增加。
在这里、我将共享布局的图像、
组件放置在顶部、没有组件放置在底部
顶层:组件和路由
第3层:内部布线层
第4层:支持多边形的电流
第5层:DGND
第6层:支持电源和接地的多边形
第7层:降压输出功率 LPVDC
第8层: 支持电源和接地的多边形
您好、Frank、
感谢您查看布局。
我们还有一个观察结果。 我希望您已经了解了我们的反馈策略、以更改输出电压。 我们将从控制器 DAC 向运算放大器馈送电压、使反馈电压保持在1.2V。 最初工作正常。 我们有一个测试程序、在该程序中、我们经常更改 DAC 电压以测试输出电压是否发生变化。 执行此测试一段时间后、输出电压随着反馈电压的变化缓慢稳定(几乎2-3秒)。 当我们探测反馈电压时、它会降低0.8V、并再次将其设置为1.2V。 输出电压也设置缓慢、它将下降并上升。 但 DAC 设置很快。 当我们关闭主电源时、电压放电非常缓慢。 我们在少数电路板中观察到这一点、我们不知道发生了什么错误。
我们怀疑 BUCK 内部的东西已经坏了、它不能按预期工作。 我们在这里有几个问题、
第一、如果我们频繁更改 DAC 电压、我们会使降压变得不良。
第二、更改 DAC 电压以更改输出电压的速度。
三、降压电压设置和开启负载之间的时间延迟是多少。
第四、DAC 电压变化以改变输出电压之间的时间延迟是多少。
五、二极管已经坏了、这就是二极管无法快速放电的原因。
我们不理解这样做的原因,也不愿意进一步进行试验。 请点亮我们。
在此图中、LPV_FB_OFFSET 是 来自 uC 的 DAC 电压(0V 至3V3)。
抱歉进行了对齐。 在本视频中、两个探针连接到两个降压输出。 一个放电速度慢、另一个放电速度快。
e2e.ti.com/.../VID_2D00_20201027_2D00_WA0002_5B00_1_5D00_.mp4
您好、Frank、
我知道负载将使输出放电、这取决于负载时间常数。 但我想、我无法让您了解这里的场景。 在上一个视频中、我共享的是2个不同电路板中相同负载的2个降压控制器的输出。 如果放电缓慢发生、则两者的延迟响应将相同。 但在一个电路板中、速度很慢、在另一个电路板中、速度很快。 我们将设置更高的电压以开启负载、并设置更低的电压以使其成为待机。
在我们的应用中、我们使用 LED 作为负载。 我们将8.4V 设置为导通0.8A 的负载、将其关断(7.2V 小于 LED 正向压降)。但当我们尝试将其设置为关断(即7.2V)时,输出电压不会直接设置为7.2V。 它将缓慢下降至4V、然后设置为7.2V。 当我们探测反馈电压时、它也会从1.2V 缓慢下降到0.8V、并再次将其设置为1.2V。
这种情况发生在少数电路板(3/30)上、最初运行良好。 但在使用后、它会变得缓慢。
我在这里附加了另一个视频、让您了解该场景。
很抱歉、视频分辨率。 如果您看到、在开始处于待机状态时、降压(黄色)的 VOUT 显示为7.2V、反馈电压(绿色)为1.2V、控制器 DAC 输出(蓝色)为1.68V。 当我们打开它时、它很快、 BUCK 的 VOUT (黄色)显示为8.4V、反馈电压(绿色)为1.2V、控制器 DAC 输出(蓝色)为1.98V。 当我们将其关闭时 ,BUCK 的 VOUT (黄色)将缓慢放电至4V,设置为7.2V,反馈电压(绿色)也将缓慢降至0.8V,设置为1.2V,控制器 DAC 输出(蓝色)为1.68V (无变化或延迟)。
e2e.ti.com/.../vid_2D00_20201028_2D00_wa00001_5F00_TAQiDdbI_5F00_eNJ2.mp4
您好、Frank、
很抱歉耽误你的回答。
是的。 在上一个视频中、我提到 了控制器 DAC 输出(蓝色)。 这个我在 OP-AMP (U18B-7)之后探测过。 反馈电压(绿色)探测 R71的另一侧(降压侧)。
我知道这可能不是一个常见的问题、但需要了解这种情况的可能原因。 如果由于我们的测试程序/应用而导致降压转换器出现故障、或者由于降压质量不佳或任何其他部件出现故障、降压转换器会出现故障。
我正在测试几乎30块电路板、并非所有电路板都要测试。 请检查反馈电阻器选择、如果 R69、1K 选择是否正常? 它是否因电流负载问题而损坏? 不确定。
谢谢、
Sudipta
Sudipta、
我将接管弗兰克的这条线程!
观察结果:看起来您有抖动电容、频率抖动可能是您认为的"抖动"
只需确保您可以移除该电容器 C56并查看抖动是否消失。
10µH、您的斜坡电容器 C31对于 Δ I 电感器设置不正确、我认为它应该是5nF、而不是330pF。 (数据表的第8.3.5节)
您是否能够填写 LM25088-5088QUICK-CALC? 这将帮助我们更轻松地检查您的原理图。
当输出电压降至~4V 时、转换器是否会切换? 在这个缓慢 VOUT 下降期间、SW 节点在做什么?
我怀疑有一些启动 UVLO 在开启、启动-软件 UVLO 为3V。
BOOT 只能在 SW < VCC 时再充电、对于7.7V VCC、BOOT-SW 只能在 SW 降至~4V 时再充电至~3V。
请告诉我、
-奥兰多
您好、奥兰多、
我将通过您提到的测试返回给您。
关于缓慢 VOUT 下降、我们在30块电路板中的2-3块电路板中遇到它。 我也会在这方面向您回复。
我在这里有一个问题、没有从数据表中获取任何数据。 需要 TI 在这方面的帮助。 如果您看到下面显示的可变电压方案、
我们将控制 LPV_FB_offset (0V 至3.3V、控制器 DAC)以控制输出电压。 如果它降低、输出电压将增大、如果它增加、输出电压将减小。 我的问题是、在什么频率或间隔下、我们可以更改 DAC 值以设置适当的输出电压。 如果我们非常快地更改它、它将会给降压带来任何问题。
Sudipta、
两个电容值都要接近得多、我想说使用4.7nF。
用于仿真峰值电流的斜坡电容器、更好的值将改善电流模式控制环路。
这可能会解决抖动问题和 VOUT 问题、因为它对 PWM 控制环路至关重要、请参阅 LM5088数据表的图13。
我想、当您 将 VOUT 设定点从8.4V 更改为7.2V 时、转换器会因为输出电压过充而停止开关。
如果转换器长时间未切换 、则引导电容器可放电至低于引导 UVLO。 如果 BOOT-SW 电容器放电、则高侧 MOSFET 无法导通。
转换器必须等待 SW 下降至4V 以为引导电容器充电、并打开高侧以恢复开关。
-奥兰多
您好、奥兰多、
感谢您的快速回复。
首先、我们在所有电路板上都没有看到这种缓慢的响应。 经过一些测试后、它会进入几个板中。 我已经看到、在将电压从8.4V 设置为7.2V 或关闭负载时、转换器停止开关。 正如您所说、恢复切换需要几秒钟时间。 我想理解、这是正常行为还是正常行为。 如果这是正常情况、为什么我们不在所有电路板中都使用它? 如果它是异常的、那么降压转换器内部是否有问题发生?
我在这些板中看到、当我们将电压从7.2V 提高到8.4V 或更高时、没有延迟或响应缓慢。 但是、如果我们将电压从高电平降低到低电平、则会发生这种响应。
如您所知,我们的应用是上下更改降压电压,以获得负载(LED)上的适当电流。 在目前的情况下、我们将降压电压设置为特定的高值(例如、 8.4V) 、然后 在500ms 后打开负载(0.8A LED)。 在关闭时、首先我们关闭负载并将降压电压设置为特定的低电压(EX 7.2V)。 我们是否以正确的方式运行降压转换器? 供参考的是、负载可以是连续的或脉冲的(最大250kHz)、降压转换器的开关频率为500kHz。
根据我们的应用操作降压转换器是否有任何建议?
我在这里分享了该应用的基本方框图。
您好、Sudipta、
如果这是我描述的引导 UVLO、则这种行为是意外的、但不会造成危险、并且不会损坏器件。
当您降低设定点电压时、FB 电压高于 VREF、转换器将以更短的导通时间切换并进入非连续模式。
在这种情况下、转换器应具有最短导通时间、输出电压将根据输出电容器和负载电流衰减。
在较低的设定点电压下(LED 关闭)、您的负载电流非常小、因此输出电容器和输出电压衰减非常缓慢。
BOOT-SW 电容器电压是开启高侧 MOSFET 所必需的。
在二极管 D5导通期间、当 SW ~ 0V (关断时间)时、该自举电容器会重新充电。
但是、在最短导通时间内、关断时间较短、因此引导电容器无法正常充电。
我认为引导电容器放电至低于引导 UVLO、并且在 SW (和 VOUT)降至低于 VCC 之前无法再充电。
BOOT-SW UVLO 为3V (LM5088数据表第7页)、因此对于7.8V VCC、SW (和 VOUT)必须降至~4V 才能为 BOOT-SW 电容器充电。
如果您缓慢调整 VOUT 设定点、导通时间将会缩短、并且可能不会降至最小值、因此引导电容器充电效果更好、不会触发 UVLO。
对于解决方案、您可以尝试减小启动电容器(从100nF 到10nF)、以便在短关断时间内更好地重新充电。
您还可以减小输出电容、以便在更改 VOUT 设定点时输出电压衰减更短。
最后一个小的预加载电阻器有助于减少输出电容器衰减时间。
我认为您的一些电路板可能会在输出电压衰减时间或启动电容器电压衰减时间方面存在差异、以便在某些电路板中出现这种行为、而不是在其他电路板中出现。
希望这对您有所帮助、
-奥兰多